E' stato progettato da un team di ricerca dell'ETH di Zurigo un prototipo di tetto in calcestruzzo ultra-sottile, leggero e flessibile. La copertura, realizzata con tecniche innovative di progettazione e fabbricazione, verrà applicata al concept HiLo, un progetto di abitazione sostenibile e smart che verrà realizzata e testata il prossimo anno nel laboratorio NEST di Dübendorf. Con l'obiettivo di dimostrare come i nuovi sistemi costruttivi leggeri, intelligenti e adattativi, potranno rappresentare il futuro dell'edilizia.
Due strati
Il tetto autoportante è costituito di due strati. Il primo, interno, ospita uno strato di isolamento e le unità di climatizzazione, mentre quello esterno sarà una struttura a sandwich sulla quale verranno applicate delle celle fotovoltaiche a film sottile, che contribuiranno, insieme alla facciata solare adattabile, a una generazione energetica superiore al fabbisogno domestico.
Prototipo in scala reale
Il sistema costruttivo del tetto è stato sviluppato dal Block Research Group, guidato dal Professore Philippe Block e dal ricercatore senior Tom Van Mele, ed è stato testato su un prototipo in scala reale. Il prototipo, che è già stato smontato per lasciare spazio ad altre sperimentazioni, era alto 7,5 metri, con una superficie complessiva di 160 mq. Lo spessore medio del calcestruzzo è di 5 cm, variando dai 3 cm dei bordi ai 12 cm delle superfici di supporto.
Rete di cavi in acciaio
Per realizzare la struttura, i ricercatori hanno utilizzato una rete di cavi in acciaio sulla quale viene colato il calcestruzzo, per fare in modo che possa assumere la forma desiderata. Questa scelta inconsueta permette inoltre di risparmiare sul materiale costruttivo, rendendo la copertura leggera e riducendo di molto i costi in cantiere.
Algoritmi
Per far sì che le forze si distribuiscano correttamente tra i singoli cavi in acciaio e che il calcestruzzo riesca ad assumere il design di progetto, la rete di cavi è stata progettata seguendo un metodo di calcolo basato su algoritmi sviluppato dal team di ricerca insieme allo Swiss National Centre of Competence (NCCR) in Digital Fabrication.
La rete elettrica pesa soltanto 500 kg e il tessuto 300 kg, per un totale di 800 kg di materiale, che è in grado di supportare 20 tonnellate di calcestruzzo bagnato.
Corretto mix di calcestruzzo
Il team ha anche studiato il corretto mix di calcestruzzo, che avrebbe dovuto essere sufficientemente fluido per essere spruzzato in modo da aderire in modo flessibile al supporto metallico ma allo stesso tempo sufficientemente viscoso per non rischiare che scolasse nei punti verticali.
Il team ha lavorato al progetto per più di quattro anni, nel corso dei quali sono stati coinvolti diversi partner industriali, che hanno confermato la fattibilità del prototipo.
"Abbiamo dimostrato- ha commentato Block- che è possibile costruire una struttura sottile di calcestruzzo sottile che utilizza un supporto leggero e flessibile e che questa può essere alla base anche di strutture complesse, contribuendo alla riduzione del materiale costruttivo."
