L’architettura biomimetica è una corrente di pensiero sempre più diffusa in architettura che si avvale, nella progettazione, delle forme offerte dalla natura per integrarle nella modellazione degli edifici.
L’architettura ha sempre attinto dalle forme della natura come fonte di ispirazione. Gli antichi greci e romani incorporarono motivi naturali nelle loro costruzioni, dando ad esempio ai capitelli delle colonne forme ispirate agli alberi o ai fiori. Per venire a esempi più recenti, la chiesa della Sagrada Família di Antoni Gaudì, iniziata nel 1882, è un famoso esempio di utilizzo delle forme funzionali della natura per rispondere a un problema strutturale. L’architetto catalano usò colonne i cui baldacchini si ramificavano come alberi per risolvere i problemi di statica nel supporto del caveau.
Oggi la modellazione di queste forme è resa più semplice dal processo di digitalizzazione delle pratiche di progettazione. Il Building Information Modeling in particolare ha fornito ai progettisti la possibilità di gestire forme irregolari, bioinspired, integrare inserti arborei calcolando con precisioni carichi e modellando le armature tridimensionalmente.
Vediamo dunque qualche esempio in cui il BIM ha giocato un ruolo centrale nel gestire la progettazione di forme irregolari o nell’integrare inserti arborei negli edifici.
Centrale elettrica di Kempten (Germania)
L’elemento che salta subito all’occhio nella nuova centrale sul fiume Iller a Kempten è la forma dinamica ed elegante. Il “guscio” di forma scultorea è lungo quasi 100 metri e suggerisce numerose associazioni di idee: dalle balene alle navi, fino ai sassi levigati. La centrale va a sostituire un edificio degli anni ‘50 e fornisce energia a circa 4.000 famiglie, con una capacità stimabile intorno a 14 gigawatt ora all’anno.
La forma inusuale è stata scelta proprio per meglio armonizzare la diga stessa con il corpus edificato circostante. Nonostante le dimensioni complessive, gli architetti volevano dare vita a una forma organica altamente differenziata in grado, da una parte, di fondersi con l’ambiente circostante, ma, dall’altra, di venire percepita come elemento indipendente grazie alla sua architettura.
Quando gli ingegneri di Konstruktionsgruppe Bauen AG (con sede a Kempten) sono entrati a far parte del progetto, non era ancora stata presa una decisione sui materiali. Alla fine si è scelto di utilizzare il calcestruzzo per costruire la struttura che avrebbe racchiuso con forma organica la centrale.
Microsoft Headquarters in Vienna, Austria
Il clima interno in un terzo di tutti i moderni edifici per uffici in Europa non rispetta le linee guida sanitarie per il mantenimento di un clima interno sano. L’insalubrità dell’aria presente negli uffici ha come effetto diretto l’aumento delle assenze per malattia fra i lavoratori. In molti spazi di lavoro l'aria è troppo secca e contiene sostanze pericolose che possono causare problemi di salute. Le piante sono estremamente efficaci nell’arricchire l’aria di vapore acqueo (riducendo la secchezza) assorbire anidride carbonica e altri inquinanti, ed è comprovato che possono contribuire a rendere i luoghi di lavoro più piacevoli e vivibili, aumentando il benessere dei lavoratori. Al tempo stesso, se integrate negli involucri esterni, le essenze arboree contribuiscono grandemente a migliorare il microclima cittadino, assicurando isolamento termico all’edificio e migliore qualità dell’aria nei dintorni dell’edificio stesso.
Il quartier generale di Microsoft, a Vienna, è stato rinnovato integrando all’interno degli ambienti pareti arboree in grado di garantire il corretto tasso di umidità, assorbire il calore, purificare l’aria da inquinanti e tossine. L’ergonomia dell’edificio è stata incrementata, così come la soddisfazione del personale Microsoft della sede.
Pompidou Art Centre (Metz)
Per il Pompidou Art Centre di Metz gli architetti si sono ispirati ai cappelli di paglia dei coltivatori di riso giapponesi. Questa nuova casa per l'arte rappresenta una pietra miliare nel campo dell'architettura biomimetica e ha dovuto affrontare una serie di sfide per gli ingegneri strutturali che sono state vinte con ALLPLAN Engineering.
La natura rivoluzionaria dell'edificio ha reso il progetto strutturale una sfida particolare: in primo luogo, i tre materiali - metallo, legno e cemento - dovevano essere combinati e la loro staticità presa in considerazione in modo interdipendente. In secondo luogo, il progetto architettonico era molto complesso a causa degli elementi intrecciati che dovevano risultare otticamente distinguibili anche se staticamente sovrapposti.
Tre gallerie espositive in cemento armato si estendono da una torre esagonale, una struttura in tubo d'acciaio a forma di freccia alta 77 metri. Le gallerie si sovrappongono a forma di parallelepipedo e si incrociano ad angoli di 45 gradi. Le gallerie lunghe oltre 80 metri sono sostenute da strette colonne di cemento. La struttura portante principale è costituita da rinforzi di cemento e copre sette piani. Le gallerie sono completate dalla navata di 1.200 m², uno studio per spettacoli cinematografici e teatrali e un auditorium per altri eventi. Un centro informazioni, una caffetteria, un ristorante e una libreria si trovano nelle sale adiacenti.
Questi sono solo alcuni degli esempi di architettura biomimetica e progettazione ingegneristica in cui, grazie al BIM, il progettista ha potuto gestire forme inusuali, ispirate alla natura, miscelando elementi diversi per dar vita a edifici unici.