Ontologia della costruzione
Progettazione concettuale delle strutture tra passato e presente
Cosa significa progettazione concettuale delle strutture e come si configura il rapporto tra architettura e ingegneria rispetto al passato? Il termine progettare deriva dal latino proiectare e significa proiettare, gettare in avanti, avere quindi una visione del futuro ovvero del costruito. Concepire, dal latino , significa accogliere in sé il germe di una nuova vita. In ambito scientifico, si intende più propriamente accogliere nell’intelletto, nella coscienza, quindi comprendere, mettere a fuoco una nuova idea. Concepire una costruzione equivale pertanto a pensarla nella sua essenza, spoglia di tutti gli artifici formali e al contempo inclusiva di tutte le sue declinazioni.
Dunque, la progettazione concettuale racchiude in sé sia l’idea dell’oggetto sia la comprensione dello stesso, nonché lo studio delle metodologie e delle tecniche per realizzarlo. Il manifesto, per così dire, della progettazione concettuale delle strutture è chiaro: lasciare che il concetto, architettonico e strutturale, rimanga evidente nella costruzione. Ne deriva che questo includa tutti gli aspetti che caratterizzano una costruzione: l’architettura, la struttura e, non da ultima, la realizzazione.
Nel saggio si intende perciò porre le basi per la comprensione di un processo complesso, che si rifà alla contrapposizione aristotelica tra essenza e sostanza.1 L’essenza, ovvero la concezione, grazie al progetto e in seguito alla costruzione, si trasforma in sostanza in quanto insieme di forma e materia.
In altre parole, attraverso relazioni chiare e precise tra gli elementi che definiscono lo spazio architettonico e allo stesso tempo sostengono la costruzione, il progetto si spoglia di tutto quello che non è necessario.2 Diventa espressione di un’unica idea dove il concetto strutturale e quello architettonico coincidono, definendo il senso della costruzione.
Se ne deduce che la parte strutturale di un progetto non rappresenta la mera componente tecnica della forma decorativa, ma ne è lo scheletro. Essa è il principio d’ordine di ogni area del nostro pensiero creativo3 e per questo motivo è centrale nel tema fin dal principio. L’esplorazione del dialogo tra la forma, il flusso delle forze e le caratteristiche del materiale pone il progettista di fronte all’eredità del passato. Questo atteggiamento non deve diventare tuttavia uno spunto per una lettura storicistica, ma piuttosto una riflessione sull’aspetto ontologico del costruito.
Dall’architetto-capomastro all’ingegnere progettista
«Architetto, chiamerò colui che con metodo sicuro e perfetto sappia progettare razionalmente e realizzare praticamente, attraverso lo spostamento dei pesi e mediante la riunione e la congiunzione dei corpi, opere che nel modo migliore si adattino ai più importanti bisogni dell’uomo».4
Ripercorrendo nella storia il rapporto tra le discipline dell’architettura e dell’ingegneria strutturale se ne evince una relazione travagliata e altalenante. Come indicato dal prologo di Leon Battista Alberti (1404-1472), in passato l’architetto rappresentava la figura che si occupava del progetto e della costruzione dell’opera, senza alcuna distinzione tra l’aspetto più puramente architettonico-spaziale e quello tecnico-strutturale (come invece lo si considera oggi). Per sua natura, il progetto era inteso in termini costruttivi proprio perché il concetto progettuale conteneva in sé gli elementi per essere implementato in cantiere a opera del capomastro.
A partire dalla seconda metà del Settecento, i profondi cambiamenti che coinvolgono l’intera società portano allo sviluppo delle scienze e delle arti tecniche come forza motrice per la costruzione del mondo.5 Con il passaggio all’epoca industriale nascono le scuole politecniche, la prima delle quali è l’École des Ponts et Chaussées di Parigi, fondata nel 1747. Il carattere scientifico della professione diventa dominante e si perde in parte l’importanza di una valenza artistica per le opere da costruire. L’«ingegnere moderno» è il risultato di una tendenza di riappropriazione delle scienze nella ridefinizione del rapporto con la realtà.6 Queste esigenze si traducono nello sviluppo di precisi metodi di calcolo e modellazione, nell’impiego di nuovi materiali e nuove tecniche costruttive. La necessità di rigore scientifico soppianta l’approccio empirico e intuitivo che per secoli ha caratterizzato il metodo dell’architetto-costruttore. In questo modo, facendo riferimento a due distinti ambiti di competenza, si delinea una frattura tra la disciplina architettonica e quella ingegneristica, separazione che permane fino a oggi.
