Appunti di storia dell'architettura e delle tecniche costruttive

Ingegneria edile e delle costruzioni

Storia dell'architettura e delle tecniche costruttive

Vitruvio e il De Architectura

Vitruvio è stato un architetto e scrittore romano, attivo alla fine del I secolo a.C., considerato il più famoso teorico dell'architettura di tutti i tempi. Fu un architetto e ingegnere sotto il regno di Augusto; l'unica sua opera a cui è attribuita la paternità è la ricostruzione della Basilica di Fano. La sua opera più famosa è il trattato De architectura; 10 libri scritti in latino, per Augusto, in un periodo in cui l'imperatore ambiva ad un rinnovo dell'edilizia pubblica. In questo trattato Vitruvio si rivolge alla prefazione di ogni libro probabilmente per avere le sue grazie. Tale trattato rappresenta una delle fonti principali della moderna conoscenza sui metodi costruttivi dei Romani (edifici, anfiteatri, bagni, acquedotti).

Intorno al 1400 l'interesse per Vitruvio crebbe in particolar modo per merito del Ghiberti, dell'Alberti e di Raffaello. Importante fu l'edizione di Fra' Giovanni Giocondo che nei primi anni del 1500 divulgò a Venezia la prima edizione illustrata del trattato, poi ristampata in successive edizioni. Fra' Giocondo aggiunge 136 disegni, in xilografia, relativi sia ad aspetti architettonici che ad aspetti tecnici, come le macchine di cantiere.

Il trattato è composto da 10 diversi libri, a ciascuno dei quali è anteposta una prefazione (o proemio), così divisi:

• Libro 1: definizione del vasto campo dell'architettura, dell'architetto e delle sue abilità
• Libro 2: materiali, murature e tecniche di costruzione
• Libri 3 e 4: edifici religiosi e ordini architettonici
• Libro 5: edifici pubblici con riferimento ai fori e ai teatri
• Libri 6 e 7: edifici privati
• Libro 8: opere idrauliche quali acquedotti
• Libro 9: riferimento al campo astronomico e astrologico
• Libro 10: riferimenti alla meccanica

Nel trattato Vitruvio conferisce all'architettura l'appellativo di scienza, ma non si limita a ciò, la eleva al primato, perché contiene in effetti tutte le altre forme di conoscenza. L'architetto deve avere conoscenze di geometria, matematica, ottica, acustica, anatomia, medicina, legge, teologia, astronomia e meteorologia. L'architettura è l'imitazione della natura, l'edificio deve inserirsi armoniosamente nell'ambiente naturale.

Dal libro 1 fu tratta una famosa semplificazione del trattato in un'incisiva e fortunata formula (triade vitruviana) per cui l'architettura deve soddisfare tre categorie:

• Firmitas (solidità)
• Utilitas (funzione, destinazione d'uso)
• Venustas (bellezza)

Questa formula condensa efficacemente il trattato vitruviano.

Alberti e il De Re Aedificatoria

De re ædificatoria (letteralmente "Sull'edilizia") è un trattato in 10 libri sull'architettura scritto da Leon Battista Alberti intorno alla metà del 1400, durante il suo soggiorno a Roma. L'opera, in latino, è rivolta ad un pubblico colto. L'Alberti riprende i 3 concetti fondamentali del pensiero Vitruviano: firmitas (solidità), utilitas (destinazione d'uso, funzione) e venustas (bellezza).

L'opera fu parallelamente la prova di effettuare una rilettura critica del testo vitruviano e di realizzare il primo trattato moderno di teoria dell'architettura, in cui spiegare come costruire gli edifici (e non già rendere ragione di come fossero costruiti) senza ricorrere ad immagini e rappresentazioni, ma assegnando alle parole un ruolo fondamentale nell'enunciazione dei principi e dei metodi della progettazione degli edifici.

Il trattato ebbe quindi una diffusione abbastanza limitata in quanto non fu stampato durante la vita di Alberti. L'opera fu diffusa grazie al mecenatismo di Lorenzo il Magnifico, solo nel 1485, rimanendo comunque un testo riservato agli ambienti colti, a causa del fatto che era scritto in latino. Una maggiore diffusione si ebbe con la traduzione in italiano, apparsa nel 1546.

