Restoration of partially collapsed historic walls using interlocking cast-glass components : the case of San Michele Castle in Cagliari

The debate on how designers should behave towards the intervention on historic buildings and the traces of our past is still open among scholars. The designer has the responsibility to ensure the usability of the building safeguarding its identity in a respectful way. Among the many technologies and materials that can be adopted for restoration, glass plays an important role. Its main advantage is to guarantee the functional requirements of the building preserving the memory of the damage and thus the history of the building. Lately, glass gained relevance also as a structural material, thanks to its mechanical properties and architectural value. The Glass and Transparency research group of TUDelft is currently studying the opportunities of glass engineered in innovative configurations and purposes. In particular, cast glass represents a new way of manufacturing structural glass elements: solid 3D glass units are assembled to create self-supporting masonry walls that do not need any sub-structure, enhancing the transparency level and giving a fascinating texture to the surface. This study proposes the design of a dry-stack borosilcate glass masonry to replace an existing float-glass façade realized on the partially-collapsed walls of San Michele Castle in Cagliari. The dry technology is suggested to overcome a three-fold issue: the problems linked to the presence of adhesive, the requirement of reversibility and the enhancement of the sustainability of the system. For the case under analysis, the osteomorphic interlocking mechanism has been chosen as the most appropriate. The stiffness of the assembly is achieved by providing an external frame that distributes the compressive load given by a limited number of post-tensioned steel bars. The research focuses on the development of the base glass unit, examining the influencing parameters of its geometry and the structural behaviour of the assembly, the adopted materials, technologies, and manufacturing techniques. In order to validate the design of the components, three cast-glass units have been manufactured and tested in shear.

Il dibattito accademico riguardante il rapporto nei confronti del patrimonio culturale architettonico e le modalità di intervento sugli edifici storici è ancora aperto. Il progettista ha la responsabilità di assicurare la fruibilità dell’edificio salvaguardando allo stesso tempo la sua identità e unicità. Tra le varie tecnologie applicabili nel restauro, il vetro ricopre un ruolo unico: esso infatti permette di rispettare i requisiti funzionali preservando la memoria del danno e conseguentemente la storia dell’edificio. Negli ultimi anni il vetro ha acquisito rilevanza come materiale strutturale, grazie alle sue proprietà meccaniche e al suo valore architettonico. Il team di ricerca Glass and Transparency di TUDelft si occupa di studiare le opportunità offerte dal vetro ingegnerizzato in configurazioni e applicazioni innovative. In particolare, il cast-glass rappresenta una nuova tecnica di produzione di elementi in vetro strutturale: componenti tridimensionali solidi possono essere assemblati per creare facciate autoportanti che non necessitano di una sottostruttura, enfatizzandone la trasparenza e donando un’interessante texture alla superficie. Lo studio presenta il progetto di una muratura a secco composta da blocchi in vetro borosilicato per sostituire l’attuale area vetrata realizzata come tamponamento delle murature esterne parzialmente crollate del Castello di San Michele a Cagliari. La tecnologia a secco è proposta con il fine di superare le criticità legate alla presenza dell’adesivo, di soddisfare il requisito di reversibilità dell’intervento e incrementarne la sostenibilità. Per i blocchi è stata scelta la forma osteomorfica, in quanto appropriata per le esigenze del materiale e di produzione. La monoliticità del sistema è assicurata dalla presenza di un frame esterno che distribuisce il carico trasmesso da un numero limitato di barre post-tese. La ricerca è focalizzata sulla progettazione e analisi dell’elemento di base e dei suoi parametri geometrici, sulle performance statiche, i materiali, i dettagli e la produzione del sistema. Tre blocchi sono stati realizzati in laboratorio e successivamente testati a taglio per determinarne la resistenza.