In alcuni contesti, tuttavia, si mantiene un dialogo tra le istanze spaziali e quelle tecniche. Ciò avviene soprattutto nella fase di elaborazione concettuale, attraverso lo sviluppo di metodi progettuali che permettono lo scambio tra diversi ambiti. In Svizzera, la separazione tra le due discipline non si configura in modo così netto come in altri Stati e la stessa fondazione nel 1837 della Società Svizzera degli Ingegneri e degli Architetti (SIA) che raccoglie entrambe le figure professionali in un unico ente ne è un chiaro esempio. Cronologicamente parlando, Karl Culmann (1821-1881, professore del Politecnico di Zurigo a partire dal 1855) sviluppa un approccio geometrico alla progettazione strutturale.7 Il metodo della Statica grafica incoraggia lo stretto legame tra forma geometrica e flusso delle forze attraverso il controllo dell’equilibrio del sistema delle forze interne a una struttura. Il suo approccio rappresenta un metodo globale che considera contemporaneamente l’intuizione strutturale e le necessità architettoniche, in contrapposizione all’approccio analitico della verifica strutturale di forme architettoniche già date. Diventa così lo strumento di ingegneri come Robert Maillart (1872-1940) e permette onestà nella costruzione attraverso l’uso corretto del materiale, riducendone quindi i costi. La capacità tipicamente svizzera di coniugare eleganza formale, economia della costruzione ed efficienza nel flusso delle forze è consacrata a livello internazionale da David Billington (1927-2018) come Arte delle Strutture.8
Se il metodo di Culmann permette il controllo di aspetti architettonici e strutturali attraverso costruzioni geometriche, gli approcci sperimentali che si basano sull’uso dei modelli fisici garantiscono la simultanea verifica del rapporto tra la forma e le forze. Il tema del materiale e della costruzione del modello diventa oggetto progettuale, che aiuta a risolvere aspetti costruttivi fin dalla fase concettuale. I modelli fisici rappresentano dunque gli strumenti ideali per aumentare le possibilità di progetto, dal momento che il comportamento globale diventa più importante di quello delle singole parti che li costituiscono.9
Tali tecniche si affiancano a un approccio puramente teorico per recuperare un metodo empirico che permetta di controllare forme libere e innovative che vanno al di là di quelle facilmente definibili in termini matematici (e dunque controllabili in modo analitico). I modelli di Antoni Gaudí (1852-1926) fondati su una combinazione spaziale del principio della catenaria di Robert Hooke (1635-1703) sono forse gli esempi più noti in questo senso (fig. 2). Essi identificano lo spazio architettonico ricorrendo alla sua identificazione con l’ottimizzazione del comportamento strutturale, massimizzando i benefici in termini di efficienza e di economicità.10
Negli anni Cinquanta del secolo scorso, l’architetto tedesco Frei Otto (1925-2015), l’ingegnere svizzero Heinz Isler (1926-2009) e l’ingegnere italiano Sergio Musmeci (1926-1981) fanno largo uso dei modelli per la ricerca della forma nella fase iniziale del progetto. Anche se appartenenti a diverse culture, essi contribuiscono a consolidare la progettazione integrata tra architettura e ingegneria fin dalla fase concettuale, stabilendo le basi teoriche dei moderni metodi digitali per la ricerca della forma.11
Se da una parte il modello fisico aiuta lo sviluppo del concetto progettuale, dall’altra storicamente aiuta alla verifica di forme difficilmente controllabili con metodi analitici.12 È una tendenza che si diffonde in tutta Europa e che si riassume nella frase di Pier Luigi Nervi (1891-1979): «... Per inventare e proporzionare, in via sia pure approssimativa, i nuovi e grandiosi schemi strutturali richiesti dai più significativi temi architettonici del nostro tempo, occorre una comprensione tanto profonda dei concetti di statica costruttiva da far sì che questi concetti (costituiti da premesse fisiche, teoremi a base matematica e dati sperimentali), si siano fusi in una sola sintesi e trasformati in sensibilità spontanea e quasi inconsapevole».13
Il desiderio di superare le attuali limitazioni costruttive apre la strada a nuove libertà applicative ed esecutive. Il fecondo contesto culturale si riflette in una serie di personalità che ancora oggi vengono considerate come figure di riferimento nella progettazione integrata tra architettura e struttura. L’ingegnere spagnolo Eduardo Torroja (1899-1961) è il primo che lavora con modelli fisici per la verifica di edifici a guscio in cemento armato, aprendo la strada a diverse sperimentazioni sul controllo simultaneo di forma e flusso delle forze attraverso i modelli di misura in scala ridotta. In Italia, gli anni Sessanta rappresentano la consacrazione della Scuola italiana di ingegneria,14 in grado di coniugare la cultura della costruzione con innovativi progetti architettonici, rendendo di fatto unico il suo contributo in termini di qualità e quantità di progetti.
