Render esterno diurno volta sabbia Urban Dunes Abu Dhabi

    Sustainable Design

    Urban Dunes – Copertura bioclimatica stampata in 3D ad Abu Dhabi

    Una volta in sabbia del deserto stampata in 3D che trasforma uno spazio pubblico in un'oasi urbana climatizzata passivamente.

    2020 · Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti · Spazio pubblico · 3D Printed Design + Sustainable Design

    Sollevare la sabbia del deserto per creare un'oasi urbana

    Ad Abu Dhabi, per buona parte dell'anno le temperature estreme rendono impraticabili gli spazi pubblici all'aperto. Il Dipartimento dei Trasporti della città ha lanciato il Cool Abu Dhabi Challenge, una competizione globale per progettare coperture urbane capaci di mitigare l'effetto isola di calore. Barberio Colella Architetti, con Angelo Figliola, hanno risposto con Urban Dunes: un progetto che non aggiunge tecnologia allo spazio urbano, ma riscopre i principi dell'architettura tradizionale del mondo arabo e li reinventa con la fabbricazione digitale.

    L'idea generatrice è concreta: sollevare idealmente uno spesso strato di sabbia per creare dune artificiali sotto le quali prende forma un'oasi urbana. La copertura è una volta complessa (archi, colonne centrali, tre grandi oculi) composta da blocchi stereotomici stampati in 3D con la tecnologia del binder jetting, che solidifica la sabbia locale del deserto con un legante. Lo spessore di 55 centimetri conferisce alla volta un'inerzia termica elevata: la massa rallenta di ore il passaggio del calore dalla superficie esterna a quella interna, mantenendo fresco lo spazio sottostante anche nelle giornate più torride.

    Sotto la volta, un sistema integrato di raffrescamento passivo moltiplica l'effetto della copertura. Grate geometriche ispirate alla mashrabiyya tradizionale accelerano il flusso dei venti in ingresso per effetto Venturi e lo fanno passare su bacini di acqua fresca. Quattro torri catturano i venti prevalenti e li convogliano in earth pipe interrati a tre metri di profondità, dove l'aria cede calore al terreno prima di risalire dalle colonne traforate centrali. Due fontane a cascata e un gruppo di palme (libere di crescere attraverso l'oculo centrale fino a superare la volta) completano il microclima con il raffrescamento evaporativo. L'unico sistema attivo è un impianto di brumizzazione ad alta pressione che abbassa la temperatura percepita fino a 20°C.

    Il risultato, misurato con simulazioni UTCI, è uno spazio pubblico di 1.000 m² che raggiunge una temperatura percepita di 26°C ad agosto, confortevole per un ambiente esterno nel clima desertico di Abu Dhabi. Il progetto ha ricevuto la Menzione d'Onore al Cool Abu Dhabi Challenge, su oltre 300 proposte da 62 paesi, ed è stato pubblicato su vari siti specializzati, tra cui 3D Printing Industry, 3DNative e Parametric Architecture.

    Render & Foto

    Interno diurno volta Urban Dunes oasi urbana
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    Lo spazio interno durante il giorno: la luce filtrata dalle mashrabiyye crea giochi d'ombra geometrici sul pavimento, colonne con brumizzazione ad alta pressione, bacini d'acqua, palme che attraversano l'oculo della volta e persone in abiti tradizionali che conversano.

    Scheda tecnica

    Luogo
    Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti
    Anno
    2020
    Committente
    Department of Municipalities and Transport, Abu Dhabi
    Tipologia
    Copertura urbana / spazio pubblico
    Superficie
    1.000 m²
    Stato
    Concept premiato, Menzione d'Onore
    Progettisti
    Maurizio Barberio, Micaela Colella (Barberio Colella Architetti) con Angelo Figliola (progettazione e analisi ambientale)
    Premi
    Menzione d'Onore, Cool Abu Dhabi Challenge. Golden Trezzini Awards, Special Mention (2021)
    Pubblicazioni
    3D Printing Industry, 3DNative, Parametric Architecture
    Materiali principali
    Sabbia del deserto stampata in 3D (binder jetting), cool pigments termoriflettenti, acqua

    Disegni tecnici

    Assonometria contesto urbano volta Urban Dunes
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    L'assonometria del contesto urbano ad Abu Dhabi: la volta in sabbia stampata (evidenziata in cerchio arancione) si inserisce tra gli edifici del quartiere come spazio pubblico coperto, occupando un lotto rettangolare nel tessuto urbano denso.

    Come si può raffrescare uno spazio pubblico in un clima estremo senza dipendere dalla climatizzazione meccanica?

