Appunti Tecnologia dell'architettura

1° lezione

Il sistema del progetto edilizio

Il sistema del progetto edilizio nasce come risposta ad input:

• Esigenziali
• Tecnologici → che riguardano le modalità con cui si agisce
• Sociali → che riguardano la destinazione
• D’uso
• Culturali
• Ambientali

Il sistema del progetto nasce quindi dalla risposta a delle esigenze, dalla presenza di risorse di natura economica, professionale e tecnica e da una serie di vincoli. Di fatto un sistema è un insieme strutturato, caratterizzato da proprietà specifiche. Formato da elementi aventi una o più caratteristiche in comune e dalle relazioni che questi elementi instaurano tra sé. [Elementi + Relazioni = Sistema]

Il sistema edilizio è formato da: elementi fisici fissi/in movimento, grandezze fisiche, metodi e regole, elementi strutturali e funzionali.

Di fatto una cosa molto importante è che il sistema edilizio sia flessibile, ovvero capace di adeguarsi alle modifiche.

Le fasi del progetto edilizio sono:

1. Programmazione
2. Progettazione
3. Realizzazione
4. Gestione
5. Dismissione

Tutte assieme queste fasi rappresentano il ciclo di vita dell’edifico, i cui obiettivi sono: la sostenibilità, ambientale ed economica, efficienza, funzionale ed energetica, e riuso, dei materiali e delle risorse.

La normativa tecnica affronta dettagliatamente tutte le parti che compongono il sistema edilizio e ne detta le regole. Queste norme appartengono a 3 categorie:

• UNI: applicate in Italia
• EN: applicate in Europa
• ISO: applicate nel mondo

Classificazione del sistema edilizio (UNI 10838)

Il sistema edilizio si scompone in:

• Sistema ambientale: come ad es. la scuola, la quale ha un’area funzionale (didattica), un’unità ambientale (aula) e l’elemento spaziale (cattedra).
• Sistema tecnologico: come, ad esempio, la casa che ha una classe di unità tecnologiche (chiusure), classe di elementi tecnici (coperture a tetto) e l’elemento tecnico (tetto e falde).

Gli elementi del sistema edilizio

L’edificio può essere scomposto in subsistemi (raggruppamenti di funzioni) e in elementi costruttivi (necessari allo svolgimento di tali funzioni).

Tali subsistemi sono:

• Classi di unità tecnologiche
• Unità tecnologiche
• Classi di elementi tecnici
• Elementi tecnici

7 classi di unità tecnologiche

La norma UNI 8290 definisce le 7 classi di unità tecnologiche:

1. Struttura portante

Ha la funzione di sostenere i carichi del sistema edilizio e di collegare staticamente le sue parti, di fatto può essere realizzato in:

• Calcestruzzo armato
• Calcestruzzo armato prefabbricato
• Acciaio
• Laterizio

Le sue unità tecnologiche sono:

• La struttura di fondazione → funzione di trasmettere i carichi al terreno in modo diretto o indiretto.
• La struttura di elevazione → funzione di sostenere i carichi orizzontali e verticali trasmettendoli alle fondazioni: inclinata, spaziale, punti, forme...
• La struttura di contenimento → funzione di sostenere i carichi del terreno: verticali/orizzontali.

2. Chiusura

Ha la funzione di separare e conformare gli spazi interni del sistema edilizio rispetto all’esterno.

Le sue unità tecnologiche sono:

• La chiusura verticale
• La chiusura orizzontale
• La chiusura orizzontale su spazi esterni
• La chiusura superiore

3. Partizione interna

Ha la funzione di dividere e conformare gli spazi interni del sistema edilizio.

Le sue unità tecnologiche sono:

• La partizione interna verticale (pareti e infissi)
• La partizione interna orizzontale (solai e soppalchi)
• La partizione interna inclinata (scale e rampe)

4. Partizione esterna

Ha la funzione di dividere e conformare gli spazi esterni connessi con sistema edilizio.

Le sue unità tecnologiche sono:

• La partizione esterna verticale
• La partizione esterna orizzontale
• La partizione esterna inclinata

5. Impianto di fornitura servizi

Ha la funzione di consentire l’utilizzazione di flussi energetici, informativi e materiali richiesti dagli utenti, e l’allontanamento dei prodotti di scarto.

