📄 Fonte: CNC-knitted textiles for adaptive building envelopes

Metadati

  • Titolo: CNC-knitted textiles for adaptive building envelopes (fbuil-11-1738453.pdf)
  • Autori: N/A
  • Anno: N/A
  • Notebook Originale: Notebook - Adaptive Envelopes

Sintesi Estesa

1. Obiettivi

Il documento affronta la necessità di trasformare l’ambiente costruito, in particolare il patrimonio edilizio europeo obsoleto, per far fronte alle crescenti sfide del cambiamento climatico e all’aumento dei carichi termici e dell’esposizione solare. Lo scopo principale della ricerca è esplorare e validare l’utilizzo di tessuti lavorati a maglia tramite macchine a controllo numerico (CNC-knitted textiles) come strategia inedita per lo sviluppo di involucri edilizi adattivi. Gli autori mirano a risolvere la rigidità delle schermature convenzionali progettando sistemi a maglia programmabili direttamente a livello del singolo punto (stitch-level), dotati di elasticità reversibile e di un comportamento a doppio stato (dual-state) per un ombreggiamento solare dinamico. L’obiettivo è garantire un’alta efficienza materica e sostenibilità impiegando esclusivamente soluzioni mono-materiale prive di componenti elastomerici derivati da combustibili fossili.

2. Metodologia

La ricerca adotta una metodologia research-by-design, fondata su un approccio interdisciplinare (architettura, design tessile, ingegneria). La prima fase (Design Research) ha utilizzato un approccio “bottom-up” per creare campioni 1:1, unito a simulazioni ambientali digitali (Rhinoceros, Grasshopper, Ladybug, HB Radiance). La seconda fase si è concentrata sulla transizione a componenti a grandezza naturale. Come caso studio applicativo (testbed) per un intervento di retrofit, gli autori hanno selezionato l’Edificio 11 del Politecnico di Milano, simulando l’integrazione di uno strato di ombreggiamento esterno modulare applicato sulla griglia esistente dei montanti della facciata ovest.

3. Limiti della Ricerca (Limitations)

Nel documento si dichiarano limiti metodologici e tecnologici. Vi è un forte limite legato alla scalabilità del processo di design tessile: la metodologia richiede test fisici in scala 1:1, ponendo una barriera alle dimensioni massime dei macro-elementi in fase di concept. Dal punto di vista della simulazione, non è stato ancora misurato empiricamente l’esatto coefficiente di trasmissione della luce della membrana tessile lavorata a maglia.

4. KPI e Risultati Misurati

  • KPI Simulazione: La simulazione del guadagno solare e dell’ombreggiamento in Grasshopper ha assunto un valore del 20% per il coefficiente di trasmissione luminosa del tessuto.
  • KPI dimensionale: Il sistema è stato dimensionato per la griglia dell’Edificio 11 (moduli di 90 x 90 cm).
  • Risultato di successo: È stato sviluppato il prototipo Manta-Ray, uno schermo tessile a forma di diamante capace di cambiare radicalmente forma per fornire ombreggiamento usando un input di attuazione meccanico minimo.

5. Sviluppi Futuri

Lo sviluppo futuro dovrà concentrarsi sulla transizione dei tessuti lavorati a maglia CNC da prototipi sperimentali a sistemi di facciata completamente industrializzabili. Ciò richiederà indagini per testare la durabilità a lungo termine dei mono-materiali tessili esposti agli agenti atmosferici e lo sviluppo di meccanismi di attuazione per l’integrazione con i sistemi BMS.

6. Conclusioni

La ricerca dimostra che la programmazione della materia a livello microscopico (il singolo punto di maglia) consente di generare macrodinamiche architettoniche flessibili. Superando l’uso di parti meccaniche complesse e materiali fossili, le strutture a flessione attiva (bending-active) offrono un’adattabilità intrinseca. Il successo del prototipo Manta-Ray certifica la fattibilità di facciate responsive tessili.

Concetti Chiave

Bibliografia Rilevante

  1. Nel testo non vengono citate altre fonti bibliografiche specifiche.

Casestudy - Manta-Ray Textile Prototype