I tessuti per le facciate

I ricercatori dell’Institute of Building Structures and Structural Design di Stoccarda, in Germania, stanno sviluppando assemblaggi strutturali flessibili in fibra composita per il padiglione Elytra, una struttura a cupola costituita da fibre di carbonio in vetro intrecciato. (Istituto per strutture leggere e progettazione concettuale)

Gli umani hanno usato il tessuto per creare riparo per migliaia di anni. Se una serie di rivoluzionari ricercatori e designer si fa strada, tuttavia, le applicazioni di elementi architettonici a base tessile hanno il potenziale per svolgere un ruolo importante anche nel plasmare il futuro delle superfici architettoniche.

Attraverso scale e metodi di applicazione, la ricerca sull’uso di elementi a base tessile in architettura è aumentata negli ultimi 15 anni poiché i team di professionisti e università in Europa e negli Stati Uniti hanno abbracciato applicazioni di tessitura robotica, tessuti in fibra di carbonio progettati su misura e facciate sperimentali in tessuto. Con l’obiettivo di avvolgere strutture sempre più grandi, creare esperienze sensoriali uniche e progettare un futuro più sostenibile, le nuove applicazioni dei tessuti hanno il potenziale per cambiare il volto, l’aspetto e la sensazione dell’architettura come la conosciamo.

Cupola in fibra composita
Istituto di strutture edilizie e progettazione strutturale

Le università in Germania stanno guidando la ricerca, in particolare presso l’Istituto di strutture edilizie e progettazione strutturale (ITKE) di Stoccarda, dove il professor Jan Knippers ha sviluppato metodi per creare tessuti da elementi compositi pieghevoli, tra cui carbonio e fibre di vetro.

Knippers sta attualmente lavorando allo sviluppo dell’ultima iterazione del suo padiglione Elytra, una struttura prototipo di “Fiber Composite Dome” che farà il suo debutto al National Garden Show di Heilbronn, in Germania, entro la fine dell’anno. La cupola larga oltre 12 metri è realizzata con elementi in fibra di carbonio di vetro intrecciato collegati solo da rondelle e bulloni in acciaio.

Per creare il padiglione, Knippers ha progettato una serie geometrica di 60 gruppi di corpi in fibra impregnati di resina che si uniscono per distribuire i carichi strutturali dalla cupola in modo elegante ed efficiente. La disposizione guidata dalla precisione si estende anche alle dimensioni e all’organizzazione delle singole fibre di carbonio di ciascun montante, che sono disposte roboticamente in posizione, cotte in un forno fino a quando non sono irrigidite e infine assemblate in assiemi di estensione tesi. Quando viene eretto nella forma sferica finale per il padiglione, un guscio secondario in polimero ETFE viene aggiunto sulla parte superiore per la protezione dagli elementi.

Dimostratore CRC1244 – Institute for Lightweight Structures and Conceptual Design

La ricerca nel campo delle costruzioni di edifici si sta svolgendo anche in Germania, dove il Dr. Walter Haase, amministratore delegato del Centro di ricerca collaborativa (CRC1244) presso l’Istituto per le strutture leggere e il design concettuale (ILEK) di Stoccarda, sta davvero spingendosi oltre.

Quattordici team di ricerca universitari stanno lavorando per sviluppare modi per “creare più spazio abitativo con meno materiale” utilizzando facciate in tessuto ed elementi costruttivi per guidare l’innovazione nella progettazione generale degli edifici. Il gruppo sta attualmente costruendo una torre modulare sperimentale di oltre 36 metri che servirà come sito di test per nuove facciate basate su tessuto e tecnologie di costruzione che potrebbero trasformare il modo in cui gli edifici sono progettati, fabbricati, utilizzati e persino riciclati.

Il semplice montante in acciaio e la torre in cemento esistono per testare nuovi materiali per ciascuno dei suoi livelli di forma, con un focus specifico su strutture di superficie piegate, lavorazione innovativa di tessuti convenzionali, strutture deformabili geometricamente e strutture pieghevoli ispirate agli origami che possono essere utilizzato per creare pannelli sandwich leggeri. La torre è stata progettata pensando alla flessibilità, in modo che le facciate a base di tessuto sviluppate da partner di progetti accademici e industriali possano essere testate e sostituite se necessario nei prossimi anni.

Allianz Field – Populous Architects

In termini di applicazioni del mondo reale, anche le strategie architettoniche basate sul tessuto stanno puntando sull’illuminazione, specialmente nel mondo della progettazione di impianti sportivi, dove materiali a membrana come PTFE e altri tessuti personalizzati sono utilizzati per avvolgere facilmente geometrie dello stadio larghe e spesso curvilinee.

Lo stadio di calcio Allianz Field progettato da Populous a Minneapolis, ad esempio, presenta una facciata in tessuto PTFE personalizzato laminato trasparente creato in collaborazione con il produttore Walter P Moore appositamente per questo progetto. Estesa su una sottostruttura a nervature in acciaio dal design parametrico, la facciata in tessuto è retroilluminata con 1.700 luci LED emotive che possono essere programmate per brillare in varie occasioni.

Populous è anche il responsabile del progetto Place Amphitheatre e Flex Field del Daily a Jacksonville, in Florida, uno spazio unico a duplice uso che fonde un anfiteatro di spettacoli con un campo di calcio per esercitazioni. I pannelli del tetto in tessuto sono appesi a capriate in acciaio che incorniciano lo spazio. La struttura esterna in acciaio consente un soffitto monolitico in tessuto che può essere immerso nella luce a LED.

Architetture sensoriali sociali – Lab for Material Architectures

Alla University of Michigan A. Alfred Taubman School of Architecture and Urban Planning, ad esempio, Sean Ahlquist sta lavorando in diverse discipline e con partner industriali e aziendali per sviluppare strutture di materiali articolati e approcci di progettazione che “consentano lo studio dei comportamenti spaziali e dell’interazione umana . “La ricerca di Ahlquist si concentra sull’uso del design e della fabbricazione computazionale per creare strutture e spazi che” vanno oltre la materializzazione “per concentrarsi sul” rilevamento, feedback e impegno come fattori critici dell’esplorazione del design “, secondo un recente articolo accademico da lui scritto.

Utilizzando maglieria a controllo numerico, filati ibridi e altre tecniche di fabbricazione digitale, il team di ricerca di Ahlquist è in grado di generare strutture leggere precompresse, innovazioni in materiali compositi rinforzati con tessuto per la progettazione aerospaziale e automobilistica, nonché ambienti sensoriali tattili che possono fungere da “interfacce per interazione fisica. “

Un recente progetto per la mostra Columbus in Columbus, nell’Indiana, crea micro-architetture tessili personalizzate manipolando fibre e punti per generare “qualità strumentali, simultanee strutturali, spaziali e sensibili ai sensi” in strutture di tessuto che possono essere utilizzate da bambini con autismo per filtrare e gestire più input sensoriali.

L’articolo è stato tradotto in italiano dall’originale “Fabrics could be the next big thing in facades” di Antonio Pacheco su The Architect’s Newspaper