Materialitatea arhitecturii relatia intre forma si materialele de constructie

Arhitectura e rareori pura abstractie; materialel si tehnicile de constructie sunt un mijloc esential de exprimare a principiilor ei inerente. Formele aparent nesubstantiale ale Modernismului se datoreaza in mare parte capacitatilor de constructie oferite de descoperirea betonului armat . In zilele noastre arhitectura parametrica este la fel de indatorata posibilitatilor contemporane de fabricatie in ceea ca priveste formele sale continue, fara innadiri. Curente si stiluri arhitecturale diferite pot sa privilegieze utilizarea si expresia uneii diversitati de materiale ca de exemplu in Regionalismul Critic dar si in minimalism, unde materialele sporesc deseori impactul formelor pure. In relatia sa ciudata cu Modernismul (la care se raporteaza critic) Postmodernismul impartaseste aceeasi utilizare abstracta, imateriala a finisajelor. Desi pline de culoare si deseori pretioase materialele utilizate accentueaza senzatia butaforica.

Cursul are drept sursa capitolul referitor la materiale din cartea lui Pierre von Meiss De la forme au lieu Une introduction a l`etude de l` architecture.

Forma si materiale in arhitectura « Daca intrebi o caramida ce vrea sa fie, iti va raspunde : o bolta. Cateodata ii ceri

betonului sa ajute caramida si caramida e foarte fericita.» Louis Khan « Poate sa para suficienta cunoasterea specificitatilor fizice si economice ale

materialelor pentru a construi ca antreprenor. Pentru arhitect, nu este de ajuns. Forma si spatiul arhitecturii se califica prin caracterul materialelor si urmele punerii lor in opera. Lumina le este complice.Rezultatul este « o ambianta ». In definirea unui loc, formele isi joaca rolul prin intermediul materiei. Cand o mangaiem cu mainile sau « cu ochii », ea se dovedeste fragila sau rezistenta, delicata sau dura, rece sau temperata ; dupa tratamentul suprafetei, aceeasi materie va fi lisa sau rugoasa, mata , satinata, stralucitoare sau chiar reflectanta. Materialele au uneori o incarcatura simbolica : pot evoca opulenta sau austeritatea, efemerul sau eternul, vegetalul, mineralul sau conglomeratul artificial, intimul sau poblicul, industrialul sau artizanalul.materialele de constructii sunt astfel purtatoare de conotatii. » Pierre von Meiss - De la forme au lieu - une introduction a l`etude de l`Architecture.

Cu toate ca descoperirile in domeniul thenicilor si materialelor de constructie a influentat hotarator evolutia arhitecturii, utilizarea materialelor in acest domeniu depaseste deseori rolul lor pur constructiv, materialele fiind utilizate in conformitate cu potentialul lor poetic, cu dimensiunea afectiva conferita lor de diverse culturi.

Cunoasterea principalelor materiale de constructie ofera arhitectului elementele esentiale in utilizarea lor. Intr-o opera de arhitectura valoroasa materialele sunt astfel utilizate

Piramida lui Kefren, platoul Ghizeh,  cu acoperirea din piatra de calcar  

Durabilitatea pietrei :Parthenonul, realizat din marmura de Pentelic. 

incat sa-si exprime intregul potential structural si simbolic. Materialele au propriile capacitati structurale fiind utilizate cu precadere pentru exprimarea anumitor forme spatiale. Tehnologia de punere in opera inluenteaza si ea hotarator alegerea arhitectului la fel ca aspectul exterior, fata finita a materialului. Proiectul trebuie sa prefigureze aceasta materialitate a obiectului de arhitectura, alegerea bazandu-se pe cunoasterea potentialului structural, caracteristicilor fizice, tehnicilor de punere in opera, utilizarilor traditionale, costurilor de productie si intretinere si durabilitatii lor.

