Materiali tradizionali dell’architettura e del risparmio ... · Lez.1-Cultura dei materiali e cultura materiale: La storia dei materiali da costruzione Definizione classificazione,

04/11/10 Novembre 2010 1

Lez.1- Cultura dei materiali e cultura materiale:La storia dei materiali da costruzione Definizione classificazione, sistematizzazione storico-critica dei materiali da costruzione

UNIVERSITA’DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA CdL SCBAACorso di Storia e Conservazione dei Beni Architettonici e Ambientali-Classe L-43

DASTECDipartimento "Arte Scienza e Tecnica del Costruire"Anno Accademico 2010-2011

Materiali tradizionali dell’architettura e del risparmio energetico (8 cfu)

Docente: Cherubina Modaffari

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La storia dei materiali da costruzioneLa storia dei materiali da costruzione

I materiali nell’antichità pre-romanaDall’età Romana a quella PaleocristianaIl MedioevoIl Rinascimento e il BaroccoIl SettecentoL’Ottocento e il NovecentoProspettive e tendenze

Indice

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Richiamando la trattatistica: In piena rivoluzione industriale la conoscenza dei materiali è in sostanza quella di Vitruvio.

Per Vitruvio, i materiali da costruzione erano:Pietra; Terra e Laterizio; Calce; Sabbia; alcuni Pigmenti; Piombo.

Per L.B. Alberti:Ai materiali sopraelencati si aggiungono Rame e Ferro

Per Rondelet (‘800):Pietre; Pietre Artificiali (terre crude e cotte); Malte di Calce; Gesso;Legname; Ferro.

Alla fine dell’800, nel trattato di Fromenti, appaiono la Ghisa e il FerroNella riedizione del 1920 il Calcestruzzo Armato.

Nei manuali del ‘900 di Griffini e Ridolfi, ai vecchi elenchi si aggiunsero materiali e tecniche regionali.


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Pur essendo ancora diffuso il costruire tradizionale il processocostruttivo in generale è fortemente ancorato al passato, l’impiego dei diversi materiali da costruzione è mutato nel tempo in relazione allo sviluppo tecnico-scientifico e alle continue nuove esigenze dell’utenza.

Ai materiali tradizionali che oggi risultano generalmente profondamente trasformati dal punto di vista prestazionale,nell’ultimo secolo, si sono affiancati materiali nuovi (spesso prodotti compositi)


Il comparto dei materiali ceramici utilizza materiali di base come laterizi, vetro, marmi, piastrelle, per la realizzazione di componenti più o meno complessi

I metalli rimangono insostituibili per certi tipi di strutture e per impianti di varia natura

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Le materie plastiche stanno assumendo un ruolo significativo , attraverso diverse famiglie di prodotti, in certi casi soppiantano i prodotti tradizionali.


Il legno, che in passato ha avuto un ruolo importante nella fornitura di elementi strutturali, attualmente offre una serie di prodotti derivati, stratificati o compositi, impiegati per la risoluzione di diverse parti d’opera.

I materiali tradizionali acquisiscono complessità,contenendo in sé caratteristiche diverse appartenenti a classi diverse di materiali.

L’innovazione nella produzione di materiali tradizionali, conduce all’innovazione dei procedimenti costruttivi.

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Le prime struttureIl LegnoI Materiali LapideiI LateriziLe MalteLe Murature armateLa produzione dei Metalli La scoperta del Vetro

I materiali nellI materiali nell’’antichitantichitàà PrePre--RomanaRomana

Le prime struttureCon la tenda: primi tentativi di “controllo ambientale”…….

Nell’uso della caverna soprattutto motivazioni simboliche

Il “tipo di struttura” dipende dai seguenti elementi:- disponibilità e natura dei

materiali in loco;- utensili e strumenti

disponibili- fattori ambientali (pioggia,

vento, temperatura);- osservazioni tecniche già

sperimentate;- immaginazione e creatività.

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esempi di autocostruzione e creatività collettiva in Iraq

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Le prime tracce d’architettura in legno risalgono al paleolitico superiore o Magdaleniano (XI millennioa.c,)

I materiali nellI materiali nell’’antichitantichitàà PrePre--RomanaRomanaIL LEGNOIL LEGNO

Paleolitico superiore - Russia Meridionale- Germania SettentrionaleMesolitico - InghilterraNeolitico - Egitto e Mesopotamia

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Le strutture più solide si ebbero, in periodo neolitico (5000 a.c.), in Europa, dove si iniziò a sperimentare l’uso del tetto.

