Architettura e ingegneria strutturale del vetro: un esempio progettuale

Il vetro è un materiale da costruzione tanto per l'achitettura quanto per l'ingegneria strutturale. Dopo una premessa dedicata all'uso del vetro per le costruzioni e ai riferimenti normativi, l'ing. Abelli descrive il progetto di tre architetture di vetro sviluppate per il concorso idee bandito per il restyling dello spazio commerciale ex coin di Bologna, un edificio storico destinato ad ospitare l'Italian Tradition Market. La giuria ha riconosciuto al progetto una menzione.


Il vetro come materiale da costruzione

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Il vetro è un materiale trasparente, fragile e pesante al pari di una pietra, che nell’edilizia ha saputo trasformarsi in vero e proprio materiale da costruzione: dalle facciate vetrate dei grattacieli esposte alle raffiche di vento, ai parapetti degli stadi affollati; ai pilastri, alle travi ed ai solai strutturali adatti a reggere le folle sospese sui grand canyon; alle pensiline in vetro resistenti al carico della neve alpina nonché - last but not least - alle scale vetrate dei luoghi pubblici.

Per garantire la sicurezza, il vetro necessita di essere temprato oppure stratificato in lastre incollate tra loro con speciali "interlayer" plastici. 

“Temprare” significa conferire maggiore resistenza alla trazione, perché il vetro, fragile come la pietra, resiste naturalmente solo a compressione. “Stratificare” significa conferire tenacità e garantire la sicurezza degli utenti all’espulsione delle schegge nelle rotture.

Normativa di riferimento riguardo l’uso del vetro in edilizia

Il vetro strutturale non è un materiale tradizionale contemplato né negli Eurocodici, né nelle recenti Norme Tecniche delle Costruzioni. Tuttavia, quest'ultime al paragrafo 8.6 prevedono che possono altresì essere utilizzati materiali non tradizionali, purché nel rispetto di normative e documenti di comprovata validità di cui al Capitolo 12. Quindi è ammesso anche l’uso del vetro strutturale in edilizia, pur rimanendo responsabilità del Progettista garantire i livelli di sicurezza coerenti con quelli delle Norme Tecniche delle Costruzioni. Tra queste norme e documenti vengono citate, tra l’altro, le norme UNI ed i documenti tecnici del Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.).

Per il vetro strutturale si può fare riferimento alle istruzioni CNR-DT 210/2012 Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Costruzioni con Elementi Strutturali di Vetro

Per i parapetti vetrati si può fare riferimento alla recente norma UNI 11678 Vetro per edilizia - Elementi di tamponamento in vetro aventi funzione anticaduta - Resistenza al carico statico lineare ed al carico dinamico - Metodi di prova

Riguardo ai vetri di tamponamento non strutturali, come ad esempio nelle finestre e nelle facciate, si può fare riferimento alla norma UNI/TR 11463 Vetro per edilizia - Determinazione della capacità portante di lastre di vetro piano applicate come elementi aventi funzione di tamponamento - Procedura di calcolo

Infine, una norma trasversale è quella riguardante la sicurezza degli utenti, la UNI 7697 Sicurezza nelle applicazioni vetrarie.

Design e ingegneria strutturale del vetro

L’ingegnere strutturista è per formazione, forse, già più predisposto al design essenziale ed all’estetica funzionale. Se prendiamo come punto di partenza la Torre omonima dell’ingegner Eiffel del 1887 e guardiamo i due secoli successivi, lo sviluppo delle scienze delle costruzioni è stato un progredire in quella direzione, di efficienza e di ottimizzazione strutturale. Grazie ai metodi ad elementi finiti - che “risolvono” le equazioni differenziali alla base dei principi di conservazione dell’energia – abbiamo superato, ormai da lungo tempo, ogni difficoltà computazionale (mentre restano aperte questioni stringenti come la durabilità dei materiali e la manutenibilità dell’esistente). 

Dal mio punto di vista, le strutture possono assolvere il loro compito resistente nell’architettura, assecondando quest’ultima come fedeli servitrici, oppure all’estremo opposto condizionando l’architettura da protagoniste. Nel primo caso si rischia, talvolta, di perdere di vista i principi di una “sana e robusta costituzione” dell’edificio. Nel secondo caso il rischio è di presentare ogni architettura come un funzionale “esoscheletro”. 

Nell’esempio progettuale che andrò qui a presentare ho cercato di mantenere un equilibrio – anche grazie alla trasparenza del vetro - nel concepire le strutture da un lato come protagoniste giocose, ammiccanti, irriverenti ma allo stesso tempo partecipi servitrici dell'estetica e delle altre esigenze architettoniche. Strutture che fossero svincolate da rigidi schematismi, ma pur sempre fedeli a certi "canoni" statici, come ad esempio la verticalità dei pilastri, diretti per gravità, verso terra.