L'opera è così divisa:

Prima parte: la firmitas (solidità) in Vitruvio, i temi sono:

• Primo libro: tratta dei "lineamenti" (il progetto generale): dove collocare l'edificio, tipi di pianta, muri, tetti, scale
• Secondo libro: esamina i materiali (qualità di legni, pietre, mattoni, calce, e anche tempo meteorologico più adatto alla messa in opera)
• Terzo libro: considera come "mandare ad effetto la fabbrica", dunque le modalità di costruzione (fondazioni, tecniche per muri, volte, tetti, pavimenti)

Seconda parte: utilitas (destinazione d'uso, funzione), esamina i vari tipi di edifici:

• Quarto libro: ha per tema le opere pubbliche e l'urbanistica
• Quinto libro: elenca gli edifici in rapporto ai vari tipi di committenti: dalla reggia, alla rocca, ai palazzi delle magistrature fino alle ville

Terza parte: venustas (bellezza), sulla bellezza architettonica intesa come un'armonia esprimibile matematicamente grazie alla scienza delle proporzioni, seguita da una trattazione sulle macchine per costruire:

• Sesto libro: verte sulle decorazioni

Quarta parte: costruzione dei fabbricati, rispettivamente chiese, edifici pubblici e edifici privati:

• Settimo libro: sull' "ornare i sacri luoghi" (l'architettura templare)
• Ottavo libro: sugli ornamenti degli edifici pubblici profani
• Nono libro: sugli ornamenti degli edifici privati
• Decimo libro: sul restauro

Il trattato parte sempre dallo studio dell'antichità, basandosi sulle misurazioni dei monumenti antichi per proporre poi nuovi tipi di edifici moderni. Questo procedimento viene applicato anche a tipologie di edifici che non esistevano nell'antichità, come le prigioni, gli ospedali e altri luoghi di pubblica utilità, per i quali comunque ci si ispira all'antico.

Rinascimento: 1400-1500

Filippo Brunelleschi

Filippo Brunelleschi (1377-1446) nasce a Firenze da una famiglia molto abbiente. Firenze è animata da ceti emergenti di famiglie di banchieri. L'attenzione al centro urbano era già visibile per il concorso della porta del Battistero di San Giovanni, in cui partecipa Brunelleschi (vs Ghiberti, vince Ghiberti). Un edificio simbolo di Firenze è il Battistero di San Giovanni, considerato modello antico perché si ritiene che appartenga all'antichità grazie alla presenza di caratteristiche tipiche. Questo edificio si determina oggetto di confronto anche per la cupola: impianto ottagonale, cupola doppia, doppio guscio come quella di Brunelleschi. La copertura con un telaio di creste e vele diventa un simbolo di un nuovo corso della civica fiorentina.

Brunelleschi spende conoscenze che derivano dalla sperimentazione di una nuova architettura, un'architettura fondata su scienza e cultura. La formazione scientifica lo innerva con una capacità di osservare con un nuovo sguardo. Con Brunelleschi nacque la figura dell'architetto moderno; è un intellettuale che pratica un'”arte liberale", fondata sulla matematica, la geometria e la conoscenza storica. “Brunelleschi compie uno studio della natura, delle arti e delle scienze non udite e mai vedute” citazione di Alberti per definire le grandi doti di Brunelleschi. I viaggi di Brunelleschi gli permettono di indagare la cultura, soprattutto dell'antico, in particolare di Roma. Lui si fa al classico di Firenze (San Miniato), mentre Alberti all'antico di Roma.

La sua architettura si caratterizzò per la realizzazione di opere monumentali di ritmata chiarezza, costruite partendo da una misura di base (modulo) corrispondente a numeri interi, espressi in braccia fiorentine. Riprese gli ordini architettonici classici e l'uso dell'arco a tutto sesto, indispensabili per la razionalizzazione geometrico-matematica delle piante e degli alzati. Tipico in questo senso fu l'uso della grigia pietra serena.

Brunelleschi inventa la prospettiva geometrica.

Lo Spedale degli Innocenti

Doveva essere un edificio per ospitare i bambini che non avevano una famiglia. L'uso degli ordini, le cornici e le trabeazioni sono in pietra serena (una pietra arenaria di colore grigio particolarmente utilizzata nell'architettura), questa rende leggibile il disegno sull'intonaco. L'edificio che guarda alla piazza si erge sopra una scalinata, e si caratterizza per un porticato definito da 9 campate, su colonne con capitelli d'ordine composito, con volte a vela e archi a tutto sesto e, ai lati, da due altre arcate fiancheggiate da lesene scanalate. Su queste e sugli archi poggia un leggero architrave sormontato da una fascia marcapiano, su cui si impostano finestre a timpano. Il portico ha una profondità equivalente al diametro degli archi.

