Crystal Houses, il gioiello olandese dalla facciata in vetro portante
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L’esigenza di coniugare la tradizione fiamminga con un’architettura dal respiro internazionale ha trasformato la Pieter Corneliszoon Hoofstraat, sfarzosa via situata nel cuore di Amsterdam dedicata al poeta e drammaturgo olandese famosa per lo shopping di lusso, in un vero e proprio capolavoro compositivo. Proprio in questa via si trova un edificio unico nel suo genere, realizzato dallo studio di architettura MVRDV. Si chiama Crystal Houses e il suo nome lascia trasparire la sua particolarità.
Crystal Houses, il vetro è il protagonista
Il progetto consiste nella realizzazione di una innovativa facciata in cui la muratura tradizionale si sposa con un’esplosione di trasparenza generata da più di 6500 mattoni in vetro. I mattoni, di dimensioni 65 x 105 x 210 mm, reinterpretano i classici blocchi in terracotta circostanti e le architravi al di sopra delle aperture. Mentre elementi in vetro colato riproducono i consueti telai in legno delle finestre. Il risultato è sorprendente: una graduale fusione delle due tecnologie ed una singolare percezione di metamorfosi del vetro in muratura dal basso verso l’alto.
Il desiderio di totale trasparenza dei progettisti architettonici ha escluso la possibilità di impiegare una sottostruttura metallica a sostegno del vetro, rendendo unica la soluzione di un sistema interamente autoportante in mattoni vitrei. I fattori che definiscono la performance strutturale ed il livello di trasparenza di una facciata autoportante di questo genere sono tre:
- La scelta tra mattoni forati o pieni.
- La scelta nell’utilizzo di adesivi a tenuta meccanica o di una sottostruttura di supporto a sostegno del sistema per collegare gli elementi tra loro.
- La geometria complessiva della facciata.
Crystal Houses, la progettazione strutturale
L’ipotesi di utilizzare dei mattoni pieni in vetro nella realizzazione della facciata è supportata dall’ottima resistenza a compressione di questo materiale, che può arrivare fino a 1000 MPa. Una facciata delle medesime dimensioni realizzata in mattoni in vetro forati avrebbe richiesto l’impiego di una sottostruttura di supporto per evitare fenomeni di instabilità interni ed elevati sforzi concentrati. La stabilità fuori piano della facciata è garantita dalla presenza di quattro contrafforti, realizzati sempre in blocchi di vetro, eretti verso l’interno del fabbricato.
I mattoni sono collegati tra loro mediante una particolare colla adesiva trasparente, che collabora con i blocchi alla resistenza complessiva del sistema, il quale si comporta come una singola unità rigida sottoposta alle sollecitazioni esterne. Numerose ricerche e test sperimentali sulle diverse tipologie di collanti utilizzabili hanno portato a selezionare il DELO Photobond 4468.
E’ una resina adesiva incolore ottimizzata al fine di realizzare collegamenti altamente resistenti tra i componenti in vetro, caratterizzata da un’elevata rigidezza a taglio, da un buon comportamento a compressione per azioni di breve e lunga durata e da un’importante resistenza all’acqua ed all’umidità.
La resina e il vetro
Un’altra interessante caratteristica di questo legante consiste nel fatto che si tratta di un materiale fotocatalitico. La fotocatalisi è un processo naturale all’interno del quale una sostanza, chiamata fotocatalizzatore, modifica la velocità di una determinata reazione chimica mediante l’ausilio della luce. Questo processo accelera l’ossidazione e favorisce la decomposizione di eventuali agenti inquinanti presenti nell’aria, quali ad esempio ossido di azoto e polveri sottili, trasformati in sali inorganici non pericolosi.
Il collegamento tra i blocchi di vetro è realizzato solamente tra le superfici orizzontali degli stessi. Mentre le facce verticali dei mattoni sono lasciate asciutte per permettere eventuali dilatazioni termiche. Molteplici studi sono stati condotti al fine di perseguire lo spessore ottimale dei giunti. Contrariamente a quanto si possa pensare, infatti, la resistenza di questa tipologia di giunti non aumenta proporzionalmente al loro spessore. Questi prodotti offrono la loro migliore capacità di resistenza per spessori compresi tra 0.1 e 0.5 mm, raggiungendo il picco prestazionale a 0.25 mm, valore pertanto adottato.
Le caratteristiche dei mattoni in vetro
Le ristrette tolleranze di esecuzione di Crystal Houses hanno influenzato fortemente la scelta della tipologia di vetro da impiegare nella produzione dei blocchi. A tale proposito il vetro sodo-calcico è stato preferito al vetro borosilicato. Il vetro sodo-calcico ha un coefficiente di espansione termica maggiore rispetto a quello del vetro borosilicato (9.5×106/K contro 4×106/K). E richiede una temperatura di lavoro più bassa, variabile tra 1200 e 1400 °C.
Tutti i mattoni di vetro sono prodotti dall’azienda italiana Poesia. Ciascuno di essi ha richiesto una durata di circa 8 ore per la fase di ricottura. Per determinare lo stato di tensione residua nello spessore dei blocchi è impiegata una particolare sorgente di luce bianca polarizzata in grado di mostrare anisotropie cromatiche nel caso in cui i blocchi presentassero stress interni.
La realizzazione della struttura
La porzione superiore della facciata è realizzata in blocchi di laterizio tradizionali. Essa poggia su di una struttura in acciaio completata sei mesi prima della realizzazione della porzione vitrea sottostante. I mattoni in vetro poggiano su di un blocco realizzato in cemento armato alto 60 cm e spesso 20 cm, indispensabile per la protezione della parte inferiore della struttura da eventuali urti. Esso è progettato per resistere all’impatto di un veicolo fino alla velocità di 50 km/h.
Ogni 2 metri di elevazione della struttura sono stati controllati gli allineamenti dei mattoni per tutta la lunghezza della facciata, utilizzando una stazione totale ad elevatissima precisione. In corrispondenza della sommità della porzione di vetro i mattoni sono connessi ad una trave di acciaio mediante uno strato di collante polimerico MS spesso 22 mm. La sua flessibilità si adatta agli eventuali spostamenti provocati dal differente coefficiente di dilatazione termica dei due materiali.
A tutte le tecnologie all’avanguardia impiegate nell’esecuzione dell’opera se ne affianca una a dir poco singolare ed a basso costo. Per creare una pellicola riflettente superficiale, il primo strato di mattoni è trattato con latte intero olandese. Grazie alla sua densità questo materiale impedisce il passaggio della luce solare all’interno. Crystal Houses è stata completata nel 2016 e, nonostante l’apparente fragilità, numerosi test hanno dimostrato come questa costruzione sia perfino più resistente del cemento. Basti pensare che l’architrave in vetro può sostenere carichi fino a 42 kN, equivalenti a due automobili di grandi dimensioni.