In che modo il vetro può ri-disegnare gli spazi commerciali di un edificio storico: un esempio progettuale

Nel cuore del centro storico di Bologna, un palazzo del ‘700 cela al suo interno i ruderi dell’antico teatro romano (88 a.C.) della città. I resti di archeologia urbana furono scoperti circa quaranta anni fa nel corso di un importante intervento di ristrutturazione dell’edificio destinato ad ospitare i grandi magazzini COIN a lavori ultimati. A distanza di vent’anni dall’abbandono della struttura, nell’aprile 2019, è stato bandito un concorso di idee per il restyling dello spazio commerciale destinato ad accogliere un mercato delle eccellenze artigianali italiane, l’Italian Tradition Market.

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Stato di fatto dello spazio commerciale ex Coin all'interno di un palazzo storico nel centro di Bologna contenente i resti archeologici dell’antico teatro romano.

Italian Tradition Market: gli obiettivi del concorso

Creare una vetrina esclusiva ed internazionale delle eccellenze italiane di arte, artigianato ed enogastronomia, con stands, locali e ristoranti, raccolti su tre livelli ed affacciati sugli antichi ruderi del teatro romano, è stato l’obiettivo proposto dal concorso.

Una giuria di esperti ha selezionato circa 20 progetti. Tra questi, la mia proposta progettuale premiata con una menzione.  

Ho ideato un progetto nel quale il vetro, impiegato sia come elemento di tamponamento che come materiale strutturale, è protagonista nella intera riqualificazione degli spazi interni dell’edificio.

Valorizzare l’archeologia urbana attraverso l’uso del vetro strutturale 

Lo spazio commerciale che racchiude i resti dell'antico teatro romano di Bologna è un ambiente all’interno del quale spicca l’importante presenza dei ruderi. Negli anni ’70 il fatto di poter liberamente godere durante gli acquisti della vista sui resti dell’antico teatro romano si rivelò essere una soluzione progettuale tanto elegante quanto spregiudicata. Oggi però, a distanza di quaranta anni, le rovine potrebbero perdere di spettacolarità in quanto appaiono come “soffocate” dagli incombenti solai e dalla carpenteria metallica (parapetti, scale, pilastri etc.) che le circondano.

Per queste ragioni, la mia proposta progettuale si è concentrata nella valorizzazione dei ruderi dell’antico teatro attraverso un uso anticonvenzionale del vetro con l’intento di trasmettere nello spazio una sensazione di “leggerezza”, grazie alla trasparenza caratteristica del materiale.

Tre architetture trasparenti 

Valorizzare i resti archeologici custoditi all’interno del palazzo storico e proporre una riorganizzazione funzionale degli spazi commerciali erano i due obiettivi principali del concorso di idee bandito per l’Italian Tradition Market.

La mia proposta progettuale ho voluto esaltare i ruderi antichi mediante l’inserimento di un moderno anfiteatro in vetro, di un solaio trasparente con vista sui resti archeologici e la sostituzione della scala e dei parapetti della scala mobile con elementi in vetro.

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Rendering del progetto ideato dall'Ing. Ippolito Abelli

L’analisi preparatoria progettuale

Il progetto iniziale si è basato sul nutrito materiale fotografico – oltre 130 foto - e sul rilievo 3D del palazzo e dei resti archeologici – colorati in giallo - messi a disposizione dei concorrenti da parte della stazione appaltante.

Per ogni foto messa a disposizione ho ritenuto utile ricavare la medesima inquadratura dal modello tridimensionale. Questa operazione ha permesso di scoprire alcune incongruenze che potevano falsare la comprensione dello stato di fatto e la successiva progettazione, come ad esempio la presenza di un pilastro di sostegno delle scale tra le rovine.

Incongruenze tra il modello del rilievo in 3D e lo stato di fatto.

La scelta progettuale di inserire un piccolo anfiteatro realizzato interamente in vetro strutturale è nata dalla volontà di instaurare un dialogo con le antiche rovine. Rigore razionale, richiami storici e buon gusto hanno guidato successivamente l’idea.

La spettacolarizzazione delle antiche murature romane l’ho voluta esaltare nuovamente inserendo nel progetto un pavimento vetrato, sospeso sui ruderi dell’antico anfiteatro, sorretto da pilastri e travi in vetro strutturale.

La mia proposta progettuale ha voluto esaltare i ruderi antichi mediante l’inserimento di un moderno anfiteatro in vetro, di un solaio trasparente con vista sui resti archeologici e la sostituzione della scala e dei parapetti della scala mobile con elementi in vetro.

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