La Sacrestia Vecchia di San Lorenzo

Nel 1422 e viene incaricata da Di Bicci de Medici. Michelangelo costruirà la Sacrestia Nuova, rifacendosi a questa ma prendendo anche le distanze. La cupola costituisce l'ambiente principale. L'ordine diventa l'elemento che va a innervare la purezza della geometria (ordine = chiave strutturale). Paraste angolari vengono ripiegate per seguire l'andamento del volume. Le cornici sono in pietra serena (spiccano sull'intonaco). Una cupola a creste e vele è costituita da costoloni che formano delle nervature meridiane che comprendono delle vele, nelle vele ci sono gli oculi che costituiscono dei tagli di luce sulla quale è impostata la cupola (creste = parte sommitale di una struttura o di un muro). I pennacchi sono porzioni di sfera in laterizio, egli sceglie di non costruire una cupola in continuità con i pennacchi, ma di evidenziare l'artificio della cupola sottolineando la circonferenza sulla quale si appoggiano le creste. Sono state ritrovate tracce di invetriatura su alcune tegole, quindi si presume che le tegole fossero coperte da strato di vetro per proteggerle e colorate di bianco.

Cappella Pazzi

È anticipata da un portico, sostenuto da colonne con trabeazione, al centro c'è un arco con attico ripartito da paraste, i dettagli su questo danno conto a un attento disegno di superfici in moduli quadrati. La pianta è un quadrato sormontato da una circonferenza (la pianta non è proprio centrale in quanto a lato del quadrato si trovano cappelle laterali), c'è una scarsella (abside rettangolare che sporge all'esterno della struttura principale) come nella Sacrestia Vecchia, e si alternano due proiezioni laterali al quadrato che determinano un perimetro rettangolare. La porzione centrale dell'arco è sovrastata da una cupoletta semisferica nascosta da grandi conchiglie in stucco, la cupola è disegnata da circonferenze che si rimpiccioliscono in corrispondenza dell'oculo. La cupola principale, invece, scarica il peso sui 4 pennacchi. La copertura è a creste e vele come nella Sacrestia Vecchia, ma introduce delle varianti: uso di setti che ripartiscono in porzioni le vele che compongono la cupola esterna, le creste sono piatte bande rampanti con profilo curvilineo all'interno ("prolungamento" dei setti murari oltre la copertura). C'è un anello in ferro.

Santo Spirito

Progetto fatto da Brunelleschi, poi è stato cambiato. Come nello Spedale degli innocenti, anche in Santo Spirito le componenti modulari accompagnano tutta la navata. La pianta è a croce latina con 3 navate, con la centrale ampia il doppio di quelle laterali, separate da colonne in pietra serena con capitelli corinzi e pulvini che reggono arcate a tutto sesto e volte a vela. Uso dell'ordine prevede paraste, l'ordine maggiore si affianca all'ordine minore. Sopra i capitelli la trabeazione è completa e le colonne si addossano alla muratura di 3/4. Le paraste sono sdoppiate, si riconosce il problema dell'angolo.

Cupola di Santa Maria del Fiore

Prima c'era una chiesa in stile gotico, viene fatto un concorso per l'ingrandimento, prima di Arnolfo di Cambio e successivamente di Talenti. La cupola doveva essere emisferica e le tribune minore la dovevano reggere ma dopo che D'Ambrogio realizza il tamburo, questo non è più possibile. Vengono chiamati matematici per farla emisferica ma non trovano soluzioni (unica soluzione con centine ma troppo costoso), perciò sarà fatto un concorso. Intorno il 1420, sia Ghiberti che Brunelleschi sono nominati operatori dell'opera ovvero responsabili dell'attuazione del progetto. È chiara la scelta di costruire una cupola a doppio guscio con un'intercapedine, che si fonda nelle sperimentazioni di Brunelleschi. Per Brunelleschi è necessaria la presenza di macchine, quindi si sperimenta la costruzione di nuove per il sollevamento di materiali fino a quote che questi sono utili. Non abbiamo disegni di cantieri o macchine, ma abbiamo disegni di Leonardo su possibilità di come potevano essere.