Principalele materiale de constructie : Piatra

Incepand cu Egiptul Antic utilizarea pietrei este indisolubil legata de constructia monumentala. Egiptenii au utilizat piatra de calcar si granitul roz pentru acoperirea piramidelor cu un placaj de piatra. Imbinate cu rosturi extrem de fine (sub o jumatate de milimetru) placile de piatra ofereu o fata perfecta monumentului. Tehnica utilizata poarta numele de anathyrosis si consta in taierea unei benzi frontale de contact foarte exacte si fine, lasand fetele din interior nefinisate si usor concave). Grecia antica dispunea de

zacaminte importante de piatra, dintre care cel mai apreciat era cel de pe muntele Pentelikon.

Din marmura de Pentelic s-au executat cele mai importante temple si sculpturi, pentru constructiile obisnuite fiind utilizate varietati de piatra de calcar cunoscute sub denumirea generica « poros ». Atat in Egipt cat si in Grecia Antica materialele se lucrau in cariera, ambele civilizatii punand la punct tehnici de transport si punere in opera.

Utilizarea pietrei ca material de constructie si finisaj a continuat de-a lungul istoriei, fiindu-i asociate aceleasi caracteristici de soliditate si durabilitate

Caracteristica structurala a pietrei este rezistenta la compresiune si incapacitatea de a prelua intinderea sau incovoierea. Varietatile

 Piatra in arhitectura secolului XX : Stuttgart ‐ Neue Staatsgalerie/James Stirling ; Herzog si de Meuron, Vinariile Dominus, California 

de piatra difera de altfel substantial ca aspect, duritate ( si deci usurinta de prelucrare) si rezistenta la intemperii si uzura. Granitul, marmura, calcarul, ardezia, molasa, tuful cer toate utilizari conforme cu calitatile lor structurale si expresive.

Posibilitatile contemporane de utilizare a pietrei sunt numeroase. In afara utilizarii ca material de finisaj pretios, piatra poate capata noi valente prin noile tenici de prelucrare cum ar fi controlului numeric si fasonajului prin

jet de apa si taiere cu laser. Utilizarea ei novatoare nu depinde insa numai de noi capacitati de prelucrare ci si de

descoperirea unor noi valente expresive. Unul dintre exemplele cele mai interesante este utilizarea gabioanelor umplute cu bazalt brut la fatada vinariei Dominus din Yountville , California opera a arhitectilor Herzog si de Meuron.

Durabilitatea lemnului protejat: Sighisoara Scara Acoperita (Scara Scolarilor) ; orientarea fibrelor : utilizarea lemnului in constructia barcilor .

 Durabilitatea lemnului: Blakesley Hall – casa nobiliara in stil Tudor in Yardley; Portic medieval de lemn, Bologna 

Lemnul Fiind un material viu,

neomogen, cu fibre orientate, caracteristica esentiala a lemnului in stare naturala este o oarecare neomogenitate ce ii confera o variatie a capacitatilor sale structurale, necesitand supradimensionari

ale elementelor. Aceste capacitati variaza de asemenea

semnificativ in functie de specie. Principalele inconveniente ale lemnului sunt legate de inflamabilitate si rezistenta redusa la intemperii (putrescibilitate). Adapostit de foc si de intemperii lemnul poate rezista timp de secole. Podurile si scarile acoperite medievale au fost create astfel nu pentru adapostirea trecatorilor ci pentru protejarea propriei structuri.

De-a lungul istoriei lemnul a fost consideat un material mai putin nobil fiind uneori tencuit si ascuns. Astazi prin calitatile sale de material natural, cald contrastand cu materialele artificiale lemnul capata o noua dimensiune afectiva.

 Caldura  si proprietatile fonice ale lemnului :  stanga ‐ Interiorul salii Finlandia, Helsinki, Alvar Aalto ; dreapta ‐ Sala de Concerte , Copenhaga, Jean Nouvel. 

 Utilizarea panourilor subtiri de lemn: stanga ‐ Folded Plate Hut , Osaka, 2009, Ryuichi Ashizawa Architects ; dreapta ‐ Locuinta plutitoare (Houseboat), Robert Oshatz 

In utilizarea sa ca material structural lemnul s-a folosit in conformitate cu forma sa naturala de crestere (de exemplu prin alegerea trunchiurilor curbe de catre constructorii de corabii). Inlaturarea caracteristicilor de variabilitate ale lemnului s-a realizat prin creerea unei serii intregi de materialeindustriale semi-finite : lemn lamelar, panel,panouri compozite. Panourile subtiri de lemn pot crea anvelopante usoare si performante cu utilizarea geometriilor adecvate (suprafete pliate sau curbate).

