Riassunto esame Fisica tecnica, prof. Aste, libro consigliato Ambiente e tecnica nell'architettura moderna, Banham

Banham: ambiente e tecnica nell'architettura moderna

Capitolo 1: Una giustificazione non necessaria

L'intento dell'autore era di scrivere una storia dell'architettura sull'impiego e la corretta utilizzazione dei controlli meccanici dell'ambiente, e di mostrare come esse si fossero manifestate nella progettazione dei loro edifici. A questo fine era necessario acquisire alcune conoscenze di fondo, ma non c'era alcuno studio approfondito sull'argomento. La storia dell'architettura, infatti, tratta quasi esclusivamente l'aspetto esterno degli edifici e non pone attenzione a tutti gli aspetti della tecnologia necessari a creare ambienti abitabili.

Questo si verifica anche nell'analisi di edifici di notevole importanza come il Larkin Building di Wright a Buffalo ed il Richards Memorial Laboratories di Kahn a Filadelfia nei quali la sistemazione dei servizi meccanici incide sul volume esterno dell'edificio. Uno degli aspetti fondamentali della tecnologia che spesso non viene analizzato è il controllo meccanico degli ambienti; esso è importante sia come indicazione dei mutamenti nelle esigenze della società sia come fattore di alterazione del predominio della struttura architettonica.

Capitolo 2: Il controllo dell'ambiente

L'uomo è in grado di sopravvivere in quasi tutti gli ambienti della terra, anche nelle condizione più disagevoli; ma per progredire ha bisogno di benessere e comodità maggiori. Gran parte di questo benessere deriva dall'impiego di risorse tecniche atte ad ottenere il controllo ambientale: creare un ambiente asciutto, produrre calore e fresco, godere di una intimità acustica e visuale ed avere uno spazio sufficiente per sé.

Fino alla seconda metà dell'800 circa, l'uomo ha avuto a disposizione un solo modo convincente per migliorare le condizioni ambientali: costruire strutture massicce e il più possibile permanenti. Questa soluzione strutturale deriva dalle abitudini culturali della civiltà occidentale da cui prende spunto l'architettura; di conseguenza agli architetti manca una serie di esperienze spaziali e di risposte culturali dei popoli nomadi.

Queste strutture hanno il vantaggio di un migliore isolamento acustico e termico; ma possono essere soggette ad una serie di critiche: sono molto costose e prive di flessibilità, inoltre è necessario consumare energia per renderle abitabili. La capacità termica della struttura massiccia può essere distinta in:

• Modello conservativo: è la capacità della struttura di assorbire ed immagazzinare il calore restituendolo all'ambiente dopo che la sorgente di calore è stata spenta. È adatto ai climi asciutti, a quelli freddi ed anche alle zone mediterranee o semidesertiche. È caratterizzato da piani abitabili sopraelevati, vaste coperture leggere, porticati e balconi continui, grandi porte e finestre, soffitti alti atri centrali e persiane a feritoia.
• Modello selettivo: adopera la struttura non solo per conservare le condizioni ambientali desiderate, ma anche per far entrare dall'esterno tali condizioni. È adatto ai climi umidi e tropicali. È caratterizzato da pareti massicce in mattone cotto al sole, aperture più piccole e porticati ricoperti ereditati dalla tradizione spagnola.

Tra tutti i fattori chiamati in causa dal controllo dell'ambiente, l'umidità è stato l'elemento più molesto e sfuggente ad ogni controllo. Il controllo dell'umidità dipende dal condizionamento dell'aria che fu reso possibile dall'introduzione, nel 1882, dell'elettricità per uso domestico. Questa fu la prima soluzione alternativa alla soluzione strutturale. Verso la fine dell'800 i nordamericani avevano acquisito grande abilità nell'uso di strumenti ambientali rigenerativi, anche se molti inventori europei hanno fornito dispositivi chiave per lo sviluppo di questi mezzi, non vi è dubbio che Edison sia stato il vero padre della luce elettrica come Carrier è stato per l'aria condizionata.

Questo perché negli Stati Uniti erano presenti strutture leggere in zone dai climi rigidi ma con una notevole disponibilità di energia. Ciononostante è normale che ci fu lasso di tempo tra la disponibilità di un impianto e la sua piena utilizzazione da parte degli architetti i quali devono osservare una invenzione durante il suo utilizzo prima di passare a soluzioni radicalmente nuove. Durante questo intervallo di tempo si realizzano esperienze ambientali in campi alternativi come le serre, le fabbriche o i trasporti.

Capitolo 3: Un secolo buio e demoniaco

Per comprendere come si siano potuti ottenere notevoli progressi nella tecnologia ambientale è necessario conoscere non solo le disponibilità tecniche e la favorevole situazione culturale di cui hanno fruito gli inventori, ma anche delle condizioni di vita e di lavoro in cui essi hanno operato. Il numero e la densità di uomini negli agglomerati urbani hanno creato il problema dell'eliminazione dei rifiuti e della minaccia di epidemie tali da richiedere che le tecniche sanitarie e di ventilazione fossero rinnovate e migliorate attraverso trasformazioni radicali.