A partire da un tamburo ottagonale la Cupola si erge su otto spicchi, le vele, organizzati su due calotte separate da uno spazio vuoto per alleggerire la struttura. Fra gli elementi che compongono la Cupola esistono proporzioni auree com'era in uso a quel tempo. La sensazione che si ha, infatti, osservando questo capolavoro, è di sostanziale equilibrio e armonia nelle sue parti. La sua base d'imposta si trova a circa 55 m dal suolo, la lanterna è alta 21 m, il tamburo misura 13 m e l'altezza della Cupola è, in media, 34 m. Va ricordato, tuttavia, che le misure reali della Cupola vanno calcolate in braccia fiorentine e non secondo il sistema metrico decimale; pertanto, ogni suggestiva elucubrazione riferita all'appartenenza dei numeri 13, 21, 34, 55 alla famosa successione di Fibonacci è del tutto erronea e priva di senso.

Anche la lanterna, chiave di volta di un sistema dinamico, ha una funzione molto importante per la statica globale, ovvero permette di contrastare le forze esercitate sui costoloni dalla cupola, realizzati in marmo di Carrara. La cupola aveva uno stretto legame tra concezione strutturale e concezione materiale, era una cupola costituita da 24 speroni (rifacendosi al gotico) (ovvero setti murari meridiani), 8 negli angoli dell'ottagono (nel tamburo) e 16 intermedi, sembrano essere elementi collegati tra loro tramite delle voltine. Gli speroni hanno sezioni che decrescono progressivamente verso la lanterna per necessità di ordine strutturale, questo sistema è contenuto da un sistema di catene, i documenti le definiscono cinte, perché chiudono la struttura maggiore e riducono la spinta della cupola.

Nel passato esistevano almeno 3 tipologie di catene:

1. Lapidee con grappe metalliche
2. Ignee con spranghe di ferro
3. Barre di ferro

In questa cupola Brunelleschi ha deciso di inserire tutte le tipologie di catene perché si è osservato che le spinte lavoravano in modo diverso, così studia una struttura che permette di essere più stabile. Un aspetto rilevante è quello della tecnica muraria, infatti utilizza una muratura intelligente, a spina di pesce. La spina di pesce deriva dalla traduzione dell'opus spicatum romano (Vitruvio).

Leon Battista Alberti

Leon Battista Alberti (1404-1472) è un umanista e un architetto di modesta fama; quindi, possiamo definirlo come un umanista in cantiere. È membro di una delle più importanti famiglie fiorentine di banchieri, che però è costretta a lasciare la città a causa del dissenso con i Medici. Alberti si diletta nella matematica, soprattutto nella sua opera relativa alla descrizione della città di Roma. Per descrivere la città utilizza le coordinate che permettono di arrivare ai principali monumenti. Grande intellettuale, lo si può ipotizzare dalla sua moneta con un occhio alato egizio, che rappresenta la conoscenza delle divinità egizie, quindi Alberti aveva vasta cultura. Nel 1447 grazie a Nicolò V torna a Firenze. Dal trattato De re aedificatoria prende le distanze dall'architettura di Vitruvio. In questo trattato tratta di architettura dal punto di vista dell'utilità dell'architettura all'interno della società, infatti, per Alberti l'architettura deve rendere felice la società. Alberti viaggia in più luoghi e viene spesso richiesto come intendente di architettura. I luoghi dove si svolge l'attività di Alberti sono molti, in primo piano abbiamo Rimini (Malatesta), Firenze (Rucellai) e Mantova (Gonzaga). A Mantova è voluto da Papa Pio II. Alberti svolge una grande attività all'interno delle corti, quindi, compie delle opere per i “padroni” che danno spesso una loro interpretazione e impronta.

Vitruvio: la buona architettura consiste in 3 fattori: utilitas (funzione), firmitas (struttura), venustas (bellezza). Alberti aggiunge che la bellezza deriva da numero, proporzione e collocazione.

Tempio Malatestiano (Rimini)

Si basava sull'idea di ricostruire una chiesa francescana trasformandola in un memoriale di Sigismondo e Isotta. Quest'operazione richiese una mediazione di ordine diplomatico, in quanto Sigismondo non era gradito al pontefice perché la sua condotta era considerata esecrabile. Egli ideò un involucro marmoreo che lasciasse intatto l'edificio preesistente. Punto focale era il portale centrale, con timpano triangolare. Documentazione storica: una medaglia, con una delle ipotesi del progetto, presentava una cupola ma poi tolta perché non approvata dal Papa Nicolò V, così come una parte del frontone. Il tempio non viene completato, Alberti aveva progettato una cupola semisferica, era tra le più complesse ma per Alberti era quella di eccellenza perché utilizzata nel Pantheon.

• Semicolonne con trabeazione collocate su alto basamento che enfatizza l'ordine
• Edificio rivestito da materiale squadrato e lavorato (si percepisce come l'involucro r