Con la fine degli anni Sessanta, la fase che ha visto proliferare progetti caratterizzati da un rapporto stretto tra forma, forze e materiale, si conclude. Pochi e singoli protagonisti proseguono questa stagione fortunata che guardava agli albori della figura del progettista. Il rapporto tra forma e struttura diventa sempre più complesso. Di conseguenza, oggi ci si trova nella condizione di chiederci perché sia successo questo e cosa lo abbia provocato. Il progetto ha bisogno di tornare al centro del discorso di architettura e struttura. Si percepisce la necessità di tornare alla progettazione concettuale delle strutture, guardando agli esempi dei protagonisti del passato per interpretare in modo nuovo le esigenze contemporanee.
Il progetto, tra ontologia e epistemologia
Per comprendere appieno questa tematica, prima ancora di entrare nel merito del perché si senta la necessità di rivedere i paradigmi della progettazione concettuale delle strutture, e di come quest’ultima si declini nel contesto normativo e costruttivo attuale, è opportuno porsi il seguente interrogativo: cosa significa dal punto di vista ontologico progettazione concettuale delle strutture?
In termini di storia recente, va ricordato che era il 1996 quando l’ingegnere Jörg Schlaich (1934-2021) pubblica l’articolo Sulla progettazione concettuale delle strutture, scritto a seguito del suo intervento nel simposio appena conclusosi a Stoccarda.15 Lo stesso anno, in ambiente culturale e accademico ben diverso, viene pubblicato, in seconda edizione, il volume del filosofo Herbert A. Simon (1916-2001) dal titolo The Sciences of the Artificial16 in cui si tratta il significato del progetto in quanto artefatto. Pochi anni dopo, nel 1999, l’architetto danese Per Galle (1950-), pubblica l’articolo Design as intentional action: a conceptual analysis17 chiedendosi, già nel titolo del suo testo, cosa stesse succedendo. Ingegneri, architetti e filosofi si stavano infatti ponendo, separatamente, tutti la stessa domanda, ovvero come sia possibile definire un progetto attraverso una metodologia di ricerca che consenta di passare dall’idea al fatto concreto, cioè l’artefatto.
Si tratta di trovare una spiegazione all’ambiguità semantica insita nell’azione della progettazione. Quest’ultima si configura infatti come una attività puramente teorica che, ciò nonostante, rimanda all’azione concreta del costruire traducendosi in un oggetto tangibile e quindi epistemico. D’altra parte, il termine concettuale associato alla progettazione è senza dubbio legato all’essenza ontologica del fatto. Si configura dunque nuovamente il dilemma aristotelico: qual è il punto di contatto tra ontologia ed epistemologia?
Come anticipato nell’introduzione, un modello interpretativo potrebbe essere quello di attribuire al progetto il ruolo di elemento di unione tra essenza e sostanza. A ben guardare, in realtà, il progetto è una sostanza mutevole. Esso cambia nelle diverse fasi che lo caratterizzano, trasformandosi continuamente fino al momento in cui la costruzione termina. In questo processo lungo e articolato, variabile e altalenante tra progettazione ed esecuzione si deve valutare dove collocare la progettazione concettuale. Il tema è capire se questa si trovi soltanto all’inizio o in ogni fase successiva dello sviluppo del progetto, come si va maturando attualmente, fino al cantiere.
Un altro aspetto da considerare è se la progettazione concettuale possa riferirsi a un’azione individuale o collettiva. Per lungo tempo è stato il progettista singolo che ideava e poi si confrontava con la realtà delle manovalanze in cantiere, affinando il progetto in corso d’opera direttamente sul campo. Oggi questo tipo di progettazione, azione del singolo, quasi introspettiva, non esiste più. La progettazione moderna è il risultato di una azione collettiva, dove ogni specialista offre il proprio contributo. Non di meno, l’azione collettiva non è svolta solo da chi progetta o da chi costruisce l’oggetto, ma anche da chi lo vive e chi ci convive. Si sposta quindi l’attenzione sul costruito, sull’artefatto. Esso diventa il punto di interfaccia tra un ambiente interno, ovvero la materia che lo costituisce e l’organizza, e l’ambiente esterno, ovvero il contesto in cui si colloca e che lo percepisce.