    Nei climi desertici come Abu Dhabi, la temperatura estiva supera regolarmente i 45°C, rendendo gli spazi pubblici inutilizzabili per gran parte dell'anno. Le soluzioni convenzionali (climatizzazione meccanica a pieno regime) sono energivore e insostenibili su larga scala. Urban Dunes dimostra un approccio alternativo: reinterpretare i dispositivi dell'architettura tradizionale araba (volte massive, mashrabiyye, bacini d'acqua, torri del vento) con la fabbricazione digitale e la stampa 3D, creando una copertura che sfrutta la massa termica della sabbia, la ventilazione naturale e il raffrescamento evaporativo per raggiungere condizioni di comfort all'aperto con un consumo energetico minimo.

    Domande frequenti

    Il processo si chiama binder jetting: una stampante 3D di grande formato deposita strati di sabbia e li solidifica con un legante chimico, creando blocchi di grandi dimensioni con geometrie complesse e un alto livello di precisione. La sabbia del deserto, materiale abbondante e a costo quasi zero, diventa il materiale costruttivo primario. I blocchi stereotomici vengono poi assemblati a secco per comporre la volta, seguendo la logica della stereotomia tradizionale (la stessa usata per costruire le volte in pietra) ma reinterpretata con strumenti di modellazione parametrica.

    Urban Dunes integra cinque strategie passive: l'inerzia termica della volta in sabbia da 55 cm di spessore, che ritarda di ore il trasferimento del calore; le mashrabiyye (grate geometriche tradizionali) che accelerano il vento per effetto Venturi e lo fanno passare su bacini d'acqua fredda; le torri di captazione dei venti collegate a earth pipe interrati a 3 metri, dove l'aria cede calore al terreno; le fontane a cascata e la vegetazione, che raffrescano per evaporazione; e i cool pigments miscelati alla sabbia, che aumentano la riflettanza superficiale. L'unico sistema attivo è un impianto di brumizzazione ad alta pressione.

    La stereotomia è l'arte di tagliare materiali solidi in blocchi che si incastrano per formare strutture autoportanti, è il principio costruttivo delle volte in pietra dell'antichità. La stereotomia digitale riprende questo principio ma lo aggiorna con modellazione parametrica e fabbricazione digitale (stampa 3D, taglio CNC), permettendo geometrie più complesse e forme impossibili da realizzare con il taglio manuale. In Urban Dunes, i blocchi stereotomici della volta sono progettati parametricamente e fabbricati con stampa 3D in sabbia, unendo la logica costruttiva tradizionale con la precisione della fabbricazione additiva.

    La tecnologia binder jetting per la sabbia è già utilizzata industrialmente per la produzione di stampi da fonderia e componenti di grandi dimensioni. Aziende come ExOne, Voxeljet e D-Shape hanno dimostrato la fattibilità di blocchi architettonici stampati in sabbia. Il progetto Urban Dunes è stato sviluppato con parametri tecnici realistici: lo spessore di 55 cm è strutturalmente plausibile, le dimensioni dei blocchi sono compatibili con le stampanti industriali esistenti, e il processo di assemblaggio a secco segue una logica costruttiva collaudata dalla stereotomia tradizionale. La sfida principale resta la certificazione normativa dei componenti stampati, un tema su cui la ricerca è in rapida evoluzione.

    Urban Dunes è stato progettato da Barberio Colella Architetti (Maurizio Barberio e Micaela Colella) con Angelo Figliola per la progettazione ambientale. Barberio è autore del 'Manifesto for Stereotomy 2.0' pubblicato sul Nexus Network Journal, il fondamento teorico della stereotomia digitale applicata alla fabbricazione additiva. Lo studio ha pubblicato su Springer Nature (Digital Wood Design, Architettura 4.0) e ha esperienza nella fabbricazione digitale con il padiglione Hypar Gate a Troyes (2016), una struttura in pietra a doppia curvatura effettivamente costruita.

    I principi progettuali di Urban Dunes (inerzia termica della massa, ventilazione naturale, raffrescamento evaporativo) sono applicabili a qualsiasi clima caldo, incluso il Mediterraneo. Gli stessi progettisti hanno suggerito che una versione pugliese potrebbe utilizzare gli scarti di lavorazione del settore lapideo locale invece della sabbia, creando un'architettura a km 0. La sfida del comfort estivo negli spazi pubblici del Sud Italia è meno estrema di Abu Dhabi ma reale, e le soluzioni passive integrate nella copertura funzionerebbero con efficacia anche a temperature più moderate. ---

    Hai un progetto che richiede fabbricazione additiva e design computazionale?

    Se stai esplorando la stampa 3D per componenti architettonici o strutture complesse, possiamo valutare insieme la fattibilità. BCA ha il background di ricerca e l'esperienza progettuale per tradurre un concept parametrico in un progetto realizzabile.

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