Eladio Dieste  Iglesia del Cristo Obrero ,estación Atlántida – Canelones,1952 – 1958 

 Antoni Gaudi,  arce catalane ‐ Casa Milá, Barcelona. 

 

Caramida Pamantul a fost, si ramane dupa unele statistici, cel mai raspandit material de constructie. Caramida nearsa a fost materialul de constructie predilect al civilizatiilor din zonele Nilului Tigrului si Eufratului, folosindu-se dealtfel peste tot unde climatul o permitea. Caramida arsa s-a produs pentru prima data in mesopotamia in jurul an ului 3000 iC.

Caramida asemenea pietrei lucreaza numai la compresiune ,avand deci aceleasi forme structurale : perete, arc, bolta, cupola. Utilizarea cea mai obisnuita a caramizii ramane peretele. Omogenitatea sa structurala este asigurata de dimensiunea constanta a

Piata Santa Caterina , Barcelona, Enric Mirales, Benedetta Tagliabue  ‐ Acoperis cu placi ceramice multicolore  pe structura de metal si lemn. 

caramizilor, orizontalitatea perfecta a rosturilor de mortar si decalarea lor pe verticala. Pentru a o proteja de umiditate si ploaie caramida poroasa trebuie tencuita. Cele mai spectaculoase utilizari ale caramizii sunt crearea de cupole de mari dimensiuni, marimea caramizii asigurand perfectiunea formei. Unele dintre exemplele cele mai remarcabile sunt boltile termelor romane in care caramida joaca rolul de cofraj pierdut pentru betonul puzzolana. Cunoasterea tehnicilor traditionale sta la baza realizarilor spectaculoase, ca in cazul arcelor catalane realizate de Antoni Gaudi la acoperisul tersasa al casei Mila la Barcelona.

Economia de mana de lucru genereaza crearea de noi caramizi si blocuri ceramice de dimensiuni mai mari , mai usor de pus in opera insa fiind capabile de variatii formale mai reduse. La fel ca in cazul caramizii obisnuite, modularea constructiei in functie de dimensiunea materialului de constructie este esentiala. Un alt tip de caramida moderna, cu un potential inca neexploatat, este cea cu imbinare « de tip Lego », cu aceleasi constrangeri formale severe.

Pier Luigi Nervi: Palazetto dello Sport, Roma , 1958‐60.  

Betonul armat « Cel mai bun material structural creat pana

acum de omenire. In mod aproape magic am fost capabili sa creem pietre « topite” in orice forma dorita . » Pier Luigi Nervi

Descoperirea betonului armat a influentat in mod hotarator evolutia tehnologiilor de constructie si a arhitecturii. Impactul revolutionar al modernismului nu ar fi fost posibil fara aceasta descoperire ce a permis realizarea unora dintre cele mai importante principii ale noului curent ( independenta invelisului

exterior de structura,constructia pe pilotis, fereastra bandou,etc...). Prin calitatile sale structurale (rezistenta la compresiune si intindere) si de punere in opera betonul armat a devenit materialul predilect al secolului XX.

Prin utilizarea betonului armat s-au creat spatii cu formule spatiale complexe inaccesibile pana la descoperirea sa . Panzele subtiri ale lui Eduardo Torroja, Pier Luigi Nervi sau Felix Candela raman realizari importante ale arhitecturii. Nu mai putin azi utilizarea betonului armat ramane esentiala in

realizarea formelor fluide ale arhitecturii lui Zaha Hadid sau in crearea structurilor antropomorfe ale lui Santiago Calatrava.

In privinta evolutiilor tehnologice contemporane se remarca armaturile de fibre organice, sitetice sau minerale care ofera o simai mare maleabilitate acestui material extrem de performant.