Le sue unità tecnologiche sono:

• Impianto di climatizzazione
• Impianto idrosanitario
• Impianto di smaltimento liquidi
• Impianto di smaltimento aeriformi e solidi
• Impianto elettrico
• Impianto fisso di trasporto

6. Impianto di sicurezza

Ha la funzione di fronteggiare situazioni di pericolo.

Le sue unità tecnologiche sono:

• Impianti anti-incendio
• Impianto di messa a terra
• Impianto parafulmine
• Impianto anti-intrusione

7. Attrezzatura interna ed esterna

Ha la funzione di consentire o facilitare l’esercizio di attività all’interno o all’esterno del sistema edilizio.

Le sue unità tecnologiche sono:

• Arredi
• Allestimenti
• Blocchi servizi

Regola dell’arte e innovazione

Il termine «regola dell’arte» ricorre di frequente nelle norme giuridiche, negli atti giudiziari e nei contratti di appalto, di somministrazione e di compravendita. Si può genericamente dire che la regola d’arte coincide con gli «adeguati standard di qualità» richiesti per la realizzazione di uno specifico prodotto o lavoro. Quindi, non esiste un’unica regola d’arte, ma tante per quante appunto sono “le arti”, ossia i campi in cui tale concetto viene richiamato, e tanti sono i paesi con le proprie culture e la loro concezione di regola d’arte.

Le “regole dell’arte” di fatto impongono all’esecutore di eseguire i lavori con la dovuta diligenza uniformandosi a una serie di regole che rientrano nel “mestiere”.

Le norme UNI, viceversa, di per sé non contengono alcun valore precettivo, a meno che non vengano richiamate all’interno del contratto d’appalto o da una specifica legge.

Mentre per innovazione, l’innovazione è definita come il processo di creazione di nuove idee, metodi, prodotti, servizi o soluzioni che hanno un impatto positivo e un valore significativo. Si tratta di trasformare concetti creativi in risultati tangibili che migliorano l’efficienza e l’efficacia o rispondono a esigenze non soddisfatte. E ciò di fatto accade in ogni tipo di ambito.

Purtroppo, non sempre queste nuove idee diventano innovazioni, in quanto magari questa scoperta è già avvenuta in un altro paese e a noi ancora non è arrivata oppure questa idea è un’ottima idea ma non totalmente efficiente, facendo sì che venga scartata.

Teoria esigenziale – prestazionale

Esempi di opere con scarsa funzionalità in relazione ad alcune scelte tecniche:

1. Ponte Zubizuri - Bilbao: scelta del pavimento in cristallo, quindi questo porta alla difficoltà di manutenzione.
2. Stazione dei pompieri di Vitra – Germania. Il suo uso non è veramente quello, in quanto ad oggi viene utilizzato come centro espositivo per eventi.

Le esigenze delle persone sono il primo riferimento di un architetto e per un progettista.

Di fatto la Teoria E. P. è una pratica progettuale/modo di pensare e operare che ragiona per obiettivi e non per mezzi. Rappresenta ciò che un edifico o prodotto deve fare/garantire, e non come deve essere costruito.

Norma UNI 9289/81 determina la qualità attraverso la definizione di cosa si vuole da un edificio e non come si deve fare. Si basa su 3 fasi, anche se sono 5:

1. Esigenze: ciò che viene richiesto/ritenuto utile per il soddisfacimento di un bisogno materiale/morale di singoli/più individui. (Norma UNI 10838) Es: ambito della sicurezza, comfort, condizioni economiche/collettività...
2. Requisiti: richiesta rivolta a un determinato elemento spaziale/edilizio, di possedere caratteristiche di funzionamento, tali da soddisfare determinate esigenze.
3. Prestazioni: il comportamento di un determinato elemento edilizio o componente durante il suo impiego (in esercizio).
4. Specifica di prestazione: è la risposta ad una determinata richiesta.
5. Metodo di verifica: è un insieme di regole che valutano attraverso delle procedure scientifiche (calcolo, prove sperimentali) il comportamento prestazionale (dell’elemento).

Il rapporto che lega queste 5 fasi porta alla definizione di una soluzione. Un esempio:

Esigenza: benessere acustico. Requisito: isolamento acustico. Prestazione: riduzione del livello di prestazione sonora di un tot.

7 classi di esigenze

La norma UNI 8289 del 1981 definisce 7 classi di esigenze:

1. Sicurezza

Insieme delle condizioni relative alla incolumità degli utenti (difesa e prevenzione danni).

