ARCHITETTURA E TRASPARENZA: NODI TECNOLOGICI E COSTRUTTIVI

Transcript

1 I limiti dell immaginazione dell uomo sono dati dai materiali di cui dispone. Leonardo da Vinci ARCHITETTURA E TRASPARENZA: NODI TECNOLOGICI E COSTRUTTIVI 1

2 Trasparenza unidirezionale: La luce penetra all interno degli spazi, ma le aperture non consentono di vedere all esterno delle chiusure verticali. Cattedrale di Chartres La tecnologia costruttiva del vetro permetteva la realizzazione di elementi di piccola dimensione e rendeva necessaria una fitta trama strutturale, realizzata con profili di piombo fuso. IL GOTICO TRASPARENZA E ARCHITETTURA 2

3 Crystal Palace Londra 1851 Costruito a Londra in occasione della Esposizione Internazionale, è ritenuto l emblema della cultura architettonica dell industrializzazione. IL XIX SECOLO TRASPARENZA E ARCHITETTURA 3

4 Crystal Palace Londra 1851 Immagine del cantiere Gli elementi vetrati sono agganciati rigidamente a telai metallici. IL XIX SECOLO TRASPARENZA E ARCHITETTURA 4

5 a.acc. 2011/2012 Molti progetti pensati e realizzati negli anni 20 e 30 degli esponenti del Movimento Moderno dimostrano come la ricerca della trasparenza è connessa alla sperimentazione di materiali nuovi e di nuovi sistemi costruttivi, da privilegiare rispetto alla tecnica esecutiva della prassi architettonica consolidata. Progetto di grattacielo a Berlino Mies Van Der Rohe 1921 Il vetro ci porta la nuova epoca. La cultura del mattone ci fa solo compassione. P. Scheerbart, 1920 Il principio costruttivo di tali edifici emerge chiaramente se ci si pone nell ottica di rivestire queste superfici, che non sono più portanti, con il vetro. Con il vetro non si tratta di creare effetti di luci e ombre, bensì un ricco gioco di riflessi luminosi. Mies van der Rohe, 1921 IL XX SECOLO L_13 5

6 Walter Gropius Sede del Bauhaus Dessau Elevata trasparenza attraverso l edificio Indipendenza tra struttura dell edificio e facciata IL MOVIMENTO MODERNO Gli elementi vetrati della facciata sono inseriti in un telaio metallico strutturalmente indipendente dell ossatura portante dell edificio. 6

7 a.acc. 2011/2012 Walter Gropius Officine Fagus Dessau IL MOVIMENTO MODERNO L_13 7

8 a.acc. 2011/2012 Le facciate integrali devono essere progettate come un sistema. Le deformazioni di una facciata continua sotto la spinta del vento o per dilatazioni termiche, se non opportunamente controllate in fase di progetto possono non provocarne il collasso, ma possono comunque aprire fessure nei giunti, compromettendo la tenuta all aria e all acqua. Le tolleranze dimensionali delle strutture portanti dell edificio devono essere compatibili con quelle progettate per gli elementi di ancoraggio dei pannelli di facciata. Immagine di cantiere in cui è evidenziata la successione delle fasi operative della realizzazione di una facciata continua. IL SISTEMA COSTRUTTIVO L_13 8

9 Schemi semplificati di distribuzione delle pressioni positive e negative dovute a carico del vento sui fronti di un edificio alto IL VENTO Nella prassi progettuale corrente per edifici di notevole altezza, o in zone con particolari carichi da vento vengono compiute sofisticate modellazioni matematiche, o simulazioni su modello in galleria del vento, finalizzate alla simulazione reale del comportamento dinamico della struttura e dei suoi elementi di involucro. 9

10 World Trade Center Minoru Yamasaki New York 1966/

11 World Trade Center Minoru Yamasaki New York 1966/ Viste del cantiere 11

12 World Trade Center Minoru Yamasaki New York 1966/ Schema del giunto aperto impiegato per la realizzazione della chiusura verticale del World Trade Center. La soluzione a giunto aperto era l unica capace di garantire la tenuta all aria e all acqua del sistema di involucro. L involucro dell edificio risulta articolato in tre elementi funzionali distinti: una barriera esterna alla pioggia, non completamente sigillata, ma che presenta un apertura verso l esterno, un intercapedine retrostante, in cui la pressione dell aria è pari alla pressione esterna una barriera interna impermeabile all aria e al vapore, posta sulla faccia interna dell intercapedine. Il deflettore interno è studiato in modo da permettere la penetrazione dell aria densa di particelle d acqua e da provocare un vortice che separi l aria dall acqua. 12

13 A battuta A giunto aperto (camera di compensazione della pressione) SISTEMI DI TENUTA 13

14 CONTROLLO CLIMATICO Studio del microclima interno: controllo dell effetto serra La parte di energia dovuta a irraggiamento solare che attraversa il tamponamento trasparente, con lunghezza d onda corta, riscalda le pareti dell ambiente interno. L energia accumulata viene rilasciata per irraggiamento con una lunghezza d onda molto maggiore, per la quale il tamponamento vetrato risulta quasi opaco, rimanendo quindi imprigionata all interno dell ambiente. In caso di chiusure vetrate prive di schermature solari e di ventilazione la temperatura può superare i C. 14

15 CONTROLLO CLIMATICO Studio del microclima interno: controllo dell effetto serra Per garantire un corretto ricambio d aria, e quindi una diminuzione della temperatura interna all ambiente, è necessario prevedere alcuni elementi apribili alla base e alla sommità del volume vetrato, che consentano l immissione di aria fresca con la contestuale emissione di aria calda. 15