Con l’età del bronzo (3000 a.C.) primi lavori di carpenteria:capanne più robuste.Nello stesso periodo in Svizzera e nella valle del Po: le palafitte.


Con la produzione di nuovi strumenti, la carpenteria continuò ad Evolversi, influenzando anche le realizzazioni in pietra (v. Stonhenge).

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In età del Ferro (1000 a.C.) in Inghilterra e in Europa continentalemigliorarono le tecniche costruttivee le condizioni abitative.In epoca classica: la prima colonna greca di origine micenea (1200 a.C.)Nel 600-700 a.C., i primi templi etruschi.

Tra l’età del bronzo (3000 a.C.) e quella del Ferro (1000 a.C.), in Inghilterra: architettura funeraria. Esempi più tardi nella Russia meridionale


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Prime architetture in materiali lapidei (circa 2000 a.C.)Lìdove la pietra era disponibile e in pezzi di grandi dimensioni, vista la tendenza a realizzare strutture megalitiche.

Blocchi da 45 tonnellate

100.000 mq.


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Probabili metodi di costruzione di Stonehenge


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Per lungo tempo vi fu una maggiore preoccupazione per i risultati estetico simbolici piuttosto che per quelli costruttivi. Ciò fino alla esperienza greca etrusca e romana.


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Innovazione tecnica nelle costruzioni in pietra in epoca classica in Grecia.I materiali nellI materiali nell’’antichitantichitàà PrePre--RomanaRomana

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I Laterizi: Il primo materiale sintetico, “industriale”.

Primi ritrovamenti in Israele e Mesopotamia (VI millennio a.C.)

Primi cotti, in Babilonia (II millennio a.C.)


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Ornamenti vetrificati e mattoni smaltati sulle facciate,.

Uso differenziato di cotti e crudi (IV mill.a.C.)


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Altri materiali nellAltri materiali nell’’antichitantichitàà PrePre--RomanaRomana

Le malteNascono dall’unione di un “legante” (calce aerea da cottura di calcari) e di un “inerte” (sabbia)

- avviarono l’uso di opere gettate

- primi impasti: ad opera dei campani (scavi di Pompei)

La produzione dei metalli- Era del Rame (4000-3000

a.C.)- Era del Bronzo (3000-2000

a.C.)- Era del Ferro (circa 1000

a.C.)- Rame e bronzo per

coperture e oggetti (da epoche faraoniche)

- Piombo per saldature, legature, restauri.

Le murature armateLegno + murature(costruttori egiziani a creta Tirinto in epoca Pre-Ellenica).

Il vetro- In Egitto e

Mesopotamia per utensili e monili (III millennio a.C.)

- I Fenici lo diffusero nel Mediterraneo

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DallDall’’etetàà Romana alla PaleocristianaRomana alla Paleocristiana

- Il prevalere dell’arte muraria- Uso del legno e della pietra- Diffusione dei mattoni

L’arte muraria: i pieni prevalgono sui vuoti.- Limitata sporgenza degli aggetti;- Forme semplici e continue.

Il Legno: il grande ruolo nell’architettura diffusa.- Le “insulae” (4-5 piani)- La capriata e le coperture ingegneristiche.

Uso della pietra: grande perizia tecnica- (Teatro di Marcello)

I mattoni: ai tempi di Vitruvio venivano utilizzati ancora crudi (I sec. a.C.)- Il cotto in età Augustea e massima diffusione con Tiberio (14-37 d.C.)- Uso generalizzato, spesso a vista, sistema costruttivo a blocchi, aspetti strutturali.

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Le malte: se ne interessano Vitruvio, Varrone, Plinio ecc.- L’importanza dello spegnimento della calce (da calci vive a calci idrate)- L’uso della pozzolana come inerte.

Il Calcestruzzo: muratura a sacco- malta di pozzolana mista a scaglie di pietra di diversa pezzatura

- anche nei rinfianchi di volte e cupole (Massenzio)- inizialmente con paramenti in laterizio, in seguito anche senza- grandi opere voltate (Pantheon)

Il Vetro: comprimendo masse vetrose ottennero “piattelle” rotonde e quadrate con le quali chiusero i vuoti delle murature.

