New meets old. Textile hybrid architecture in the historical context of Castello Sforzesco in Milan

Textile architecture comes with several advantages over traditional building systems, namely lightness, retractability, efficiency, but most importantly low impact on the surroundings. This trait becomes particularly favourable in the context of listed historical buildings, which require a lighter touch from contemporary additions. This thesis tackles an actual architectural design task, situated in the Castello Sforzesco of Milan. With the renovation of Leonardo’s Sala delle Asse, window screens were needed to provide shading and humidity control to the room. The challenge was to have minimum impact on the vaulted windows, no perforations on the walls, while still providing a sealed border. Lightweight membrane architecture emerged as a possibility to solve this task. The first chapter explores the history of Lightweight membrane architecture, onto hybrid bending active structures. In the second chapter this structural typology is dissected in terms of mechanical and material properties. In addition, simulation and prototyping techniques are presented to aid the design and planning of the structure. The third chapter extends the research on textile hybrids further by analysing three notable case studies. The fourth chapter illustrates the design proposal of a hybrid textile structure for the window of the Castello, with all the challenges that emerged in the process, namely: material stress tests, physical prototyping and mock-up modelling, as well as digital simulations.

L'architettura tessile offre diversi vantaggi rispetto alle tipologie costruttive tradizionali grazie alla sua leggerezza, retrattilità, efficienza e impatto ridotto sull'ambiente circostante. Questo lavoro si focalizza sopratutto su quest’ultima caratteristica, la quale rende le tensostrutture particolarmente adatte ad applicazioni nel contesto di edifici appartenenti al partimonio storico. Questa tesi nacsce da un vero e proprio progetto architettonico, situato in uno degli edifici storici più importanti di Milano, il Castello Sforzesco. Con la ristrutturazione della Sala delle Asse di Leonardo, era necessario progettare due tende di dimensioni grandi per le finestre con l'obbiettivo di controllare i livelli d'illuminazione e dell'umidità. La sfida era quella di avere un impatto minimo sulle finestre a volta, senza perforazioni sui muri, fornendo comunque un bordo sigillato. L'architettura a membrana leggera è emersa come una possibilità per risolvere questa sfida. Il primo capitolo lancia un investigazione dettagliata sullo stato dell'arte dell'architettura tessile leggera. Nel secondo capitolo questa tipologia strutturale è studiata in quanto alle sue proprietà meccaniche e materiali. Inoltre, vengono presentate tecniche di simulazione e prototipazione per aiutare la progettazione e la pianificazione della struttura. Il terzo capitolo estende ulteriormente la ricerca sulle strutture ibride tessili, selezionando e analizzando tre casi studio recenti. Il quarto capitolo illustra la proposta progettuale di una struttura tessile ibrida per la finestra del Castello, con tutte le sfide emerse nel processo progettuale, ossia: prove biassiali di tensionamento, prototipazione fisica e modellazione di simulazione, oltre a simulazioni digitali.