Utilizzando innovativi metodi di progettazione digitale e di fabbricazione, i ricercatori di ETH Zurigo (Politecnico federale di Zurigo), guidati da Philippe Block, professore di architettura e strutture e Arno Schlüter, professore di architettura e sistemi di costruzione, hanno costruito un prototipo di copertura curva e ultra sottile in calcestruzzo. Un nuovo sistema, messo a punto dopo quattro anni di ricerca, sarà utilizzato l’anno prossimo per la realizzazione del tetto dell’attico HiLo che sarà realizzato sul Nest (il “laboratorio vivente” di Empa e Eawa) a Dübendorf.
Questa copertura autoportante, a doppia curva, ha più strati: lo strato più interno ingloba il sistema di riscaldamento e raffreddamento e l’isolamento. Un secondo strato esterno della struttura a sandwich in calcestruzzo copre il tetto, su cui sono installate celle fotovoltaiche a film sottile. Grazie alla tecnologia e ad una facciata solare adattabile, inoltre, l’unità residenziale dovrebbe generare più energia di quanto consuma.
Il prototipo, realizzato in sei mesi nel laboratorio robotizzato di fabbricazione di Eth Zurich e già smontato per fare spazio per esperimenti futuri, era alto 7.5 m con una superficie di 160 m2 (che copre un’area di 120 m2). Lo spessore del calcestruzzo ha uno spessore medio di 5 cm che si riduce a 3 cm lungo i bordi del tetto, mentre raggiunge i 12 cm sulle superfici di supporto.
Invece delle cassaforme, che utilizzano legno o legno schiumato fresco non riutilizzabile, che sarebbero necessarie per realizzare tale forma sofisticata, i ricercatori hanno utilizzato una rete di cavi in acciaio riutilizzabile che ha sostenuto un tessuto polimerico che fungeva da cassaforma per il calcestruzzo. Molti i vantaggi derivanti da questo sistema, oltre al risparmio di materiale, infatti, questo sistema flessibile e adattabile consente la realizzazione di diverse forme e, da non sottovalutare, lasciando l’area sottostante completamente libera, offre la possibilità di eseguire contemporaneamente i lavori all’interno dei locali.
«Abbiamo dimostrato che è possibile costruire una struttura sottile di calcestruzzo che utilizza una cassaforma leggera e flessibile, dimostrando così che possono essere formate complesse strutture in calcestruzzo senza sprecare grandi quantità di materiale per la loro costruzione. Abbiamo sviluppato il sistema e costruito il prototipo passo dopo passo con i nostri partner dell’industria, ora sappiamo che il nostro approccio funzionerà nel sito di costruzione Nest» Philippe Block, docente di architettura e strutture all’Eth Zurigo
L’unità HiLo è particolare non solo per il suo inusuale design del tetto, ma anche per il suo innovativo sistema di pavimentazione leggere e per la tecnologia di costruzione con un bilancio energetico positivo. L’energia viene scambiata tra le singole unità dell’edificio Nest e HiLo produrrà più energia di quanto consuma. Come compensazione, può utilizzare il calore dei rifiuti dalle altre unità edilizie, nonché dagli edifici della rete distrettuale Nest. Per questo il professore Artho Schlüter dell’Eth sta sviluppando un sistema che utilizza componenti della struttura, compreso il tetto, che vengono attivati termicamente per creare un piacevole clima interno.
