Laboratorio di ricerca in legno duro

L'edificio, il cui ultimo piano è attualmente in costruzione, presenta numerosi vantaggi: Grazie alla semplice struttura a scheletro, la pianta è flessibile e le pareti interne ed esterne possono essere disposte a piacere. Le facciate trasparenti e l'involucro esterno senza soluzione di continuità dovrebbero renderlo un luogo di lavoro piacevole. Ma l'Umwelt und Geomatik, la Casa delle Risorse Naturali (HoNR) è molto più di un semplice edificio per uffici: è un laboratorio per l'undomatik della sostenibilità, dove l'ETH di Zurigo sta testando nuove tecnologie e componenti che non sono stati utilizzati altrove.

Progetto transdisciplinare

Quando il Laboratorio di Idraulica, Idrologia e Glaciologia (VAW) si è trasferito dal centro città all'Hönggerberg nella primavera del 2013, è apparso subito chiaro che i suoi scienziati avevano bisogno di ulteriori spazi per gli uffici. Perché non cogliere l'opportunità di trasformare l'edificio annesso in un progetto di ricerca transdisciplinare? Sei professoresse dell'ETH degli Istituti di Analisi e Costruzione Strutturale, Materiali da Costruzione e Tecnologia dell'Architettura sono state ispirate dall'idea e ora stanno realizzando i loro progetti di ricerca direttamente nell'edificio.

Nella Casa delle Risorse Naturali, gli elementi solari saranno allineati con l'aiuto di moduli di legno e una facciata solare adattiva fornirà elettricità aggiuntiva. Un nuovo tipo di facciata in legno promette inoltre una maggiore resistenza alle intemperie e stabilità. Questi elementi sono ancora in fase di progettazione. I due progetti di ricerca incentrati sull'uso innovativo del legno duro sono già in fase di realizzazione.

Uso unico del legno duro svizzero

Il progetto utilizza una novità mondiale: un soffitto in legno-calcestruzzo composito con legno di faggio proveniente da foreste svizzere. Un pannello impiallacciato di faggio di quattro centimetri di spessore funge sia da elemento di casseratura che da armatura, oltre a fornire una superficie attraente. Gli approfondimenti a forma di tasca nel pannello assicurano il legame con lo strato di calcestruzzo di 16 centimetri di spessore che viene applicato. Il risultato è un soffitto composito che ha proprietà portanti simili a quelle dei soffitti in cemento armato, gli elementi portanti più comunemente utilizzati in Svizzera.

Anche la struttura a telaio dell'HoNR è realizzata in legno svizzero ed è unica per diversi motivi: i supporti sono realizzati al 100% in legno di frassino, mentre gli sponsor sono in frassino e abete rosso per aumentare la resistenza. Per entrambi i componenti è stato utilizzato il cosiddetto legno lamellare, in cui diverse lamelle di legno sono incollate l'una sull'altra nella stessa direzione delle fibre. I nodi in cui si incontrano gli sponsor e i supporti sono rinforzati con legno duro e sono particolarmente rigidi. Inoltre, tutti gli sponsor sono pretensionati con un cavo che attraversa il legno all'interno. Di conseguenza, gli sponsor si centrano e l'intera struttura portante è particolarmente malleabile, il che la rende significativamente più resistente ai terremoti. "Questo nuovo tipo di costruzione, che abbiamo sviluppato nell'ambito di un progetto CTI in corso e che stiamo testando per la prima volta nell'HoNR, può essere facilmente prefabbricato e rapidamente assemblato. Ciò rende molto conveniente non solo il soffitto composito, ma anche la costruzione a telaio precompresso", spiega il responsabile del progetto Andrea Frangi, professore di costruzioni in legno presso l'Istituto di analisi e costruzione strutturale dell'ETH di Zurigo.

Più legno duro a causa del riscaldamento globale

Il progetto di ricerca dimostrerà se questa costruzione a telaio e questo tipo di soffitto composito legno-calcestruzzo si dimostreranno validi anche a lungo termine. Poiché i ricercatori monitorano costantemente l'HoNR con dei sensori, per la prima volta possono studiare il comportamento portante di un edificio reale utilizzato per diversi anni. E poiché i colleghi della VAW utilizzano l'edificio, i ricercatori possono non solo osservare variabili misurabili come deformazioni, vibrazioni e sollecitazioni, ma anche includere nella loro indagine le percezioni soggettive degli utenti, come il benessere, il comfort e la percezione delle vibrazioni. Dati preziosi che sarebbe impossibile raccogliere con semplici test di laboratorio.

Il progetto dell'ETH pone particolare enfasi sull'uso del legno di latifoglie, dato che la percentuale di alberi decidui nelle foreste svizzere sta aumentando a causa del riscaldamento globale. Finora, tuttavia, il legno di faggio, ad esempio, è stato utilizzato principalmente per l'arredamento e i mobili o direttamente per l'utilizzo energetico; quest'ultimo ha poco senso dal punto di vista ecologico. Se il legno viene utilizzato per la prima volta con la massima qualità possibile, ad esempio nelle costruzioni in legno, e viene bruciato solo alla fine del suo ciclo di vita dopo ulteriori fasi di utilizzo, il bilancio delle emissioni migliora notevolmente.