La pietra massiva nella progettazione - dalle caratteristiche dei materiali alle valenze energetico-architettoniche di involucri lapidei massivi “innovativi”

La pietra naturale per secoli ha avuto un ruolo centrale nel progetto di architettura ma con la diffusione del calcestruzzo e dell’acciaio è stata impiegata prevalentemente in elementi sottili di rivestimento. Attualmente, però, c’è stata nella cultura architettonica contemporanea una riscoperta della pietra massiva attraverso il recupero e l’attualizzazione della tecnica costruttiva tradizionale della muratura e la diffusione delle tecniche innovative della pietra armata precompressa e dei gabbioni. Molti progettisti sono tornati, infatti, ad impiegare la pietra in spessori rilevanti, spesso in combinazione con altri materiali, per realizzare pareti perimetrali verticali, coperture e strutture in elevazione. Il rinnovamento del linguaggio architettonico è legato al riconoscimento delle potenzialità della pietra massiva connesse a valori espressivi e di sostenibilità economica ed ambientale: l’uso massivo della pietra naturale, infatti, è motivato non solo dall’esigenza di integrarsi con il paesaggio o esprimere l’identità locale ma anche dalla possibilità di realizzare con costi e tempi di costruzione contenuti elementi tecnici durevoli, dotati di elevata inerzia termica, facilmente riciclabili o ottenuti attraverso il recupero o il riciclo di materiale lapideo di scarto. Questo rinnovamento è stato consentito dalle molteplici innovazioni che hanno interessato il settore lapideo. In particolare, la diffusione dei sistemi CAD/CAM/CNC, il passaggio dalla stereotomia alla stereotomia digitale legata anche a software di progettazione parametrica e la disponibilità di programmi di calcolo e di metodi di form-finding basati su modelli digitali e non più su modelli fisici hanno permesso di realizzare prodotti lapidei di forma complessa con tempi e costi di fabbricazione ridotti e di ampliare le possibilità di ricerca formale dei progettisti. La prima parte della ricerca esamina alcuni dei metodi e degli strumenti innovativi che hanno contribuito alla riscoperta della pietra massiva nella cultura architettonica contemporanea e analizza, attraverso il riferimento a casi di studio, i caratteri delle tecniche costruttive della muratura, della pietra armata e dei gabbioni per definire un quadro di riferimento tecnologico-scientifico sui materiali lapidei: vengono messe a sistema, infatti, le conoscenze relative ai materiali lapidei naturali e artificiali (lapidei agglomerati; calcestruzzi realizzati con gli scarti di estrazione o di lavorazione dei lapidei naturali), alle tecniche di lavorazione, ai metodi e agli strumenti di progettazione e ai linguaggi progettuali contemporanei. La seconda e la terza parte della ricerca evidenziano alcune delle potenzialità di involucri lapidei massivi innovativi. La seconda parte della ricerca è dedicata allo studio scientifico-quantitativo dell’importanza dell’inerzia termica del materiale per il miglioramento delle condizioni di comfort termico interno e per la riduzione della domanda energetica degli edifici: attraverso simulazioni dinamiche annuali eseguite su un edificio residenziale di progetto sono stati valutati, infatti, i vantaggi prestazionali connessi con l’adozione, in diverse condizioni climatiche, di involucri massivi innovativi rispetto ad involucri lapidei tradizionali. La terza parte della ricerca, invece, indaga le valenze prestazionali e i caratteri architettonici di involucri edilizi a gabbioni. Attraverso simulazioni dinamiche annuali eseguite sullo stesso modello studiato nella seconda parte della tesi, vengono individuate delle correlazioni tra le principali caratteristiche di involucri multistrato a gabbioni e la prestazione termico-energetica dell’edificio: sulla base delle correlazioni individuate vengono definite delle indicazioni per valutare l’appropriatezza delle scelte compiute in fase di progettazione della soluzione costruttiva al fine di minimizzare la domanda energetica per il riscaldamento e il raffrescamento dell’edificio e migliorare le condizioni di comfort termico interno. Infine, attraverso il riferimento ad architetture contemporanee e l’individuazione di analogie figurative con opere e manufatti realizzati con tecniche costruttive tradizionali, vengono evidenziati i caratteri architettonici di involucri edilizi a gabbioni legati alle possibili tipologie di texture del riempimento litico dei moduli costruttivi e alle specifiche soluzioni progettate per la risoluzione di problemi connessi con l’inserimento di aperture vetrate o di altri materiali di rivestimento e con lo smaltimento dell’acqua piovana.