Le classi di requisiti della sicurezza sono:

• S. della stabilità
• S. al fuoco
• S. dell’utenza
• S. di tenuta
• S. di protezione da azione

2. Benessere

Insieme delle condizioni relative alla adeguazione del sistema edilizio alla vita, alla salute e allo svolgimento delle attività.

Le classi di requisiti del benessere sono:

• Termoigrometrico
• Acustico
• Visivo
• Olfattivo
• Tattile

3. Fruibilità

Insieme delle condizioni relative agli spazi e ad essere adeguatamente utilizzato dagli utenti.

Le classi di requisiti della fruibilità sono:

• F. spazi
• F. delle finiture e degli organi meccanici

4. Aspetto

Insieme delle condizioni relative alla percezione del sistema da parte degli utenti.

Le classi di requisiti dell’aspetto sono:

• A. degli spazi
• A. degli elementi tecnici

5. Gestione

Insieme delle condizioni relative all’economia del sistema edilizio.

Le classi di requisiti della gestione sono:

• G. dell’economia
• G. della manutenibilità
• G. del funzionamento

6. Integrabilità

Insieme delle condizioni relative all’attitudine degli elementi del sistema a connettersi funzionalmente tra di loro.

Le classi di requisiti dell’integrabilità sono:

• I. tecnologia
• I. ambientale

7. Salvaguardia dell’ambiente

Insieme delle condizioni relative al mantenimento/miglioramento dell’ambiente di cui il sistema edilizio fa parte.

Le classi di requisiti della salvaguardia dell’ambiente sono:

• Riciclabilità
• Riutilizzabilità
• Utilizzo di energie rinnovabili
• Gestione dei prodotti di scarto

Successivamente i requisiti orientano le decisioni progettuali, facendo sì che gli elementi devono rispondere a 7 classi di requisiti:

1. Funzionale spaziale: organizzazione degli spazi atti a individuare le condizioni di soddisfacimento.
2. Ambientale: esigenza fisico-ambientale attua a individuare una soddisfazione da parte di un’unità ambientale.
3. Tecnologico: esigenza tecnico-scientifica attua ad individuare una soddisfazione da parte di un’unità tecnologica.
4. Tecnico: esigenza di legare insieme vari componenti tecnici per il soddisfacimento del requisito stesso.
5. Operativo: vi è una soddisfazione finale del requisito stesso, tramutando l’elemento in caratteristiche tecnico-dimensionale.
6. Di durabilità: quando il requisito stesso soddisfi la funzione della durata.
7. Di manutenibilità: quando il requisito stesso soddisfi la funzione di mantenimento.

In sintesi, i paradigmi dell’approccio esigenziale-prestazionale consentono quindi di sviluppare il seguente percorso:

• Individuare l’utenza
• Classificare i bisogni e articolare le esigenze
• Definire gli elementi tecnici/spaziali, l’insieme in sé
• Determinare attributi che descrivono le prestazioni
• Individuare i valori soglia che servono per soddisfare i requisiti
• Elaborare la soluzione progettuale
• Validare attraverso verifica, ogni soluzione che soddisfi le esigenze
• Dimostrare che la soluzione adottata sia corretta

2° lezione

Terra cruda

L’impiego della terra cruda nelle costruzioni vanta una tradizione millenaria; partendo dalle prime costruzioni rinvenute in Pakistan (7000-3300 a.C.) proseguendo con le successive come: in Mesopotamia, Antico Egitto, le stesse ziggurat (sumere), i Romani ecc... fino ad arrivare nel 900 con la sua riscoperta, in quanto per secoli il suo ruolo è sempre stato relegato a quello di pura curiosità etnica. Non è un caso che solo pochi libri trattino questo tema. Tuttavia, da pochi decenni questo antichissimo materiale da costruzione (precedentemente allontanato per soluzioni più moderne) ha avuto una ripresa. Ripresa legata alle sue soluzioni naturali e sostenibili. (Superando il ruolo marginale)

Composizione

La terra in quanto prodotto di:

1. Disgregazione delle rocce
2. Decomposizione di sostanze organiche

Quindi ha una composizione chimica eterogenea, costituita da porzioni organiche e inorganiche.

La terra per essere adatta alla costruzione deve:

1. Essere ricca di argilla (favorisce la coesione tra le particelle anche dopo la disidratazione).
2. Vicino ad un corso d’acqua.
3. Provenire da almeno 30-50 cm dal suolo, in quanto la parte superficiale è dannosa per la costruzione (ricca di parti organiche).
4. Avere un pH superiore a 6,5.

