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Il numero 86 di RuMoer esplora l'uso innovativo dei materiali tessili in architettura, evidenziando il loro potenziale nel creare facciate adattive che rispondono dinamicamente alle condizioni climatiche variabili e alle esigenze degli utenti. La pubblicazione presenta ricerche e progetti che dimostrano come i materiali tessili possano contribuire a ridurre il consumo di risorse naturali, la produzione di rifiuti e le emissioni nocive, offrendo al contempo soluzioni leggere e funzionali per l'architettura contemporanea.
L'articolo esplora l'uso di i-Mesh, un materiale tessile innovativo, nelle coperture retrattili delle passeggiate di Expo 2020. Grazie alla sua struttura leggera e alle caratteristiche estetiche delicate, i-Mesh ha contribuito a creare zone d'ombra autentiche, migliorando l'esperienza del visitatore. Composto da strati sovrapposti di fibra minerale, il materiale offre prestazioni elevate in termini di isolamento termico, resistenza ai danni chimici e sicurezza contro le fiamme. Il sistema di produzione di i-Mesh permette di orientare le fibre in qualsiasi direzione, offrendo libertà progettuale e riducendo al minimo i rifiuti di produzione. Grazie all'uso di questo materiale, il team di Werner Sobek ha potuto eliminare le tradizionali travi in acciaio e ottimizzare l'impiego di materiali. Inoltre, la progettazione digitale ha permesso di evitare sprechi, ridurre i tempi di costruzione e favorire l'adozione di un sistema retrattile completamente automatizzato per adattarsi alle condizioni meteorologiche. Le membrane non solo forniscono protezione solare durante il giorno, ma diventano anche superfici multifunzionali in grado di illuminarsi la notte, trasformandosi in schermi di proiezione e diffusori di luce. i-Mesh rappresenta un esempio perfetto di design e produzione industriale sostenibile, contribuendo alla realizzazione di un sistema urbano solare che continuerà a proteggere le passeggiate nel futuro del distretto 2020.
A seguito dei fenomeni sismici sono venute meno alcune icone simboliche che rappresentavano la permanenza stessa delle comunità nei luoghi, anche al di là della presenza delle persone. Attraverso il caso studio del santuario della Madonna del Sole a Capodacqua frazione di Arquata del Tronto, si è ragionato sull’ipotesi di ricostruire alcune architetture simboliche, utilizzando sistemi temporanei e leggeri, tali da poter essere allo stesso tempo in grado di rievocare la magia e il fascino dei volumi e degli spazi delle architetture originarie, e rendere immediatamente visibili e comunicabili le perdite subite e la necessità di una più duratura ricostruzione.
Subito dopo il sisma di agosto 2016 l’Istat stimava in 293 il numero dei monumenti (chiese, palazzi, eremi, ecc) distrutti o totalmente inagibili (https://www.istat.it/it/files//2016/09/Focus-sisma-15sett2016.pdf); cifra aumentata ulteriormente a seguito delle successive scosse di ottobre 2016 e di gennaio 2017.
I tempi del censimento e della ricostruzione dei beni immobili di rilevanza storico artistica saranno inevitabilmente lunghi e, per alcuni di essi, non sarà possibile pensare ad una ricostruzione nel luogo stesso dove erano collocati. Da questo punto di vista il caso di Arquata del Tronto rappresenta una situazione emblematica.
Date queste premesse si intende presentare un progetto che ha l’intento di riprendere alcune interessanti esperienze attuate da artisti come Edoardo Tresoldi, che nella basilica paleocristiana di Santa Maria di Siponto ha riposto l’antico volume attraverso una visione effimera, realizzata con armatura a maglia metallica che ha portato l’istallazione alla ribalta internazionale” (https://ilmanifesto.it/sculture-trasparenti-in-un-paesaggio-sonoro/).
La proposta che viene presentata utilizza una struttura lignea e un materiale innovativo, I-Mesh, particolarmente adatto a ricostruire un’idea di spazio e di volume, attraverso un intreccio di fibre dai colori cangianti e dal carattere empatico. Il materiale è in grado di restituire l’effetto e la cromaticità della pietra, pur essendo leggerissimo, come un tessuto.