Questo porta a riflettere su un tema che non è più puramente tecnico ma si estende su una visione più ampia, sociale e umanistica, come già anticipava Gustavo Colonnetti (1886-1968), quando nel 1948 ha pubblicato su «La ricerca scientifica», rivista del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), il saggio dal titolo Valore umanistico degli insegnamenti della matematica e della fisica.18 È questo che si chiede al progettista moderno? La progettazione concettuale delle strutture deve essere una progettazione colta e trasversale tra ambito scientifico, tecnologico e umanistico?
Il fatto che si tratti di un’azione collettiva potrebbe svelare una chiave di lettura: far parte di un gruppo di riflessione, conoscendo e riconoscendo i propri limiti, per poi, con audacia, provare a superarli, spingendosi anche verso temi che non sono di propria specifica competenza, potrebbe offrire una nuova visione del tema. La progettazione concettuale delle strutture è quindi, come si chiede Simons nel suo trattato, un’azione consapevole? Chi progetta conosce la conseguenza della propria attività o semplicemente ricerca regole, paradigmi e metodologie che aiutino a tradurre un’idea in un oggetto concreto? La risposta, cioè l’azione della progettazione, è un’azione ragionata in termini ontologici o è un’azione intuitiva? La sensibilità che caratterizza certi progettisti deriva dal porsi tali domande o dall’urgenza di progettare?
È evidente che essere consapevoli dell’azione che si sta portando avanti, delle risorse che si hanno a disposizione (si intende ad esempio la progettazione integrata non solo orientata all’architettura ma a tutta la scienza, prima fra tutti quella strutturale) porti una visione futura completa ed esaustiva di quello che sarà l’artefatto. Tuttavia, sebbene si stia cercando di dare sempre più spazio a questa tematica, l’urgenza progettuale spesso non lascia spazio a questo genere di riflessioni, né vi sono il tempo o le condizioni per una presa di coscienza del singolo progettista o per una presa di coscienza collettiva del gruppo di progettazione in termini di sintesi concettuale.19
Riflettere sulle esperienze del passato per guardare al futuro della professione
Il progetto contemporaneo nasce dal dialogo tra diversi protagonisti, in cui ognuno contribuisce con il proprio ambito di specializzazione. Essendo un percorso costruito passo passo, l’autorialità delle diverse fasi è condivisa, dal concetto all’esecuzione dell’opera.20 Il progetto nasce dunque dalla sintesi tra intuizione strutturale, capacità di comprensione del contesto ed esperienza specifica nei diversi ambiti. Il rispetto dei requisiti normativi, tuttavia, complica la fase creativa collettiva, suddividendo le responsabilità e gli ambiti di competenza. Di conseguenza, la progettazione odierna rischia di non essere più percepita come un’occasione di confronto e dialogo tra i diversi attori, ma di essere intesa come l’applicazione di soluzioni standard che non permettono l’azione creativa insita nella progettazione.
Uno dei possibili modi per riacquistare una condivisione delle competenze foriera di nuove spinte vitali per il progetto è quello di riflettere sul rapporto tra struttura e architettura in passato e reinterpretarlo alla luce di esigenze contemporanee. La traslitterazione del processo progettuale, da un’azione individuale a una collettiva, richiede di ripensare il rapporto tra i diversi attori. Queste domande emergono ogni volta che un gruppo di lavoro sviluppa il concetto progettuale e si ripresentano in tutte le fasi, fino alla costruzione. La materializzazione in cantiere rappresenta anch’essa un momento attivo di progettazione e anzi è l’apice del confronto tra progettista e costruttore.
Di recente, alcuni convegni e mostre hanno riacceso il dibattito su questi temi, offrendo interessanti spunti di riflessione attraverso esempi virtuosi del passato e del presente.21
Progettazione concettuale
Con cadenza mensile, si proporranno sulla piattaforma online di espazium.ch contributi di esperti che inizialmente guardano ai maestri del passato, per offrire, in seguito, una rilettura moderna e innovativa del tema. Il fine auspicato è quello di creare uno spazio di riflessione. Un ponte tra le discipline dell'architettura e dell'ingegneria strutturale per reinterpretare il significato dell'integrazione tra forma, forza e materiale.
Note
1. Aristotele nei trattati Fisica, Metafisica, Sull’anima, sebbene non si ponga espressamente la domanda, apre la strada a quella che secoli dopo diventerà la filosofia della scienza e poi del progetto. M. Zanta, L. Caiani L. (a cura di), Aristotele, opere filosofiche, UTET, Torino 2013.
2. Fa parte del lavoro sulla verità della costruzione intesa come sintesi di diversi elementi, ognuno dei quali contribuisce a una specifica funzione. Paulo J.S. Cruz, Structures and Architecture - Bridging the Gap and Crossing Borders, Taylor & Francis, Lisboa 2019.
