14 giugno 2017

L’INVOLUCRO EDILIZIO - PELLE - MEBRANA

Per gli esseri umani la necessità di costruire artificialmente il proprio habitat è legata all’evoluzione antropologica del passaggio dallo stato di vita nomade a quello sedentario che ha comportato l’esigenza di delimitare fisicamente spazi costruiti distinti, per caratteristiche e condizioni fisiche, dagli spazi naturali esterni.

I luoghi costruiti si sono così evoluti nel tempo,imponendo un sistema di bisogni più complesso e diversificato. Col passare del tempo, l’esigenza legata all’indipendenza tra lo spazio indoor e lo spazio outdoor si è progressivamente arricchita, con la conseguente necessità di elaborare tecnologie in grado di soddisfare classi di requisiti che vanno dal controllo degli agenti atmosferici alla rappresentatività della funzione sociale dell’edificio. Le architetture si sono, quindi, evolute nel tempo da semplice riparo dalle intemperie, ad elemento rappresentativo delle potenzialità della società stessa , a sistema di regolazione del comfort interno.

Durante gli anni del Rinascimento e dell’Umanesimo  la parete esterna viene enfatizzata fino a diventare una vera ‘parete da esposizione’. Tale processo si accentua ancora in età barocca: diventa usuale che le facciate rivolte verso le strade e le piazze si trasformino in grandi quinte scenografiche, finendo per svincolarsi quasi del tutto dall’organismo

 

L’involucro architettonico ha quindi registrato una trasformazione strettamente legata all’evoluzione delle scoperte che hanno caratterizzato la specie umana nei secoli, evolvendosi in relazione all’uso dei materiali ed alla possibilità di sfruttare le loro caratteristiche per garantire condizioni termo-igrometriche adeguate all’interno degli spazi confinati. Formalmente e fisicamente l’architettura si è evoluta dai modelli più

semplici e minimalisti di insediamento, quali le tende o le grotte, a sistemi più complessi caratterizzati

da  involucri sempre più leggeri e trasparenti.

L’involucro si trasforma in un sistema di funzioni complesse, talvolta incapace, però, di apportare modifiche appropriate alle qualità termiche dell’edificio. L’invenzione e l’introduzione in campo edilizio di sistemi di riscaldamento e raffrescamento, avvenuta per la prima volta all’interno del Larkin Building costruito a Buffalo da F. L. Wright, hanno, infatti, reso l’involucro, un sistema indipendente dalle condizioni climatiche

esterne. Le facciate, rappresentative di una concezione che pervade un’intera epoca, diventano sempre più ‘leggere’, fino a trasformarsi in curtain wall.

Nel 1926 Le Corbusier indica la ‘facciata libera come uno dei suoi cinque punti della nuova architettura, definendo così la ‘pelle’ dell’edificio come una leggera membrana indipendente dalla struttura.

L’involucro acquista un aspetto innovativo, abbandonando la massività necessaria per

la realizzazione delle strutture edilizie a muri portanti e superando quella concezione ormai consolidata che vede la partizione esterna come barriera visiva tra interno ed esterno.

L’edificio trasparente, diventa così espressione della nuova architettura capace di rigenerare e affrancare la società che la produce attraverso la sua consistenza effimera, ed assume, nel mondo contemporaneo, un valore ‘ermeneutico’, interpretando la realtà e facendone emergere l’essenza più profonda.

 

Il modello architettonico proposto dal movimento moderno, riconoscibile per l’inconsistenza materica dei suoi confini fisici comincia a manifestare le sue carenze in termini di efficienza energetica negli anni settanta, in corrispondenza della prima crisi energetica, quando i sistemi impiantistici di condizionamento, a causa della mancanza delle fonti energetiche fossili, non riescono a garantire le prestazioni termiche degli

spazi confinati. È proprio in questi anni che si diffonde una nuova coscienza ecologista anche nell’ambito della cultura architettonica, promuovendo nuovi modelli dell’abitare che puntano a riproporre, in chiave contemporanea, soluzioni tecnologiche del passato, capaci di sfruttare passivamente ed attivamente le fonti energetiche naturali per soddisfare il fabbisogno energetico degli edifici.

In questo momento storico, caratterizzato da un incremento considerevole del prezzo del petrolio, l’involucro edilizio è stato oggetto di particolare attenzione per quanto riguarda l’isolamento termico. Si sviluppano, in tutta Europa, le tecniche per coibentare gli elementi di involucro opaco e si

diffondono i vetri a camera ed i serramenti a taglio termico e con tenuta all’aria, in grado di abbattere il valore della trasmittanza termica degli elementi vetrati di oltre il 50 per cento. Contemporaneamente si fa strada nella pratica architettonica il cosiddetto approccio bioclimatico teorizzato già negli anni sessanta da Victor Olgyay .