Roma ha visto un aumento esponenziale dell'uso del suolo fino al 2030, con un tasso di 3 m² al minuto. Nel prossimo futuro, sviluppatori e autorità dovranno affrontare non solo la ristrutturazione degli edifici esistenti, ma anche la rigenerazione ambientale e sociale di ampie zone all'aperto e spazi urbani ancora vuoti (Ottone, Cocci Grifoni, 2018; Gehle, 2017). Lo studio si concentra su un sistema edilizio rappresentativo del patrimonio culturale di Roma – le Mura Aureliane – che è stato incluso come parte significativa di una nuova infrastruttura verde nel piano regolatore della città. Questo antico anello murario che circonda il centro storico di Roma è stato visto come un'area potenziale dove applicare nuove strategie di rigenerazione urbana, a causa della presenza di diverse zone urbane trascurate e spazi pubblici scomodi. Ispirandosi alle interventi artistiche d'avanguardia di Christo e Jean-Claude, gli autori stanno progettando l'applicazione temporanea di reti composite leggere come un percorso protettivo frangisole, in grado di interagire con la massa termica delle antiche mura, per aumentare il livello di comfort termico degli spazi urbani all'aperto. L'obiettivo finale è, da un lato, simulare le prestazioni del sistema edilizio delle membrana tessili sviluppato e valutare il suo potenziale nella mitigazione delle ondate di calore, e, dall'altro, indagare le regole di replicabilità dell'architettura tessile temporanea come mezzo per riattivare - in modo sostenibile e reversibile - la vita urbana e la cura di contesti di patrimonio culturale antico e delicato.
Il progetto di ricerca ADAPTEX persegue l'obiettivo di sviluppare sistemi adattivi di protezione solare tessili ed energeticamente efficienti utilizzando il materiale intelligente Shape Memory Alloy (SMA). All'interno di questo approccio si trova un alto potenziale per nuovi sistemi di protezione solare che richiedono poca energia o che si adattano autonomamente agli stimoli esterni, riducendo i costi operativi e di manutenzione e offrendo soluzioni per affrontare la crescente domanda di protezione dal sole e dall'abbagliamento. Viene presentata una matrice delle categorie di design che unisce vari ambiti coinvolti, dal design tessile e la costruzione di facciate allo sviluppo di materiali intelligenti. Su questa base, sono stati elaborati due concetti: ADAPTEX Wave e Mesh. Entrambi integrano il SMA nelle strutture tessili, ma esprimono differenti potenzialità di design e prestazioni modificando la geometria e il fattore di apertura della superficie. Per una valutazione più approfondita, sono stati sviluppati e testati vari prototipi funzionali che vanno da 0,2 x 0,2 m a 1,35 x 2,80 m. Sono state verificate la realizzabilità e la funzionalità dei sistemi di protezione solare tessili azionati da SMA, che incorporano i requisiti dei vari ambiti coinvolti. La fattibilità dei sistemi ADAPTEX Wave e Mesh è stata valutata in confronto alle prestazioni dei sistemi di protezione solare all'avanguardia. Le idee tecnologiche sono quindi ottimizzate e scalate in vari cicli per test successivi in ambienti interni ed esterni.
Per riassumere i concetti sui quali si fonda questo libro e presentare i lavoro svolto dall’autrice nell’ambito di una ricerca vocata alla discussione sulle nuove – e ancora non del tutto esplorate – ricadute della rivoluzione digitale sull’architettura, mi faccio aiutare da un articolo pubblicato nel 2017 sulla rivista Places Journal, scritto da Naomi Stead, giornalista e critica dell’architettura, nonché direttrice dell’Architecture Monash University.
L’articolo si occupa di Robin Boyl, un architetto e critico australiano non molto conosciuto nelle nostre latitudini, e di un suo saggio “Antiarchitecture” pubblicato su Architectural Forum, nel novembre del 1968. Boyl fu sicuramente figura di spicco all’interno del dibattito architettonico durante gli anni ’70 e forte conoscitore dei suoi contemporanei, dai rappresentanti dell’utopia variamente rappresentata (Archigram, Venturi - Scott Brown) al Metabolismo giapponese, all’ingegneria estrema di Fuller e Wacksman). “L’obiettivo, senza alcuna eccezione, era trovare, purificare ed elevare lo spirito dell’architettura”. Un’architettura che per continuare ad essere amata deve fare i conti con la perdita dei suoi riferimenti tradizionali per lanciarsi su terreni inesplorati, ma senza perdere la concretezza e lo scopo per il quale essa debba considerarsi necessaria. L’articolo rivendica ed estremizza le due posizioni più riconoscibili nella miriade di sfumature che caratterizzano gli orientamenti contemporanei su questa disciplina. A destra metti tutti coloro che cercano ancora l’architettura nel senso vitruviano: forza, utilità e aspetto (per quanto strano) in qualche modo bilanciati. A sinistra metti chi cerca l’antiarchitettura scalciando via la terza gamba della triade.