I principali fattori di inquinamento esterni derivavano dalla incompleta combustione dell'illuminazione e da prodotti di scarto. L'inefficienza, lo spreco e la protezione della salute costituirono uno stimolo molto importante per la trasformazione dell'ambiente. In questo campo hanno avuto un ruolo notevole anche i medici i quali mostrarono una profonda conoscenza pratica delle caratteristiche ambientali degli edifici a contrario della palese indifferenza dimostrata dagli architetti. Alcuni medici progettarono anche edifici esemplari dal punto di vista ambientale che affrontavano i problemi del riscaldamento e della ventilazione.

A Liverpool nel 1860 Drysdale progettò Casa Sandbourne ed Hayward ideò l'Ottagono di Grove Street; nel 1872 entrambi collaborarono ad un manuale, "Health and Comfort in House-Building", nel quale Hayward descrive la struttura ed il funzionamento dell'Ottagono. Prima che fossero disponibili i ventilatori, era comune l'uso di un condotto a convezione naturale il cui funzionamento si basa sul calore superfluo; Hayward nel suo progetto fece in modo che tutte le stanze principali si aprissero verso anticamere chiuse perfettamente sovrapposte in pianta. Queste formano uno condotto di alimentazione verticale che fornisce aria pulita e riscaldata alle stanze, inoltre aveva la funzione di prevenire le correnti d'aria che si producevano ogni volta che si faceva rifornimento d'aria fresca.

A differenza del riscaldamento, il problema della ventilazione non era ancora regolamentato. I fattori che stimolarono una riforma dell'ambiente furono di igiene, di efficienza, di economia e di profitto, ma a queste è da aggiungere la ripugnanza delle persone per l'odore di stantio presente nell'ambiente in cui vivevano.

Capitolo 4: Il gioco delle parti: calore e luce

Alla metà dell'800 il tipo di energia che poteva essere fornito alle abitazioni era ancora primitivo: il combustibile veniva consumato nei punti dove l'energia veniva richiesta e veniva indirizzata in forma diretta all'ambiente; mentre l'acqua poteva essere incanalata in tubazioni. Fu proprio questo ad offrire la soluzione tipica di molte forme di controllo dell'ambiente. Le prime proposte risalgono al Rinascimento, ma le prime applicazioni appartengono al 1784: James Watt riscaldava il suo appartamento con un sistema a vapore acqueo.

Il primo edificio riscaldato con questi metodi fu lo Steam Hall di Murray e Leeds nei primi anni dell'800, il calore si trasmetteva per convezione ai radiatori attraverso dei tubi. Fu solo con l'introduzione della circolazione forzata che la tecnologia di base poté essere adattata a installazioni molto più grandi. Nel campo del riscaldamento il pioniere degli impianti centralizzati fu Holly di Lockport, N.Y., il quale nel 1876 sistemò un condotto sotterraneo fra la caldaia della sua residenza ed una baracca retrostante, e più tardi collegò anche un'altra casa.

Il riscaldamento con aria calda fu introdotto da Benjamin Franklin nel 1742. La stufa ad aria calda da lui progettata conteneva una camera circondata da piastre di ferro ed era alimentata con un serbatoio d'aria. I perfezionamenti apportati al processo di trasmissione del calore si basarono sulla separazione dell'aria dal fumo e dalle esalazioni dei gas di combustione.

La soluzione ottimale fu raggiunta nelle case semi-standardizzate del Middle-West ad un solo piano con la cantina che forniva lo spazio dove collocare la rete di conduzione in modo da fornire l'aria riscaldata lungo il periodo della casa. Anche se furono raggiunti risultati considerevoli, la ventilazione ed il riscaldamento avrebbe dovuto attendere lo sviluppo dei ventilatori.

Fu Desagulier ad inventare il termine ventilatore nel 1736, ma il primo brevetto fu ad opera della Compagnia Sturtevant solo nel 1870; si trattava di un sistema di serpentine a vapore e ventilatori centrifughi, ma le sue dimensioni rese difficile la loro sistemazione. Questa problematica fu risolta dal sistema Plenum che, tenendo sotto pressione i volumi d'aria ventilati, permetteva l'uscita spontanea dell'aria viziata dalle aperture collocate nei servizi igienici.

Rateau Jukovsski fu l'inventore del ventilatore a velocità assiale, i ventilatori in mancanza dell'elettrificazione domestica erano legati ad una diretta fonte di calore per assicurare il movimento connettivo dell'aria; questa soluzione, in inverno, veniva integrata con la collocazione del ghiaccio nei condotti di aspirazione, ma l'abbassamento della temperatura non comportava un comfort ambientale dato che aumentava l'umidità relativa.

Un controllo globale dell'ambiente fu reso possibile solo con la purificazione dell'atmosfera dai prodotti di combustione secondaria del carburante per l'illuminazione. L'invenzione della lampada elettrica di Edison nel 1882 risolse i problemi derivati dall'uso del gas poiché generava meno calore, non produceva fuliggine, richiedeva una minore manutenzione.