Il principio del "costruisci da te" lo rende possibile

Centro di Ricerca Roche pRED di Basilea (Foto: Beat Ernst; Rendering: Herzog & de Meuron)

Costruire edifici per il settore delle scienze della vita richiede un alto livello di competenza nei processi interni. Sia che si tratti di spazi di ricerca, laboratori o produzione: le normative sulla sicurezza e l'igiene, così come i requisiti specifici per le diverse aree di utilizzo, pongono le massime esigenze alla costruzione.

Decisivi per la varietà di requisiti sono non ultimi l'orientamento all'utente e la flessibilità. Proprio il settore della ricerca è soggetto a un continuo cambiamento. I progetti richiedono spesso paesaggi di laboratorio altamente specializzati, che devono essere allestiti in modo praticamente unico ogni volta. Infatti, una rapida riconfigurazione dei laboratori può rappresentare il vantaggio decisivo nella ricerca di un nuovo principio attivo, di un nuovo farmaco o di un'innovazione scientifica. Per questo motivo, i progetti di ricerca sono spesso pianificati in cicli di due- o cinque anni. Poiché la costruzione di un paesaggio di laboratorio adeguato, compresi i preparativi, richiede un tempo simile, una costruzione su misura non è possibile: l'edificio deve essere pronto prima che il bisogno specifico del progetto sia definito – e per questo deve essere flessibile e adattabile.

Le "sistemi di costruzione" modulari aprono le possibilità di realizzare questi requisiti. Un approccio innovativo alla pianificazione modulare, combinato con la rappresentazione digitale completa dell'edificio, apre nuove dimensioni – come ad esempio nella costruzione del nuovo edificio della F. Hoffmann-La Roche AG a Basilea.

La flessibilità è la condizione per una ricerca di successo

Per rappresentare strutture organizzative e flussi di lavoro in evoluzione, gli spazi, i layout e gli utilizzi devono essere configurabili e modificabili il più liberamente possibile. L'intera infrastruttura tecnica delle postazioni di lavoro, come ventilazione, elettricità, sanitari o media, fa quindi parte integrante della configurazione nel nuovo edificio Roche. Le richieste di committenti e gestori immobiliari vanno anche oltre: gli spazi di laboratorio devono poter essere adattati rapidamente alle esigenze di vari progetti di ricerca, e anche la semplice riconfigurazione di uffici in laboratori e viceversa dovrebbe essere possibile in certa misura.

Alte aspettative anche per architettura, efficienza energetica e sicurezza sul lavoro

Chi desidera fidelizzare ricercatori di talento può far valere un argomento sempre più importante: un'atmosfera di benessere progettata in modo orientato all'utente e esteticamente di alto livello. Anche le crescenti esigenze relative agli elementi comunicativi devono essere soddisfatte. Con l'approccio interdisciplinare alla ricerca, cresce anche la domanda di sale riunioni per team, zone di incontro per conversazioni informali e aree di relax per lunghe giornate di lavoro, richiedendo un'architettura su misura. Altre sfide sono rappresentate dalla collocazione di apparecchi rumorosi o ad alto consumo energetico con elevato calore residuo. Per questi, alcune stanze devono poter essere facilmente e rapidamente separate dai paesaggi di laboratorio. Infine, aumentano anche le richieste sulla sicurezza sul lavoro. Quando si maneggiano sostanze pericolose per la salute, sono necessari elevati ricambi d'aria. Se necessario, devono essere realizzati laboratori di sicurezza con camere di passaggio o stanze con requisiti di protezione antideflagrante.