L’involucro, che dall’età industriale in poi diventa ‘assoluto’ rispetto alle caratteristiche climatiche locali, ritorna a strutturarsi come sistema complesso, in grado di agire ed interagire rispetto all’ambiente circostante, mediando in modo attivo il rapporto tra uomo ed ambiente.

 Da struttura bidimensionale, l’involucro diventa un sistema tridimensionale, assumendo la qualità di uno ‘spazio’; doppio, triplo, a molteplice polivalenza, capace di sviluppare proprietà innovative di spazio cuscinetto e di filtro altamente dinamico e selettivo.

Alla complessità delle prestazioni richieste si risponde attraverso la complessità di sistemi, sperimentati grazie alla ricerca tecnologica degli ultimi anni; ricerca che sempre più spesso tenta di trasformare la pelle di un edificio in un mezzo di esaltazione delle qualità dell’edificio stesso e in un sistema in grado di pubblicizzare la tecnologia  che lo ha generato.

 

Le facciate a doppia pelle che si diffondono in Europa nell’ultima decade sono caratterizzate dalla presenza di spazi vuoti interclusi tra i due strati principali di delimitazione tra interno ed esterno, che in taluni casi sono trasformate in veri e propri ambienti di vita.

 Gli architetti contemporanei sperimentano le potenzialità scultoree e le capacità espressive dei nuovi materiali di rivestimento esterno utilizzando la pelle dell’edificio come generatrice di forme e di immagini spesso sganciate dall’oggetto delimitato.

È sempre l’involucro edilizio l’oggetto di continue ricerche da parte di progettisti, che come Norman Foster, Richard Rogers, Jean Nouvel o Renzo Piano, si rivolgono all’high tech ritenendo la tecnologia il contenuto e la principale finalità degli sforzi espressivi dell’architettura.

In  alcuni casi è proprio la pelle dell’edificio che diviene un dispositivo tecnologico dotato di una propria funzionalità, come nel caso dell’Institute du Monde Arabe a Parigi (Jean Nouvel, 1987).

Le facciate mediatiche contemporanee, diffuse in tutto il mondo, che incorporano nuovi strumenti " figurativi e nuove tecnologie di comunicazione e che creano nuovi effetti grafici e cromatici avvalendosi di membrane e vetri traslucidi, si inseriscono nella tradizione del rivestimento architettonico come supporto iconografico.

 

Si registrano nuove sperimentazioni, dalle architetture di Toyo Ito agli edifici organici di Greg Lynn le nuove frontiere della sperimentazione in architettura sono orientate a proporre nuovi modelli dell’abitare in cui l’organismo edilizio sia capace di garantire anche in autonomia il comfort dei suoi utenti.  In tal senso l’evoluzione e la diffusione dei sistemi di controllo informatico (dalla domotica ai Building Management System) hanno permesso di trasferire alla scala dell’edificio le potenzialità dei sistemi dotati di intelligenza artificiale, permettendo una regolazione dello spazio anche in assenza dell’utente umano ed in stretta relazione con tutta una serie di necessità che garantiscono di ottimizzare dal punto di vista funzionale e fisico lo spazio costruito.

 

 

Nelle attività umane atte alla costruzione ed alla trasformazione dello spazio vitale, un ruolo privilegiato spetta alla progettazione dell’involucro architettonico che da elemento-barriera prevalentemente protettivo si è evoluto, anche grazie alla recente ricerca tecnologica, in un complesso sistema-filtro selettivo e polivalente capace di ottimizzare le interazioni possibili tra ambiente interno e ambiente esterno. Considerare l’involucro architettonico quale “membrana” o “pelle” dell’organismo edilizio significa valutare la qualità osmotica dell’elemento facciata, capace di regolare e, talvolta, generare i flussi energetici e di informazione passanti attraverso di esso, e al contempo anticipare il ruolo che esso ha conquistato nell’ambito della sperimentazione tecnologica contemporanea.

Con il concetto di “pelle” si vuole indicare la natura viva e attiva di quella parte dell’edificio deputata a mediare il rapporto tra uomo e ambiente, capace di agire prontamente alle sollecitazioni provenienti dal contesto.

La facciata, intesa come sistema bidimensionale ed unidirezionale è il punto di partenza per l’esplorazione delle potenzialità della “pelle” come membrana di confine tra interno ed esterno, che diventa tridimensionale e bidirezionale.

La pelle è confine tra organismo ed ambiente ed allo stesso tempo è elemento fondamentale di contatto

sensibile con l’ambiente, senza il quale un organismo non sarebbe in grado di sopravvivere. La pelle in architettura, come superficie di confine, è tanto medium di contatto quanto di separazione. La pelle architettonica come l’organo dove lo spazio architettonico comincia, ovvero finisce, è, come confine tra interno ed esterno, l’espressione più evidente dell’identità di un manufatto, che contemporaneamente si lascia esperire solo come qualcosa di distinto dal manufatto stesso.