Questo “divertissement” riportato all’oggi fa capire come la ricerca e la pratica architettonica possano finalmente (e senza sensi di colpa), sentirsi libere di marciare evitando canoni precostituiti, ma addentrandosi nella sperimentazione con assoluta fiducia, intrecciando le proprie aspirazioni con le forze disgregatrici che attentano alla compattezza disciplinare. L’antiarchitettura va oltre. È compulsivamente contraria a concetti, design e ordine costituiti. Vuole disperatamente entrare in contatto con i rivoluzionari della grande alleanza delle altre arti e spaccare il nucleo dell’architettura e trovare qualcosa di assolutamente diverso al suo interno. Il suo credo è più o meno questo: brucia, forma, brucia; d’ora in poi solo le pressioni sociali e lo sviluppo tecnologico daranno forma agli edifici.
Il paradosso consiste oggi nella grande fragilità che emerge dalla condizione di “appoggio” su certezze assolute, mentre la vera forza intellettuale emerge proprio in chi oggi vuole trovare, nonostante tutti i vincoli formali e informali ai quali siamo ormai sottoposti, una energia progettuale derivante dal dinamismo delle evoluzioni globali, dalle continue mutazioni dei contesti sui quali si agisce, dalla produzione industriale e tecnologica sempre alla ricerca di nuovi spazi di mercato.
Proprio dall’incontro tra forze opposte e in continuo movimento (quelle che Boyl definisce antiarchitettura) che l’architettura può trovare una strada diversa: la sua forza è nella sua morbidezza. È definita vagamente come arte, e quindi può sfuggire a qualsiasi tentativo di schiacciarla. Può soddisfare qualsiasi nuova richiesta della società o della tecnologia senza perdere la sua qualità ispiratrice di idee.
Il concetto stesso di Architettura morbida, espresso in questo libro, vuole dunque esprimere una condizione dinamica e reattiva dell’architetto, la cui arte consiste non solo nei suoi prodotti ma anche e soprattutto nell’essere intellettualmente consapevole del suo ruolo di artefice di connessioni. Un ruolo che ritrovi a volte annidato in anfratti spesso invisibili e quindi poco riconoscibile, quando non sia esercitato con la forza mediatica delle “grandi idee”.
L’ambito della progettazione delle facciate architettoniche è sempre più legato alle tematiche del risparmio energetico e della sostenibilità ambientale. In particolare, l’interfaccia dell’edificio architettonico rappresenta la sua parte trasparente-traspirante e, come tale, è veicolo e modulatore di apporto luminoso ed energetico all’interno dello spazio. Le variabili che influenzano tale veicolo e ne influenzano l’adattabilità e il controllo sono latitudine e orientamento, morfologia della facciata stessa, proprietà di vetratura e caratteristiche fisiche dei dispositivi di ombreggiatura.
Partendo dallo studio effettuato sullo stato dell’arte dei dispositivi ombreggianti attualmente utilizzati, la ricerca si è proposta di valutare i risparmi energetici indotti da un nuovo materiale altamente tecnologico, i-Mesh, quando utilizzato come sistema di schermatura e ombreggiamento. Il materiale analizzato può essere facilmente declinato in infinite geometrie, da semplici reti a maglie molto complesse, e può essere continuo o discontinuo, parallelo o meno al piano della facciata.
i-Mesh è un tessuto tecnico composto da diverse fibre—tre delle quali naturali—che sono rivestite di un materiale polimerico. La natura specifica di questo materiale fa dell'i-Mesh un dispositivo altamente flessibile e performante.
Gli studi energetici effettuati sull'I-MESH mostrano gli effetti del materiale quando utilizzato come dispositivo ombreggiante applicato a facciate architettoniche.