- Miglioramento delle malte - Introduzione del calcestruzzo - Uso del vetro

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Il MedioevoIl Medioevo

I laterizi e le malte

Si ritorna alle pietre

I vetri colorati

I laterizi e le malte: - Nell'Alto Medioevo domina la tradizione "romana" della costruzione

in laterizio, anche se un certo numero di opere furono realizzate in pietra

- Ricerca di migliori prestazioni del materiale (l’uso di mattoni forati)

- Tra il IX e il XII sec. ricerche sulle malte

- Scoperta dei calcari misti ad argilla (calcari marnosi) che danno malte con capacità di indurimento in assenza quasi totale di aria (calci idrauliche)

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Santa Sofia, Istanbul (532-537) – pianta, vista esterna, vista interna

L’architettura bizantina riuscì a ridurre le sezioni strutturali e ad alleggerire le cupole attraverso l’ uso dei mattoni forati, ciò consentìdi aumentare le dimensioni degli spazi coperti.


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Il vetro

- Divenne di uso abbastanza generalizzato dopo il Mille

- Lastre trasparenti soffiando grandi ampolle

- Gli sviluppi commerciali della Repubblica di Venezia consentirono di usare svariati minerali che arricchirono la produzione, con vetri trasparenti e colorati.

- La produzione e l’impiego delle tessere musive

Si ritorna alle pietre

- Nel basso medioevo i costruttori goticiriutilizzano la pietra (per opere importanti).

- Il problema dei costi: molti cantieri vengono abbandonati.


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Chiesa di San Vitale, Ravenna (526-547) - sezione della cupola, pianta.

Mauseleo di Teodorico, Ravenna (530) – sezione e prospetto dell’ operamonolitica di calcare istriano.

Confronto tra la chiesa di San Vitale e il Mausoleo di Teodorico


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Schemi di costruzioni a volta:A) Volta a crociera; B) volta romanica Con nervature; C) archi delle volte; D) volta romanica a sei spicchi; E) volta gotica.

Tetti di legno romanici e gotici:A) romanico primitivo; B) romanico francesecon catena; C) romanico con saettoni; D) goticocon elementi a crociera; E) tetto gotico franceseprimitivo; F) gotico inglese; G) inglese con saettoni ricurvi; H) tardo gotico inglese a travicatena; I) tardo gotico a strutture sporgenti.


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Il Rinascimento e il BaroccoIl Rinascimento e il BaroccoMurature laterizie e in concrezione

- L’uso del laterizio prese il sopravvento.

- La pietra fu usata solo per operee parti particolari.

- Il problema delle malte (ad es. calci per lavori in acqua).

- Il calcestruzzo: usato per murature a sacco, fino a tutto l’800.

- Il mito fu l’intonaco, più adattodel mattone in vista per realizzare lo stacco o la continuità delle linee delle superfici.

-La pietra: limitata ai rivestimenti e alle decorazione.

Cupola di S.Maria del Fiore.F.Brunelleschi.1420.

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Sant’Ivo alla Sapienza,1642, Francesco Borromini.Roma

Il Rinascimento e il BaroccoIl Rinascimento e il Barocco

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Il SettecentoIl SettecentoSperimentazioni sulle calci e sui cementi

Sperimentazioni sulle calci e sui cementi:- Si definiscono le premesse per le innovazioni sviluppate dalla tecnica edilizia nell’800 e ‘900.

- Le ricerche sui leganti in Inghilterra e Francia rilanciano il calcestruzzo.

- Da ricordare: il faro di Eddyston di J.Smeaton – miscuglio di calce viva, argilla, sabbia e ferro (1774).

-Ricerche di Vicat sulle calci idrauliche

J.Smeaton – Faro di Eddyston

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Prime opere in ferro:

- Forni a carbone fossile: riduzione costi di produzione

- Le membrature sottraggono per la prima volta alla muratura il ruolo portante

- Da ricordare: il Ponte sul Severn (1776) di Darby

Il SettecentoIl Settecento

Progresso prodotti vetrosi:

- Saint Gobain

04/11/10 31Ponte di Coalbrookdale, 1777

Ponte di Sunderland, 1793-96

Il SettecentoIl Settecento

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Ottocento e NovecentoOttocento e Novecento

La scienza delle costruzioni

L’affermazione del ferro e dell’acciaio

Il cemento armato e il precompresso

L’impiego della pietra e del laterizio

Nuove tecnologie del legno

- La scienza delle costruzioni cambia il linguaggio e il pensiero costruttivo, con nuovi schemi statici e strutturali.