3. G. Kepes, Structure in art and in science, G. Braziller, New York 1965.
4. L.B. Alberti, De re aedificatoria, Firenze 1450.
5. U. Pfammatter, Die Erfindung des modernen Architekten: Ursprung und Entwicklung seiner wissenschaftlich-industriellen Ausbildung, Birkhäuser Verlag, Berlin 1997.
6. A. Picon, L’invention de l’ingénieur moderne: l’Ecole des ponts et chaussées, 1747-1851, Presse de l’école nationale des ponts et chaussées, Paris 1992.
7. K. Culmann, Die Graphische Statik, Meyer & Zeller, ETH-Bibliothek Zürich, Rar 4547: TEX ex. A, Zürich 1866.
8. D.P. Billington, The art of structural design: a Swiss legacy, Princeton University Art Museum, Princeton 2003.
9. D.P. Billington, The New Swiss Synthesis, in The Tower and the Bridge, Princeton University Press, Princeton 1983, pp. 220–232.
10. B. Addis, Physical modelling and form finding, in S. Adriaenssens, P. Block, D. Veenendaal, C. Williams (a cura di), Shell structures for architecture, Routledge, New York 2014, pp. 33–43.
11. G. Boller, P. D’Acunto, Structural design via form finding: comparing Frei Otto, Heinz Isler and Sergio Musmeci, in Seventh International Congress on Construction History, Taylor & Francis, Lisboa 2021, pp. 431-438.
12. B. Addis, Physical models. Their historical and current use in civil and building engineering design, Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2021.
13. P.L. Nervi, La moderna tecnica costruttiva ed i suoi aspetti architettonici, in Architettura d’oggi, Vallecchi Editore, Firenze 1955.
14. T. Iori, S. Poretti, Ascesa e declino della Scuola italiana di ingegneria, in P. Desideri, A. De Magistris, C. Olmo, M. Pogacnik, S. Sorace (a cura di), La concezione strutturale. Ingegneria e architettura in Italia negli anni cinquanta e sessanta, Umberto Allemandi, Torino 2013, pp. 181-191.
15. J. Schlaich, Conceptual design of structures: proceedings of the international symposium, University of Stuttgart, October 7-11, Stuttgart 1996.
16. H.A. Simon, The Sciences of the Artificial, MIT Press, Cambridge-London 1996 (ed. orig. 1969).
17. P. Galle, Design as intentional action: a conceptual analysis, «Design Studies», 1999, n. 20, pp. 57-81.
18. G. Colonnetti, Valore umanistico degli insegnamenti della matematica e dellla fisica, «La ricerca scientifica», 1948, nn. 5-6, pp. 511-516.
19. Si veda inoltre: P. Desideri, A. De Magistris, C. Olmo, La concezione strutturale. Ingegneria e architettura in Italia negli anni cinquanta e sessanta, Umberto Allemandi & C, Torino 2013; N. Dhombres, Les savants en révolution 1789-1799, Cité des sciences et de l’industrie, Paris 1989; E. Fregonese, Filosofia e progetto. Breve storia di una vicenda attuale, «Rivista di estetica», 2019, n. 71, pp. 117-147; S. Giedion, Space, Time and Architecture: The Growth of a New Tradition, Harvard University Press, Cambridge 1941; P. Kroes, A. Meijers, The Empirical turn in the philosophy of technology, JAI, Amsterdam-New York 2000; P.E Vermaas, P. Kroes, A. Light, S.A. Moore, Philosophy and Design. From Engineering to Architecture, Springer, Dordrecht 2008.
20. C. Hegner-van Rooden, Anche l'ingegnere progetta, Espazium online, 2021
21. H. Corres, L. Todisco, C. Fivet (a cura di), Proceedings of the International fib Symposium on Conceptual Design of Structures. International Federation of Structural Concrete, 2019; C. Fivet, P. D’Acunto, M. Fernández Ruiz, P. O. Ohlbrock (a cura di), Proceedings of the International fib Symposium on the Conceptual Design of Structures. International Federation of Structural Concrete, 2021. Si veda inoltre: P.J. da Sousa Cruz, Structures and Architecture, Taylor & Francis, Lisboa 2010; idem, Structures and Architecture. New concepts, applications and challenges, Taylor & Francis, Lisboa 2013; idem, Structures and Architecture. Beyond their Limits, Taylor & Francis, Lisboa 2016; idem, Structures and Architecture. Bridging the Gap and Crossing Borders, Taylor & Francis, Lisboa 2019; M. Rinke, The Bones of Architecture. Structure and Design Practices, Triest Verlag, Berlin 2019.
