Primo edificio residenziale al mondo costruito digitalmente La DFAB House di Dübendorf
La DFAB House di Dübendof è il primo edificio abitato al mondo progettato e costruito digitalmente grazie ai robot e alla stampa 3D.
Tecnologia edilizia sostenibile
I tre piani di DFAB House troneggiano in cima al NEST, l’edificio modulare di ricerca e innovazione degli istituti svizzeri Empa e Eawag. DFAB significa «Digital Fabrication», NEST «Next Evolution in Sustainable Building Technologies» o il prossimo passo nello sviluppo delle tecnologie edilizie sostenibili. L’obiettivo è colmare il divario tra il laboratorio e il mercato e aiutare le soluzioni sostenibili ad affermarsi più rapidamente. DFAB House ha consentito ai ricercatori dell’ETH di Zurigo e ai partner industriali di trasferire nuove tecnologie digitali dal laboratorio al mondo reale. Il concetto della struttura è nato nel Polo di Ricerca Nazionale «Digital Fabrication».
Elementi della cassaforma dalla stampante 3D
Il soffitto di cemento sopra il piano più basso di DFAB House si nota subito: le complesse strutture curve in tre dimensioni sarebbero irrealizzabili con casseforme convenzionali. Questi elementi del soffitto in rilievo positivo sono riempiti di calcestruzzo ultra-resistente e rinforzato con fibre, i cui stampi negativi provengono da una stampante 3D a sabbia. «Smart Slab» è il nome di questo nuovo metodo. Con casseforme stampate in 3D può essere risparmiato o riutilizzato molto materiale. Anche la plasticità del calcestruzzo viene sfruttata appieno e le esigenze dei servizi dell’edificio, dell’illuminazione e dell’acustica, sono già integrate in questi elementi, che vengono ottimizzati prima della posa del calcestruzzo.
Armatura e cassaforma in uno
L’attrazione successiva è il muro di cemento al centro dell’edificio, che porta l’intero carico del soffitto «Smart Slab». È stato creato dall’ «In situ Fabricator», un robot mobile progettato per la fabbricazione in cantiere di componenti. Dotato di un sistema integrato di navigazione e sensori, riesce a muoversi autonomamente. Lo stampo a rete creato da questo processo robotizzato («Mesh Mould») ha maglie molto strette e quindi assume contemporaneamente la funzione di cassaforma, che però è stata riempita dagli umani. Con il Mesh Mould si possono produrre geometrie complesse e staticamente efficienti senza costi aggiuntivi ed eliminando i rifiuti di costruzione.
YouTube video: NEST Dübendorf: il primo edificio residenziale costruito digitalmente al mondo.
Metodo di costruzione a scorrimento robotizzato
Le forze del vento che agiscono sulle finestre del piano più basso di DFAB House sono assorbite da speciali profili di cemento realizzati nell’officina Empa utilizzando un processo chiamato «Smart Dynamic Casting» che permette sezioni trasversali variabili senza scarti. Una cassaforma lunga circa 40 centimetri viene riempita di calcestruzzo e tirata verso l’alto dal braccio robotico, mentre al suo interno una piastra regolabile assicura il corretto dimensionamento del profilo. Quando lascia la cassaforma, al calcestruzzo vengono aggiunti additivi per farlo solidificare solo fino al punto in cui è in grado di sostenere sé stesso e il peso del calcestruzzo sovrastante.
Elementi costruttivi in legno montati dai robot
Gli ultimi due piani di DFAB House sono costituiti da elementi in legno altamente integrati, alcuni dei quali posizionati ad angolo libero. I robot hanno montato questa struttura che è stata progettata con il CAD e trasmessa alle macchine CNC. Questi assemblaggi tridimensionali hanno un’elevata rigidità in tutte le direzioni. Il team di ricerca ha sviluppato moduli high-tech traslucidi nei quali il granulato di aerogel fornisce un eccellente isolamento termico tra una membrana interna e una esterna. Questi moduli sono stati inseriti nel telaio di legno a mano, perché l’altissima flessibilità del sistema di membrane avrebbe fatto impazzire qualsiasi robot.