16 a.acc. 2011/2012 CONTROLLO CLIMATICO Per contenere la temperatura interna entro valori accettabili è necessario prevedere in fase di progetto una corretta ventilazione che sia in grado di garantire un numero adeguato di ricambi volumici orari. La ventilazione può essere ottenuta naturalmente o meccanicamente. Di regola la superficie apribile dovrebbe essere almeno 1/10 della superficie complessiva vetrata. In assenza di vento, per ottenere una corrente ascensionale attiva che generi una ventilazione naturale è necessaria una differenza di temperatura tra il volume d aria nella zona bassa del locale e quello nella zona alta dello stesso di almeno 18 C. L_13 16

17 CONTROLLO CLIMATICO Schermatura interna: schema di collocamento e rappresentazione dell efficacia Schermatura esterna: schema di collocamento e rappresentazione dell efficacia A parità di condizioni di irraggiamento, la schermatura esterna risulta più efficace per quanto riguarda il contenimento del carico termico passante 17

18 Parc Citroën Parigi OGGI TRASPARENZA E ARCHITETTURA 18

19 Vista del modello con individuazione degli elementi vetrati 19

20 a.acc. 2011/2012 Vista di scorcio del fronte principale L_13 20

21 Caratteri estetici e formali: - semplicità - linearità - trasparenza - purezza formale Vista dall esterno di uno degli elementi vetrati in facciata. Non esistono telai strutturali tra le lastre di cristallo, che sono tenute accostate attraverso speciali guarnizioni in siliconi strutturali. ma allora, dov è la struttura? 21

22 a.acc. 2011/2012 La struttura è all interno La semplicità è solo apparente. La complessità tecnologica e costruttiva è visibile all interno. Vista dall interno di uno dei corpi vetrati in facciata L_13 22

23 Facciata non è solo la superficie vetrata di chiusura, ma un sistema strutturale, tecnologico e costruttivo complesso e fortemente integrato, in cui esiste una precisa gerarchia tra gli elementi costitutivi. Vista ravvicinata di uno dei corpi vetrati 23

24 Schema assonometrico della struttura metallica a supporto dell involucro vetrato 24

25 a.acc. 2011/2012 Ancoraggio dei cristalli L_13 Irrigidimento dei cristalli Struttura portante 25

26 Dettaglio di uno degli elementi di irrigidimento trasversale, ottenuto attraverso uno schema strutturale ad aste compresse e cavi tesi. 26

27 Dettaglio assonometrico di uno dei nodi di collegamento tra la struttura metallica perimetrale, i puntoni compressi e le teste dei tiranti. Sono evidenziati gli snodi delle articolazioni tra i vari componenti costruttivi. 27

28 Immagine di uno dei nodi di collegamento tra la struttura metallica perimetrale, i puntoni compressi e le teste dei tiranti. 28

29 Schema assonometrico delle deformazioni (rappresentate fuori scala) subite dalla parete vetrata per effetto della sollecitazione dinamica del vento nel caso di una pressione positiva agente in direzione normale al piano della facciata 29

30 Schema semplificato delle sollecitazioni dinamiche agenti sulla parete vetrata per effetto del vento 30

31 Vista interna della vetrata con individuazione del nodo di collegamento tra i cavi tesi della struttura reticolare e i montanti verticali della struttura principale. 31

32 Schema semplificato del comportamento strutturale degli elementi reticolari, con riferimento alla trasmissione delle sollecitazioni agenti nel nodo di collegamento con i montanti verticali della struttura. 32

33 Schema assonometrico del nodo di collegamento tra i cavi tesi della struttura reticolare e i montanti verticali della struttura principale. 33

34 Vista di dettaglio di uno degli elementi compressi cui sono collegati i nodi di ancoraggio delle lastre di vetro della facciata. Si noti la soluzione di collegamento tra i quattro lati delle lastre con silicone strutturale. 34

35 Spaccato assonometrico del sistema di ancoraggio delle lastre di vetro. Sono evidenziati i differenti sistemi adottati per garantire la adattabilità geometrica tra il nodo di ancoraggio e la lastra, e per compensare eventuali tolleranze dimensionali. 35

36 Dettaglio costruttivo del nodo di collegamento tra la struttura metallica di supporto e la lastra di vetro 36

37 Schema assonometrico di un modulo della facciata strutturale, con indicazione della distribuzione delle sollecitazioni nei nodi della struttura. 37

38 a.acc. 2011/2012 Immagine fotografica di uno dei nodi di collegamento tra la struttura metallica perimetrale, i puntoni compressi e le teste dei tiranti. Si noti l elemento di collegamento e sospensione della parete vetrata, dotato di smorzatori eleicoidiali. L_13 38

39 a.acc. 2011/ Vista e spaccato assonometrico dell elemento di collegamento e sospensione della parete vetrata, dotato di smorzatori eleicoidiali. L_13 39

40 a.acc. 2011/2012 Sequenza delle fasi di montaggio delle travi reticolari a funi tese e aste compresse: Posizionamento degli elementi compressi 2 Collocazione e aggancio dei tiranti L_ Sollevamento Posizionamento 5 Tiro dei cavi secondo le condizioni di carico progettate 6 Ripetizione della sequenza 6 40

41 Indicazione semplificata dello schema impiantistico adottato per la climatizzazione degli spazi interni. Dato l ampio volume vetrato sono previsti sistemi sia naturali che forzati di immissione di aria fresca e di espulsione di aria calda. Espulsione naturale Espulsione forzata Immissione forzata Immissione naturale 41

42 Dettaglio costruttivo degli snodi di collegamento dei cavi tesi e dei puntoni compressi delle travi reticolari di irrigidimento 42

43 Dettaglio costruttivo di un connettore 43

44 Particolare del dettaglio costruttivo precedente 44