Box informativo:

I requisiti principali per gli edifici di laboratorio moderni in sintesi:

- Postazioni di lavoro flessibili: design adattabile, allestimento modulare del laboratorio
- Aree di laboratorio configurabili: possibilità di ristrutturazione in base alle strutture organizzative e ai flussi di lavoro, modifica della distribuzione degli spazi, disposizione libera delle attrezzature di laboratorio
- Installazioni tecniche reversibili: tracciati di impianti di sistema sistematici, superficie di vani e altezza dei piani sufficienti per eventuali installazioni successive
- Capacità di adattamento: tempi di riconfigurazione rapidi per ridurre i tempi di inattività

La flessibilità richiesta nella costruzione di edifici di laboratorio può essere già in parte realizzata con metodi di modularizzazione tradizionali. Un approccio innovativo apre ora possibilità completamente nuove: invece di fornire moduli come in passato, da cui i pianificatori possono attingere, si modella un progetto architettonico esistente come una cassetta degli attrezzi specifica per il progetto. La pianificazione vera e propria viene quindi assemblata da questa cassetta e può adattarsi alle diverse esigenze secondo regole definite.

Il principio è ad esempio noto nel settore automobilistico: il progetto del veicolo viene suddiviso in moduli e può essere configurato dal cliente stesso in base a un insieme di regole per soddisfare le proprie necessità.

Il "gemello digitale" rende tutto possibile

La chiave per una modularizzazione efficiente è la digitalizzazione del progetto all’interno di un modello BIM. "BIM" sta per Building Information Modeling, e si crea così un cosiddetto "Gemello Digitale" dell'edificio. Il modello dell'edificio viene costruito in modo sistematico e modulare. Luoghi e strutture che si ripetono vengono modellati una sola volta e archiviati come modelli catalogo. Qui si svolge il lavoro interdisciplinare. Esempi di tali moduli sono i componenti di arredo per l’allestimento, come linee di laboratorio, uffici e sale riunioni, spogliatoi e cucine, inclusi tutti gli impianti tecnici e le connessioni.

I moduli vengono inseriti nel modello di progetto dal catalogo secondo le preferenze dell’utente. Un piano di restrizioni definisce le interfacce e le regole su come e dove i moduli possono essere integrati nel modello dell’edificio. Gruppi di connessione definiti collegano i moduli in modo strutturale nel contesto dell’edificio e garantiscono anche la loro reversibilità. L’allestimento dell’utente diventa così un processo di configurazione.

Gli edifici, prevalentemente dotati di laboratori, del centro di ricerca pRED a Basilea vengono realizzati secondo questo metodo, considerando che i requisiti relativi alle installazioni di laboratorio e alle esigenze di flessibilità sono molto elevati.

Un sistema centrale definisce il quadro

Il sistema di coordinamento del progetto è lo strumento centrale per semplificare, modularizzare e integrare. È composto da quattro sistemi: il sistema di misura definisce il quadro geometrico con punti, assi, bande e piani. Il sistema di superficie suddivide il progetto in sotto-aree il più possibile regolari. Attraverso il sistema di identificazione dei luoghi, tutte le stanze e le strutture ancorate al sistema di coordinamento del progetto vengono indirizzate con un codice univoco. Nei cosiddetti piani di restrizione vengono rappresentate in modo vincolante le relazioni tra gli oggetti, con regole e restrizioni.

Il futuro appartiene agli edifici modulabili: la pianificazione modulare le realizza

Da un lato, sono le esigenze del settore delle scienze della vita che richiedono una crescente flessibilità. Dall’altro, anche l’interesse di committenti e gestori immobiliari di rendere gli edifici più adattabili per garantirne il futuro. La complessità di questi compiti è difficile da risolvere con i sistemi di pianificazione tradizionali e, in ogni caso, non con l’efficienza desiderata. La combinazione di pianificazione modulare e integrata con la rappresentazione digitale degli edifici permette invece il cosiddetto "salto quantico" verso edifici estremamente adattabili, perfettamente su misura per l’uso e realizzati con la massima qualità.

Box informativo

Vantaggi principali di una pianificazione edilizia modulare, integrata e digitale:

- Massima orientazione all’utente grazie a moduli definiti, facilmente sostituibili se necessario
- Ben più alta produttività per la ricerca grazie a paesaggi di laboratorio su misura
- Rapida adattabilità dei laboratori senza bisogno di nuove costruzioni o riconfigurazioni
- Costruzione e gestione economiche anche con architetture altamente personalizzate
- Fondamenta di pianificazione e costruzione affidabili
- Riduzione del lavoro di pianificazione, con errori potenzialmente riconoscibili già nel "Gemello Digitale"