Finalista del progetto dell'anno e miglior sport/intrattenimento: esposizione agricola di Tianfu

Le volte svettanti sono le più grandi strutture in legno dell'Asia, alcune con campate di oltre 450 piedi. Foto per gentile concessione di StructureCraft

Come rappresentazione del potenziale delle costruzioni in legno, l'Esposizione agricola di Tianfu spinge oltre i limiti di ciò che è possibile. Le cinque volte del progetto, la più grande struttura in legno dell'Asia e una delle più grandi del mondo, sono composte da svettanti corde di legno ancorate con cinghie di acciaio, il tutto racchiuso in membrane ETFE pretensionate.

Le strutture in legno massiccio sono rare in Cina, ma i progettisti dello studio di progettazione China Architecture Design & Research Group (CADG) volevano qualcosa che rappresentasse il messaggio sostenibile e l'ambiente naturale dell'esposizione agricola. CADG ha collaborato con l'ingegnere strutturale StructureCraft sui design distintivi delle volte, che comprendono 3.500 elementi in legno lamellare curvati in modo unico. "Le restrizioni antincendio per i materiali strutturali in Cina rappresentano il più grande ostacolo alla promozione delle strutture in legno", spiega Cui Kai, capo architetto della CADG. "Ciò che ha reso possibile questo progetto è che gli spazi sotto le volte sono definiti come spazio esterno. Solo quando le volte fossero viste come strutture non edilizie avremmo potuto aggirare le restrizioni imposte dalle norme antincendio." Questa "esteriorizzazione" dello spazio si adatta anche allo scopo delle strutture come aree espositive per i prodotti agricoli e altre attività semi-all'aperto, aggiunge.

Dopo aver affrontato le preoccupazioni relative alla sicurezza antincendio e alle questioni sismiche, la sfida principale era come tradurre i progetti 3D in qualcosa che potesse essere assemblato da squadre di lavoro che potrebbero avere un'esperienza limitata nella costruzione in legno massiccio. Inoltre, le restrizioni di viaggio legate al COVID-19 hanno limitato le opportunità per gli ingegneri di StructureCraft, con sede in Canada, di visitare il sito di persona.

"Abbiamo creato un modello di fabbricazione completo e altamente dettagliato in Rhino che è stato in grado di guidare quasi l'intera sequenza di costruzione", afferma Lucas Epp, vicepresidente e responsabile dell'ingegneria presso l'azienda di Abbotsford, BC. "Ma come si fa a spiegare a centinaia di lavoratori in Cina come costruirlo, quando siamo riusciti a portare in Cina solo una persona della nostra azienda durante la costruzione?"

Foto: Kang Kai

StructureCraft aveva già lavorato in modalità semi-remota su altri progetti in Cina, ma il progetto Tianfu era su un'altra scala. Ciò su cui l’azienda ha deciso è stato di prefabbricare completamente i segmenti di legno lamellare in Europa, quindi containerizzarli e spedirli in Cina pronti per l’assemblaggio. "Tutti gli elementi sono stati pre-lavorati a CNC, pretagliati su misura, fino ai fori per le viti e tutto il resto", afferma Epp.

Ma ciò non ha reso gli elementi strutturali meno difficili da progettare. "Un normale sistema a traliccio sarebbe la struttura tradizionale, ma l'architetto ha voluto rimuovere la struttura del traliccio", spiega Epp. Il design risultante prevede che ciascun arco sia costituito da un unico accordo inferiore con due accordi superiori collegati da una semplice cinghia in acciaio. Le connessioni di base in acciaio a ciascuna estremità di un arco trasferiscono le forze della corda attraverso piastre di inserimento in acciaio nelle fondazioni in cemento delle volte. Il design semplificato ha consentito la spedizione degli elementi in legno lamellare in contenitori di spedizione standard.

Foto: JI Li

Arrivando dall'Europa, i componenti prefabbricati degli archi sono stati assemblati fuori sede in Cina e poi sollevati in posizione tramite gru sul posto. Gli archi più grandi hanno campate fino a 450 piedi e sono alti quasi 150 piedi. "Si tratta di strutture enormi, quindi siamo stati in grado di automatizzare la creazione dei disegni esecutivi [dal modello 3D]", afferma Epp. "Erano quasi 15.000 disegni di negozi, tutti automatizzati."

Utilizzando Procore, StructureCraft è stata in grado di coordinarsi con i lavoratori in Cina sullo stato di ogni pezzo degli archi, documentando eventuali danni o errori di produzione. "L'utilizzo di Procore ci ha permesso di avere un collegamento ipertestuale per ogni singolo pezzo, di immergerci in qualsiasi assieme specifico, di approfondire quel pezzo e di vedere il disegno del negozio", afferma Epp. I lavoratori in Cina caricavano le foto di ciascun pezzo non appena arrivava e veniva installato, aggiungendo le immagini in Procore. "Caricavano un'immagine in Procore e la vedevamo sul nostro iPad un minuto dopo", afferma Epp.