Il documento tratta di un workflow metodologico in grado di finalizzare un calcolo agli elementi finiti per reti rinforzate con fibre destinate a funzioni architettoniche, ad esempio per pannelli frangisole di facciata o pensiline. Le tecnologie digitali consentono di realizzare tessiture su misura in base alla funzione prevista.
I materiali grezzi utilizzati per la fabbricazione delle reti presentano solitamente eccellenti proprietà ignifughe, elevate prestazioni meccaniche, ottimo potere di isolamento termico e alta resistenza agli agenti chimici. Oltre a ottimizzare la fabbricazione CNC dei pannelli e il corretto dimensionamento delle fibre, l'obiettivo di questa ricerca è dimostrare la fattibilità e approfondire le potenzialità, così come le difficoltà, dell’uso del metodo degli elementi finiti per lo studio delle reti rinforzate con fibre, con il fine ultimo di sviluppare un metodo analitico generale applicabile a un'ampia gamma di carichi.
Negli ultimi anni, la morfologia dei paesaggi urbani ha mostrato l'espansione delle città in megalopoli caratterizzate da profili di canyon urbani più stretti. Uno dei problemi legati alla crescente densità urbana e aggravati dal cambiamento climatico è noto come il fenomeno dell'isola di calore urbana (UHI), che influisce sulle condizioni esterne a causa del surriscaldamento delle superfici degli edifici. La ricerca valuta questo fenomeno studiando un canyon urbano in cui le facciate architettoniche sono rivestite con un innovativo tessuto high-tech chiamato i-Mesh. Lo studio si concentra sull'analisi e sull'ottimizzazione del valore di riflettanza di i-Mesh per trasformare l'esterno degli edifici in “facciate fredde”. La ricerca considera le prestazioni termiche e lo scambio di calore tra gli edifici e analizza le superfici dei canyon come masse termiche in una nuova metodologia parametrica che mette costantemente in relazione le condizioni interne ed esterne. I microclimi e il comfort esterno sono monitorati misurando le temperature della superficie del canyon e l'indice universale di clima termico (UTCI). L'ambiente interno viene osservato attraverso i carichi termici e le temperature dell'aria. Lo studio mostra come i-Mesh sia in grado di convertire una parete standard in una facciata fresca, mitigando le condizioni esterne e riducendo il consumo energetico interno.
Il fenomeno dell'Urban Heat Island (UHI) è in crescita nelle aree urbane densamente popolate e dipende dalla carenza di aree verdi e dalla presenza di superfici costruite, che sono tipicamente caratterizzate da bassa riflettanza solare e alta emissività infrarossa. Inoltre, l'UHI è aggravato dalla configurazione dell'Urban Heat Canyon e dall'effetto Inter-Building, che consiste nelle multiple riflessioni della radiazione solare, che rimane intrappolata all'interno del canyon urbano. Per questa ragione, le superfici costruite hanno un grande potenziale nel miglioramento del microclima urbano e nella mitigazione dell'UHI, in particolare attraverso il miglioramento delle proprietà di riflettanza solare e emissività termica dei materiali. In questo contesto, le strutture tensili da esterno, come tende e tende da sole, potrebbero rappresentare una soluzione efficace per la mitigazione dell'UHI e il miglioramento del comfort termico umano, mediante la selezione di materiali con alta riflettanza solare sul lato esterno della tenda e bassa emittanza infrarossa verso il basso. Il presente lavoro è focalizzato sulla caratterizzazione di un nuovo materiale a base di fibra di vetro per tende e tende da sole da esterno in termini di riflettanza solare, emittanza termica e riflettività angolare. I risultati mostrano che il materiale testato presenta una buona riflettanza solare, mentre è stata rilevata una elevata emittanza termica. Per quanto riguarda la riflettività direzionale, tutti i campioni presentano una tendenza retro-riflettente per angoli di luce incidente vicino alla perpendicolare, mentre si verifica una tendenza speculare per direzioni di luce incidente vicino all'orizzontale.
