Progettata da Norman Foster e completata nel 2000, la Great Glasshouse è la serra centrale del Giardino Botanico Nazionale del Galles (Gran Bretagna) ed è la più grande serra a campata del mondo. Si tratta di un edificio a pianta ellittica che emerge dal terreno come una collinetta di vetro, riprendendo, nelle intenzioni del progettista, l'andamento del paesaggio circostante.
ILLUMINAZIONE. L'illuminazione naturale è assicurata da un sistema di infissi in alluminio i quali, insieme alla struttura portante in profili tubolari in acciaio, sono stati progettati per massimizzare la trasmissione dei raggi solari, minimizzando al contempo l'impiego dei materiali.
CUPOLA. La cupola vetrata, che in pianta misura 99 x 55 metri, è sorretta da un sistema di 24 archi in acciaio, poggianti su una fondazione ad anello in calcestruzzo. Il punto sommitale della cupola arriva ad un'altezza di 15 metri dal suolo, e presenta un sistema di infissi aventi dimensioni di 4x1,5 m, 150 dei quali sono apribili per ottenere un controllo avanzato delle caratteristiche termoigrometriche degli ambienti della serra.
La superficie della volta in vetro è in realtà di tipo toroidale a doppia curvatura, con una leggera inclinazione di 7° verso sud-ovest in modo da massimizzare l'apporto dei raggi solari, in virtù del clima della zona in cui l'opera è situata.
STRUTTURA PORTANTE. La struttura portante della cupola toroidale è costituita da un sistema di archi con profili a sezione circolare cava da 324 mm di diametro, destinati a coprire una luce massima di 58 m, con un raggio di curvatura costante in ogni elemento.
Il problema di una struttura di questo tipo, considerando anche la lieve inclinazione della cupola rispetto al piano orizzontale, è legato alle verifiche per instabilità. La progettazione del sistema di archi, infatti, è dovuta passare attraverso analisi di tipo non lineare per evitare fenomeni di instabilità globale. Per aumentare la rigidezza dei profili circolari, inoltre, sono state create sezioni composte mediante saldatura con le sezioni a T di supporto al sistema di copertura a vetri.
Una struttura secondaria, composta da archi con profili a sezione circolare cava da 140 mm di diametro, è stata prevista per formare un sistema di controventi per contrastare i fenomeni di instabilità laterale degli archi principali. Sono inoltre stati previsti degli opportuni giunti per evitare sforzi eccessivi in seguito alle dilatazioni termiche dei vari elementi in acciaio. Il sistema di vetrate della cupola, confinato da telai metallici, è inoltre libero di muoversi in maniera indipendente dal sistema di supporto sottostante, in modo da evitare l'insorgere di stati tensionali dovuti alle diverse dilatazioni termiche dei materiali.
SOSTENIBILITA' AMBIENTALE. Per ridurre ulteriormente le dispersioni termiche nelle zone critiche, una parte delle strutture di servizio è posta a nord e coperta da un tappeto erboso, dando anche l'impressione che i tre ingressi del lato nord siano tagliati direttamente all'interno della collina circostante.
Notevole attenzione è stata data anche agli aspetti di sostenibilità ambientale del sistema di gestione dell'edificio. Per ottimizzare i consumi energetici, ad esempio, è stato implementato un monitoraggio delle condizioni climatiche interne ed esterne controllato al calcolatore. In questo modo è stato automatizzato il controllo dell'impianto di riscaldamento e l'apertura degli infissi in copertura, in modo da ottenere i livelli desiderati di temperatura, umidità e movimento dell'aria.
La principale fonte di riscaldamento è data da una caldaia a biomasse, alimentata da residui di legname. Questo sistema, dal punto di vista ambientale, è naturalmente preferibile rispetto ai tradizionali combustibili fossili. L'acqua piovana viene inoltre raccolta e riutilizzata per il sistema di irrigazione e per alimentare i servizi igienici, mentre l'acqua proveniente da questi ultimi è ulteriormente trattata prima di essere riversata in un corso d'acqua.