Eero Saarinen: JFK Airport, New York ,1962; Santiago Calatrava : Milwaukee Art Museum extension,2001  

Imaginea betonului armat aparent purtand urmele elementelor de cofrare este caracteristica unor importante opere de arhitectura. Prin incorporarea de agregate cu o buna rezistenta termica s-a creat astazi posibilitatea realizarii unor suprafete de beton aparent ce nu mai necesita finisari suplimentare exterioare sau interioare si care realizeaza o economie considerabila in executie.

Sticla

Prin transparenta si asocierea cu cristalul sticla a generat unele dintre cele mai novatoare realizari ale arhitecturii secolului XX. Din punct de vedere tehnic este materialul care a cunoscut cele mai mari inovatii de-a lungul aceluiasi secol. Colorata in masa, acoperita cu straturi protectoare laminata sub diverse forme sticla a capatat performante de mediu din ce in ce mai bune. Tehnicile de gravura sau cele de aplicare de straturi subtiri permit obtinerea de imagini si texturi grafice complexe. Sticla poate deveni material structural, avand o rezistenta la compresiune similara cu cea a pietrei. In privinta punerii in opera, tehnologiile anexe au permis realizarea de chituri cu doua componente si garnituri de etansare care asigura functionarea perfecta a fatadelor.

Dr. ‐ Sticla structurala :  Apple Store, 5th Avenue, Manhattan;  pavilionul intrarii 10x10x10m, 2002. Design: Bohlin Cywinski Jackson; structural engineers Eckersly O`Callahan 

St  ‐ Imobilul Willis, Ipswich, Marea Britanie, arh. Norman Foster, 1975 

Trebuie luat in considerare faptul ca transparenta sticlei este pur teoretica. Dierentele de luminozitate intre spatii fac sa dispara aceasta transparenta una dintre laturi devenind reflectanta,rece, dura, impenterabila. 

Metalul

Topirea,utilizata din epoca fierului, este tehnoloigia cea mai cunoscuta a prelucrarii metalului ce s-a dezvoltat o data cu exploatarea industriala a minelor la inceputul secolului al 19-lea. T urnarea metalului in mulaje a inlocuit fasonarea manuala permitand o productie rapida in serie. Colonetele si elementele structurale ale secolului XIX si inceputului de secol XX reproduceau elemente decorative sculptate specifice altor materiale, ducand la o arhitectura la limita kitsch - ului.

Turnarea aluminiului sau a otelului inoxidabil permite creearea formelor celor mai elegante si autentice concepute de designeri contemporani . Uzinarea prin freze cu axe multiple, comandate de calculator ramane singura tehnica concurenta, capabila de performante si mai spectaculoase insa extrem de costisitoare.

Laminarea, procesul de deformare plastica a unei metal sau fier, realizat prin trecerea acestuia intre doi cilindri,a devenit procesul esential de generare a materialelor de constructie

Henry  Labrouste : Biblioteque Sainte Genevieve, Paris, 1843‐1850  Frank  O Gehry : Vinarie si si Hotel Marques de Riscal  

metalice ducand industria constructiilor la performante sporite. Ea se utilizeaza la crearea de profile constructive metalice insa si in realizarea tablelor din diverse metale.

Tabla indoita, folosita datorita rigiditatii sale crescute a fost precursoarea tablei ambutisate, tabla metalica presata pe matrite ce ii confera rigiditate datorita formei. Utilizarea acesteia in materiale de placaj si acoperire a transformat considerabil de mult imaginea mediuluiconstruit.

Teava de otel a revolutionat structurile datorita asamblarilor sale sub forma de retele tridimensionale capabile de a acoperii deschideri mari . Pionierii acestor structuri au fost Buckminster Fuller si Konrad Wachsmann .

Extrudarea tevilor si profilelor de aluminiu este capabila de o mare varietate de configuratii complexe, permitand progrese considerabile in realizarea tamplariilor metaice.

Cablul,prin rezistenta sa la tensiuni enorme cu o sectiune minimla reprezinta domeniul de utilizare cel mai spectaculos al metalului, dand nastere unor realizari de mare eleganta.