Questo documento riassume gli esperimenti e i risultati ottenuti dal funzionamento autonomo del sistema ADAPTEX, sia in un ambiente controllato che in scenari di utilizzo pratico. Il progetto ADAPTEX, attraverso un processo di ricerca olistico e basato sul design, esplora e testa le potenzialità delle strutture adattive, come evidenziato nelle sezioni del report. L'analisi include dettagli sul concetto di base, il processo di ricerca, e le caratteristiche delle strutture "Wave" e "Mesh", oggetto di numerosi esperimenti. Vengono presentati i risultati di test approfonditi sulle caratteristiche del materiale, come la calorimetria differenziale (DSC), le curve di forza-tensione-elongazione, e le temperature di conversione dipendenti dal carico. L'analisi prosegue con il livello di prontezza tecnologica (TRL) e l'implementazione di prototipi di prova.
In particolare, il progetto include la selezione del materiale a memoria di forma (SMA) per la realizzazione della facciata demo in Oman presso PFB e il ciclo operativo testato presso IWU. Viene analizzato anche il comportamento degli SMA attraverso diversi test, e i risultati di queste prove sono confrontati con le condizioni ambientali reali. Il documento esplora inoltre il funzionamento autonomo del sistema in una camera climatica presso l'ISE e in condizioni ambientali presso il GU-Tech, con un focus sul monitoraggio delle reti (Mesh) e delle onde (Wave). Particolare attenzione è dedicata all'operazione autonoma del sistema in una facciata a doppia pelle presso PFB, con una descrizione dettagliata della metodologia di monitoraggio, della configurazione dei sensori e dell'installazione dei microcontrollori.
Il documento conclude con un confronto tra il comportamento degli SMA in laboratorio e in ambiente esterno, nonché un'analisi comparativa tra Austenite e Martensite nel materiale Wave NiTiCu30_0.3mm.
I sistemi di facciata adattivi sono un approccio promettente per ottenere una risposta dinamica alle variazioni delle condizioni climatiche e alle esigenze individuali degli utenti. Nell'ambito del Collaborative Research Center (CRC) 1244 dell'Università di Stoccarda, viene esplorato l'uso dei sistemi adattivi e il relativo potenziale architettonico con l'obiettivo di ridurre il consumo di risorse naturali, nonché la generazione di rifiuti e emissioni pericolose. I parametri target per il design delle facciate includono radiazione solare, temperatura, velocità del vento, umidità relativa, illuminazione naturale e interazione con l'utente. Per creare una piattaforma sperimentale per il lavoro di ricerca, è stata progettata e costruita una torre sperimentale adattiva alta 36,5 m, la D1244, nel campus dell'Università. La facciata temporanea della torre viene attualmente sostituita piano per piano, al fine di convalidare i diversi approcci di ricerca. Le prime facciate implementate si concentrano su sistemi tessili, grazie alla loro leggerezza e alle diverse funzioni che possono essere facilmente integrate. Altri sistemi materiali saranno studiati nel prossimo futuro.
Negli ultimi anni, il clima urbano è cambiato progressivamente a causa di diversi fattori che influenzano le condizioni ambientali. Una delle conseguenze di questa metamorfosi e della crescente densità edilizia è il fenomeno dell'isola di calore urbana (UHI), che altera la qualità degli spazi esterni a causa del surriscaldamento delle superfici edilizie. Le caratteristiche del microclima influenzano le attività indoor e lo stress termico umano. La ricerca mira a fornire una risposta al problema causato dall'eccessiva radiazione solare sul tessuto urbano e dal conseguente fattore UHI. Lo studio si concentra su diverse caratterizzazioni delle facciate basate su vari materiali con efficienze di riflettanza rilevanti che trasformano l'esterno degli edifici in "facciate fresche". La ricerca considera la performance termica della facciata dell'edificio, lo scambio termico tra l'edificio e le superfici del canyon come masse termiche in una nuova metodologia parametrica. Utilizzando strumenti termodinamici collegati da un motore parametrico, l'analisi dimostra come le facciate fresche riducono il trasferimento di calore sia verso l'edificio che verso l'ambiente. Lo studio analizza i materiali delle facciate in relazione alla loro capacità di ombreggiatura, alta riflettività ed emissività in diversi scenari di canyon urbani. I microclimi e il comfort all'aperto vengono monitorati misurando le temperature delle superfici del canyon e l'indice climatico termico universale (UTCI), che combina la temperatura dell'aria, l'umidità, la temperatura media radiante e la velocità del vento. L'ambiente interno viene osservato utilizzando le temperature dell'aria. Lo studio rivela come le facciate fresche aiutino a migliorare le condizioni sia esterne che interne.