In questo doppio ruolo di confine ed interfaccia tra un soggetto sensibile ed un ambiente circostante, altrettanto ricettivo quanto attivo, la pelle di un’architettura si carica di una duplice valenza: elemento

di rivestimento e protezione e, contestualmente, strumento di relazione ed interfaccia, appunto, verso il mondo esterno.

 L’involucro, come ‘pelle’, svolge il ruolo determinante di sistema dinamico di filtro ambiente capace non solo di regolare i flussi di calore, radiazione, aria e vapore, ma anche di convertire l’irraggiamento solare in energia (termica ed elettrica) utilizzabile per il ‘metabolismo’ degli edifici, ed in genere di assolvere una serie di prestazioni chiave che ne fanno l’elemento cardine di un globale processo di interazione eco-efficiente con i fattori ambientali naturali.

 

Con il termine di ‘membrana’ si fa riferimento, invece, al processo evolutivo che ha visto nel tempo, attraverso l’apporto tecnologico, il progressivo assottigliarsi dello spessore della pelle stessa, associato però alla capacità di rispondere in maniera più decisa alle sollecitazioni provenienti dall’ambiente esterno.

 

La sperimentazione sull’involucro esprime le qualità ‘tecno-organiche’ di parte dell’architettura contemporanea, attraverso l’interpretazione e l’assimilazione delle condizioni ambientali in modo combinato all’impiego di tecniche evolute , capaci di tradurre le potenzialità relative agli stati fisici e naturali “nella realtà attuale del mondo empirico “.

L’involucro sperimentale è indagato come ‘interfaccia dinamica’, come struttura di mediazione e di interscambio tra le sollecitazioni ambientali e le esigenze fruitive degli spazi interni, dotato di ‘plasticità evolutiva’ e di proprietà di ‘adattamento’ agli stimoli differenziati provenienti dall’ambiente.

La tipologia ambientale e ‘adattiva’, di forma ‘stratificata’, comporta la regolazione del profilo di rendimento utilizzando schermi esterni, membrane, superfici isolanti e ‘dispositivi di manipolazione’ per il controllo prestazionale basato sulla ‘selezione’ delle sollecitazioni ambientali.

 

I sistemi di involucro eco-tech articolati, capaci di rispondere attivamente alle sollecitazioni ambientali mediante il contatto con le condizioni climatiche e di engineered walls (quali apparecchiature azionabili mediante dispositivi meccanici ), sono finalizzati a ricevere, guidare e selezionare le sollecitazioni esterne per realizzare condizioni ergonomiche calibrate negli spazi costruiti (di tipo termoigrometrico, illuminotecnico ed acustico).

Questi edifici impiegano spesso le trasparenze e le opacità delle superfici che li racchiudono: nel corso delle ore del giorno e della notte, e in relazione all’irraggiamento ed alla temperatura esterna, spostano, ruotano, aggiustano gli elementi che ne compongono le facciate per accogliere, respingere o deviare

gli eventi atmosferici più disparati.

Michael Wigginton e Jude Harris nel loro testo Intelligent Skin19 definiscono la pelle intelligente come un sistema di controllo attivo e dinamico capace di regolare l’interscambio di energia passante tra l’interno e l’esterno di un ambiente, garantendo un ottimo livello di comfort attraverso la possibilità di variare automaticamente la conformazione del corpo di fabbrica dell’edificio.

 Un gran numero di sensori permette di regolare in modo preciso il sistema trasformando l’edificio in una fabbrica intelligente.

La pelle intelligente dell’edificio garantisce:

• Protezione dalle intemperie, pioggia, vento e temperature esterne.

• La possibilità di regolare la radiazione solare.

• La possibilità di gestire il passaggio di energia termica.

• Un adeguato isolamento acustico.

• Il controllo dell’edificio aumentandone il grado di sicurezza.

L’evoluzione tecnologica che ha portato alla definizione di un nuovo concetto di involucro, non più statico e passivo, ma adattivo e complesso, ha permesso di indagare e comprendere i vantaggi dell’integrazione di sistemi di automazione a scala architettonica che interagiscono e regolano sia il sistema impiantistico, sia la conformazione estetico - architettonica dell’involucro, con l’obiettivo di ridurne il fabbisogno energetico.

 

Il concetto di edi" cio intelligente è, quindi, strettamente correlato a quello di facciata intelligente, poiché è proprio la facciata l’elemento principale che è capace di cambiare configurazione garantendo le performance richieste, enfatizzando la somiglianza tra la facciata e la pelle umana.

L’involucro diventa così una vero e proprio sistema organico collegato al sistema centrale di controllo dell’edificio ed all’impianto di climatizzazione che può essere confrontato al sistema arterioso umano.

 

Risulta fondamentale, quindi, sottolineare la tendenza, registrata nell’ultimo decennio, di superare il concetto di chiusura, verticale ed orizzontale, dello spazio costruito, e di definire e parametrizzare i nuovi concetti di pelle e membrana in corrispondenza del ruolo assunto dall’involucro architettonico nella definizione delle nuove prestazioni dell’edificio contemporaneo.

 

 

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