Un terreno idoneo ha come componenti: ghiaia, sabbia, limo e argilla con un peso compreso tra 1.200 e 2.000 kg/m³.

• Ghiaia, sabbia e limo: costituiscono la struttura dell’impasto.
• L’argilla, essendo più fine, ha la funzione di legante.

La ghiaia è un materiale che proviene dalla frantumazione di roccia in tempi geologici, e differiscono per la dimensione dei granuli:

• Pietrischetto = diametro tra 2-8 mm
• Pietrisco = diametro tra 8-20 mm
• Ghiaia = diametro tra 20-31,5 mm
• Ghiaia grossa = diametro tra 31,5-63 mm

La sabbia è una roccia sedimentaria proveniente dall’erosione di altre rocce, classificata anch’essa in base alla dimensione e alla granulosità.

Il limo è la parte fine del terreno naturale sciolto, la differenza tra limo e argilla più che per la dimensione, dipende dal comportamento non plastico e plastico.

Le argille sono sedimenti clastici sciolti, prodotto secondario derivato dalla degradazione di altre rocce preesistenti. Esistono molti tipi di argille e le più pure sono di colore bianco.

Ma un ruolo molto importante è quello dell’acqua, in quanto ha una doppia funzione:

1. Favorire la saturazione degli spazi (spostamento dei granuli minori).
2. Attivare le qualità dell’argilla.

Per favorire la plasticità del materiale, è necessario un quantitativo ottimale di acqua (né troppa né troppa poca).

Stabilizzanti

Qualora l’impasto non garantisca le caratteristiche necessarie, è possibile aggiungere delle sostanze stabilizzanti.

Ottenendo una soluzione omogenea: se si aggiunge un materiale già presente nell’impasto, oppure una soluzione eterogenea: se si aggiunge un materiale esterno all’impasto.

In caso avvenga la seconda soluzione, la stabilizzazione può avvenire per:

1. Consolidamento = aggiunta di idrossido di calcio o polimeri delle piante o di proteine presenti nel latte. Ciò andrà a favorire l’azione legante dell’argilla nell’impasto.
2. Frizione = aggiunta di stabilizzanti fibrosi (paglia, pula di riso, lana e sterco) che favoriscono l’adesione delle particelle di terra, evitando così la formazione di fessure.
3. Impermeabilizzazione = la meno diffusa, aggiunta di grassi di origine vegetale. È una soluzione che consente di ridurre la variazione di volume dell’argilla in fase di essiccazione. Come se creasse una pellicola protettiva.

Classificazione

Questa prima classificazione consente di distinguere i tipi di terra in funzione del comportamento principale, ovvero:

• Terreni ghiaiosi = hanno una struttura stabile che rimane inalterata con la presenza dell’acqua, ma di fatto questa caratteristica fa sì che non possa essere utilizzato per la costruzione di fabbricati. Si trovano nei forti torrenti, sotto i pendii delle montagne e in zone con depositi di materiale glaciale.
• Terreni sabbiosi = come la ghiaia ha una struttura stabile che rimane inalterata con la presenza dell’acqua, ma che al contrario di essa presenta una forte frizione interna. Non viene utilizzato per la costruzione di fabbricati ma ha la capacità di dare stabilità dimensionale. Si trovano nei corsi d’acqua con correnti medie e sulla riva del mare.
• Terreni limosi = presentano una coesione limitata e una frizione interna inferiore a quella della sabbia, hanno una minima alterazione con l’acqua. Non è adatto alla costruzione di fabbricati.
• Terreni argillosi = sono duri e compatti, ma con la presenza di acqua assumono una consistenza collosa e malleabile. Assumono delle variazioni di ritiro e rigonfiamento in base alla presenza di umidità. Non adatti alla costruzione, si possono ritrovare nelle pianure alluvionali.
• Terreni organici = hanno una struttura poco compatta in continuo cambiamento (instabili), continuo rigonfiamento e ritiro, possono succedere dei processi di putrefazione. Non adatte alla costruzione.

Terra = terreno organico → terreno sabbioso → terreno argilloso.

Le terre costituite da più componenti sono le terre più adatte alla costruzione. Terre in cui la coesione è garantita dall’argilla e la struttura è composta da ghiaia, sabbia e limo.

Una seconda classificazione avviene in base alla quantità di acqua presente:

• Conglomerato compatto
• Terra solida, secca e friabile
• Terra umida
• Terra plastica
• Terra molle
• Terra liquida e fango

Qualificazione della materia prima

La q