Ci sono oramai numerose ricerche, in ambito nazionale e internazionale, che indagano su strategie tecnologiche che si basano e seguono principi biologici piuttosto che meccanici. La natura suggerisce al mondo della progettazione architettonica strategie tecnologiche con minimo impatto ambientale, che si realizzano grazie all’innovazione dell’architettura sostenibile e ai progetti di architettura meteorosensibile, ottenuta grazie all’applicazione di materiali da costruzione innovativi.
L’architettura meteorosensibile e i materiali da costruzione innovativi, già visibili nei progetti Hygroskin e Hygroscope
Nei sistemi biologici la capacità reattiva è una caratteristica propria del materiale stesso. Esistono già esempi di architettura che impiegano strategie di progettazione che, per svolgere il loro compito, non richiedono né comandi meccanici, né elettronici, né fornitura di energia esterna. È lo stesso materiale edile innovativo utilizzato nel progetto, grazie alle sue proprietà, che adatta la sua forma al cambiamento imposto dall’ambiente, senza subirlo ma ottimizzandolo secondo il principio della resilienza.
Sistemi di architettura sostenibile realizzati con i nuovi materiali da costruzione responsabilmente autonomi
I sistemi di architettura sostenibile, realizzati con i nuovi materiali da costruzione sono responsabilmente autonomi. Si adattano ai cambiamenti ambientali sfruttando, per esempio, le proprietà igroscopiche dei materiali. L’igroscopicità si riferisce alla capacità di una sostanza di prendere l’umidità dall’atmosfera quando è secca e rilasciarla nell’atmosfera quando è umida, mantenendo la quantità di umidità in equilibrio con quella relativa circostante.
Una notevole quantità di sistemi dinamici in natura, mutano per mezzo o a causa dell’influenza del clima
Le piante, per esempio, impiegano sistemi diversi per rispondere ai cambiamenti ambientali. Un modo particolarmente interessante che utilizzano è “l’azionamento igroscopico”, un procedimento che innesca un movimento metabolicamente indipendente che da luogo a un modello di “capacità reattiva autonoma, passiva e materialmente incorporata”, da riprodurre in edilizia con i materiali da costruzione innovativi smart.
La pelle dell’edificio come quella della pigna
Così come avviene in natura con alcuni tipi di piante e frutti, per esempio il pino e la pigna, anche nei progetti di architettura sostenibile l’involucro di un edificio può essere caratterizzato da una “pelle”, con aperture reattive alle variazioni climatiche.
L’azionamento “naturale” igroscopico della superficie dell’involucro esterno dell’edificio permette una esperienza ambientale e territoriale unica. La percezione varia a livello locale attraverso il movimento sottile e silenzioso della pelle architettonica meteorosensibile. Nell’architettura meterosensibile l’involucro rende evidente la capacità dei materiali innovativi di percepire, azionarsi e reagire alle sollecitazioni esterne.
Esperimenti di design morfogenetico: Hygroskin e Hygrosope, i padiglioni meteorosensibili francesi
Sono entrambi stati realizzati in Francia e rispondono ai principi dell’architettura biomimetica. I padiglioni sono in grado di modificare in modo indipendente le loro caratteristiche fisiche. Le proprietà igroscopiche del legno denotano infatti la sua capacità di regolare l’umidità nell’ambiente, di assorbire le molecole d’acqua dall’aria circostante in ambienti secchi e di rilasciarle se l’aria è umida. L’umidità esterna all’edifico aziona l’apertura e la chiusura della struttura architettonica con la quale è stata costruita la pelle dell’edificio, che è costituita da elementi in legno che si aprono e si chiudono in risposta ai cambiamenti climatici circostanti regolando la quantità di umidità all’interno dell’edificio, in relazione a quella esterna.
Il padiglione Hygroskin
Il progetto del padiglione Hygroskin è stato affidato all’architetto Menges Achim, professore dell’Institute for Computational Design, Università di Stoccarda che, con la collaborazione dei colleghi Steffen Reichert e Oliver David Krieg, è riuscito a realizzare due strutture meteorosensibili che sfruttano semplicemente le proprietà naturali del legno. Il padiglione è stato commissionato per un’esposizione permanente presso il Centro FRAC di Orleans. L’involucro è stato realizzato sovrapponendo una serie di pannelli in legno di abete rosso su una struttura in acciaio, suddivisa da 28 riquadri in cui, in ognuno di essi, è presente un foro che permette alla luce di penetrare al suo interno. Queste aperture sono formate da una struttura reticolare e da una serie di layer sottili di legno di sezione triangolare, per un totale di 1100 fogli.
La precisione millimetrica con cui questi elementi sono stati intagliati, grazie alla stampante laser 3D, consente a Hygroskin di reagire in modo naturale al mutare delle condizioni meteorologiche esterne. Viene simulato il comportamento delle squame della pigna: quando piove e l’umidità aumenta, le aperture si chiudono piegandosi. Durante i giorni di sole, quando la temperatura interna aumenta, i sottili fogli di legno si contraggono, allargando le aperture.
Il padiglione Hygroscope
L’altro progetto proposto, l’Hygroscope spinge ancora più in avanti i risultati già ottenuti con Hygroskin, con una soluzione più complessa.
Il padiglione Hygroscope è in mostra permanente al Centre Pompidou di Parigi, dove sono state create due copie identiche, inserite rispettivamente in due teche di vetro. In una delle due vengono riprodotte esattamente le condizioni climatiche di Parigi. Nella seconda viene simulato il microclima del museo, in base all’umidità provocata dai visitatori. La biomimetica dell’involucro fa sì che l’edificio si trasformi in un indicatore visivo delle diverse condizioni climatiche.
La pelle del padiglione Hygroscope è costituita da 4000 elementi in legno di acero, ognuno dei quali unico per forma e dimensione, fabbricati digitalmente. I sottili layer di legno di ogni apertura si aprono in modo diverso a seconda delle variazioni di umidità, dell’orientamento delle fibre, delle dimensioni e dello spessore, dando vita a forme sempre diverse che rispondono ai cambiamenti delle condizioni climatiche, dai più impercettibili ai più evidenti .
In questo modo è possibile avere migliaia di informazioni estremamente utili per i futuri sviluppi di progetti di architettura meteorosensibili e sostenibile, in grado di adattarsi sempre in maniera più perfetta al contesto ambientale.