Benvenuti nel futuro dell’edilizia

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L’Arch_Tec_Lab della ETH di Zurigo è il nuovo indirizzo scientifico per la collaborazione interdisciplinare e le nuove tecnologie nel settore edile e ha già saputo mostrare come la digitalizzazione può contribuire a una modalità di costruzione a basso consumo di risorse, senza emissioni e ad alta densità. L’Arch_Tec_Lab è stato inaugurato nel settembre del 2016.

Il nuovo edificio dell’Arch_Tec_Lab è sorto sul tetto di un parcheggio preesistente nel Campus Höngerberg della ETH di Zurigo ed è esempio di sostenibilità da ogni punto di vista. La struttura è collegata attraverso una passerella all’edificio dove ha sede il dipartimento di architettura.
L’intero processo di progettazione e costruzione dell’Arch_Tec_Lab è durato sei anni. Vi hanno preso parte architetti, ingegneri edili, tecnici edili e fisici edili dell’Istituto per la Tecnologia in Architettura della ETH di Zurigo. Insieme hanno voluto testare come con il supporto della tecnologia digitale e con processi di pianificazione collaborativi si possa contribuire ad una costruzione a basso consumo di risorse e ad alta densità allo stesso tempo. Per questo hanno creato un “laboratorio reale” in cui poter applicare le loro più recenti conoscenze in scala 1:1.

Legno e acciaio

Per poter costruire su strutture edili preesistenti, i ricercatori hanno chiaramente fatto ricorso alla tecnologia di costruzione leggera andando così a ridurre puntualmente la massa edile. Rispetto alle tradizionali costruzioni in altezza, nelle quali si registrano fino a 400 kili di materiale per metro cubo, la massa media dell’Arch_Tec_Lab arriva a soli 240 kili per metro cubo.
Come materiale è stato scelto il legno per la struttura del tetto e l’acciaio per lo scheletro del sistema portante. Rispetto alla loro massa questi materiali dimostrano una rigidità ottimale. La struttura in acciaio è priva di nodi o assi portanti. Questo rende possibile una grande flessibilità d’uso, permettendo così di adattare i volumi alle più diverse esigenze.

Tetto in legno approntato con robot

Un solo robot ha approntato l’intera struttura ondulata del tetto in legno dell’Arch_Tech_Lab, e questo grazie a un processo digitale integrato di pianificazione e produzione. Con 48.000 travetti in legno di una lunghezza fino a 3,10 metri si è potuta produrre una struttura di copertura con una campata di circa 15 metri. 168 supporti della travatura realizzati serialmente, assemblati e chiodati da un robot scaricano il loro peso su supporti in acciaio in cinque aree e nascondono tutta l’impiantistica, da quella antiincendio all’illuminazione. Senza ulteriori rivestimenti, la struttura dei supporti della travatura presenta una composizione elegante che fornisce al tetto convesso di circa 2.300 metri una forma unica e compatta. Questa costituisce un’ampia volta che copre il piano superiore e aperto dell’Arch_Tec_Lab dandogli dinamicità, anche grazie ai riflessi di luce cangiante.

I ricercatori della ETH hanno voluto ridurre al massimo la quantità di risorse non solo nella fase di pianificazione e di costruzione. Infatti, anche nel suo uso quotidiano l’Arch_Tec_Lab è fatto in modo da non essere fonte di emissioni.

A questo scopo, alla costruzione dell’edificio è stata integrata la tecnologia edile a zero emissioni, sviluppata dalla stessa ETH di Zurigo sin dal 2010. Nella doppia struttura basale dell’edificio si trovano 120 cosiddetti box d’aria. Questi si incaricano dell’aerazione e servono anche al riscaldamento e al raffreddamento dell’edificio. Il doppio pavimento accoglie la rete delle condutture e fa in modo che sotto una leggera pressione l’aria giunga negli spazi interni dell’edificio attraverso bocchette al suolo. Per Ulrich Weidmann, vicepresidente del personale e delle risorse alla ETH di Zurigo, l’Arch_Tec_Lab costituisce una vera e propria fortuna: «I ricercatori della ETH di Zurigo hanno sviluppato soluzioni innovative che rispondono alle sfide infrastrutturali. Con l’esempio dell’Arch_Tec_Lab hanno dimostrato che in edilizia la costruzione ad alta densità e lo sviluppo in altezza sono due cose che non si escludono. In questo modo si può contribuire ad un uso sostenibile del terreno, di cui la ETH à la prima a beneficiare».

Un approccio collaborativo

L’approccio collaborativo che gli studiosi hanno scelto per la costruzione dell’Arch_Tec_Lab è divenuto un modello che si vuole perseguire anche in futuro. Nel nuovo edificio non ci sono uffici singoli, ma piuttosto superfici comuni per piccoli e grandi gruppi. Il Robotic Fabrication Laboratory al piano terra crea nuovi spazi per esperimenti interdisciplinari nell’edilizia. Qui una struttura di bracci montati al soffitto rende possibile l’introduzione su larga scala di specifici compiti di costruzione attraverso quattro robot industriali coordinati fra loro. Il laboratorio di robotica è a disposizione non solo dei ricercatori dell’Istituto per la Tecnologia in Architettura ma anche dei ricercatori del centro di ricerca nazionale sulla fabbricazione digitale.

Per Sacha Menz, padre spirituale dell’Arch_Tec_Lab e precursore dell’Istituto per la Tecnologia in Architettura, questo edificio è la realizzazione visionaria di quella che sarà la tecnologia costruttiva del futuro, ma anche il modello di un nuovo modo di collaborazione: «L’Arch_Tec_Lab serve alla ricerca nell’edilizia e questa non può avvenire dietro porte chiuse. Ci auspichiamo un’intensa collaborazione interdisciplinare all’interno dell’Istituto, che porti a stimoli innovativi per le singole discipline».

Molte delle questioni aperte elaborate dall’Arch_Tec_Lab non hanno ancora trovato soluzioni definitive – e nemmeno devono farlo. Infatti, l’Arch_Tec_Lab si concepisce come un “laboratorio reale” in cui i ricercatori insieme ai loro studenti sollevano sempre nuove domande e nuove ipotesi, testando le soluzioni direttamente sul posto. Le conoscenze acquisite apporteranno vantaggi all’industria edile e in ultima istanza alla società tutta.

Stephanie Steinmann
Stephanie Steinmann

als freischaffende Bloggerin in Männedorf ZH tätig