- Dalle soluzioni isostatiche si passa a quelle iperstatiche.

- Gli scheletri strutturali sopportano l’intero edificio

- I nuovi materiali sono: il c.a. e l’acciaio(riduzione delle sez. resistenti, resistenza al taglio e trazione, alta connessione tra le parti).

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L’affermazione del ferro e dell’acciaio

Il primo salto qualitativo si ebbe nel 1855, quando Bessemer realizzò il convertitore per affinare la ghisa su larga scala, quindi:

- forno a riverbero di Martin-Siemens (1865)- convertitore Thomas (1874)- successivamente saldatura ad arco- grandi ambienti ad uso industriale e commerciale- Palazzo di Cristallo di Paxton (1851)- Palazzo del Campo di Marte (Parigi, 1867)- Galleria delle Macchine a Chicago (1893)- Torre di Eiffel (1889)

L’acciaio consente, intorno al 1880, la realizzazione dei primi grattacieli- Scuola di Chicago- Louis Sullivan

L’acciaio, metafora della leggerezza in architettura: Mies Van der Rohe


04/11/10 34Galerie des Machines, 1889


04/11/10 35Torre Eiffel


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L’acciaio consente, intorno al 1880, la realizzazione dei primi grattacieliamericani prodotti dagli architetti della “Scuola di Chicago” di cui Louis Sullivan fu rappresentante più illustre.

Mies van der Rohe fu il più illustre interprete dell’uso dell’acciaioin architettura.

Louis Hanry Sullivn – Grandi Magazzini C.,P. & S., Chicago 1889-04

Burhan & Rolot – Monadnock Building, Chicago 1889-91


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Mies van der Rohe – Casa Farnsworth, Fox River Valley, 1950 – sezione parete esterna


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Cemento armato e precompressoCemento armato e precompresso

• Primi tentativi di strutture armate: opere di Antonelli (1798 - 1888)- San Gaudenzio a Novara- Sinagoga di Torino

Si tratta di vere murature armate, subito abbandonate.

• L’attenzione fu rivolta ai calcestruzzi armati. Dopo Vicat, il primocemento fu prodotto a Portland (1824) da Aspdin (calcare + argilla).Fu migliorato da Isacco Johnson nel 1845.

• Il conglomerato di cemento prese il nome di calcestruzzo.• Unito all’acciaio poté resistere anche a trazione.• Importante per l’architettura: nel 1902 Perret adotta per la casa in rue Franklin un’ossatura in c.a.Movimento Moderno: Maillart, Nervi, Torroja, Candela.

• Il c.a. precompresso: per grandi strutture

• L’uso della pietra solo per rivestimenti e restauri• Il laterizio rimane materiale di larga diffusione• Nuove tecnologie del legno (eliminare i difetti)


04/11/10 39A. Perret - Parigi, casa di rue Franklin


04/11/10 40P.L. Nervi


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La svolta degli anni Sessanta: processi produttivi di Industrializzazione avanzata applicati all’architettura

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Le prospettive e le nuove tendenzeLe prospettive e le nuove tendenze

Gli acciai specialiI calcestruzzi leggeriLe materie plastiche

Per gli acciai le innovazioni sono indotte dai settori navali e dall’idraulica- gli acciai CX-TEN- gli acciai COR-TEN- le opere di Wachsmann, Fuller, Makowski, Frei Otto, ecc.

I calcestruzzi leggeri sono ottenuti con inerti a bassa densità- architetture a vele sottili e a gusci (F. Candela)

Le materie plastiche sono prodotti artificiali di composizione chimica, denominati polimeri organici.- realizzare curvature irregolari senza assemblaggi- di peso modesto e resistenti agli agenti atmosferici

04/11/10 43Jorn Utzon – Sydney Opera House, Sydney 1957-73


04/11/10 44Ieoh Ming Pei-Piramide d’ingresso al Museo del Louvre.Parigi,1989.


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Toyo Ito-Torre dei venti.Yokoama.1986


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Renzo Piano – Paul Klee Zentrum, Berna 2001-05Renzo Piano – LondonBridge Tower, Londra 2000

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Zaha Hadid Ordrugpgaard MuseumExstension, Copenhagen 2001-05


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