Fondamenti di Tecnologia dell'Architettura - Parte Seconda

Fondamenti di tecnologia dell’architettura - 055538

Indice

Particolari costruttivi da riviste – Chiusure orizzontali – Coperture a elementi discontinui – Coperture a elementi continui – Le partizioni interne – Partizioni interne verticali – Partizioni interne orizzontali – Impianti elettrici – Impianti meccanici – Impianto di riscaldamento – Impianto di raccolta ed allontanamento acque meteoriche – Costruire con il legno – Assemblaggio di elementi in legno mediante diverse tecniche di unione – Il sistema balloon e platform frame – Il legno come materiale da costruzione – Legno massello – La struttura intelaiata in legno massello – Legno lamellare – Tecnologia X-LAM – Altri impieghi del legno in edilizia – I pannelli in legno – Profilo ambientale – Casi studio in legno – Costruire con il metallo – Evoluzione storica del metallo – Sistemi portanti – Le fondazioni di strutture in metallo – Struttura – pilastri, travi ed elementi di controventamento in metallo – Solai in metallo – Tessuti e griglie in acciaio – Finiture di facciata e di copertura – Materiali metallici – Costruire con il mattone – Carrellata di edifici in laterizio – Il progetto di architettura – Le fasi del processo edilizio – Le fasi di progettazione – Il progetto di fattibilità tecnico-economica - Il progetto definitivo – Il progetto esecutivo – Elaborati grafici del progetto esecutivo – Tecnologia invisibile – Attori – Processi e regie – Empire State Building – Sede del New York Times – Conclusione – La poetica del dettaglio

Particolari costruttivi da riviste

Ridisegni editati da riviste – semplificati rispetto ai disegni di cantiere, in cui elementi piccoli vengono raffigurati anche in scala 2:1, 5:1, ecc.

Linguaggio codificato:

• Materiale a zig-zag, o ondulato, è l’isolante, che può avere spessori differenti o essere pendenziato, volutamente pendente per raccogliere le acque piovane.
• Tutti i materiali di impermeabilizzazione con linea tratteggiata, sono normalmente membrane con spessore di qualche mm.
• Barriera al vapore, a protezione del materiale isolante, rispetto al vapore dell’interno, in linea tratteggiata.
• Elementi in c.a. normalmente in retino a maglia quadrata rotata di 45 gradi.

I serramenti sono sempre ancorati alla muratura resistente, non all’isolante, con bassa densità fisica e scarsa resistenza ai carichi – elementi di ancoraggio in metallo.

Edificio residenziale a Monaco

Doppia parete con intercapedine isolata – la seconda parete di rivestimento è di materiale pesante, mattoncini colorati. Invece una parete ventilata ha materiali di rivestimento leggeri, o comunque strati sottili, ancorati ad una struttura metallica e con intercapedine ventilata.

L’isolante in alto deve resistere al carico delle persone sulla terrazza, quindi deve avere alta densità. L’isolante in basso invece raggiunge la sua prestazione con uno spessore maggiore, è di minore qualità rispetto all’isolante superiore, materiale isolante meno performante, e non deve avere un’alta densità per resistere ai carichi.

Davanti al serramento ci sono veneziane incassate, tutte raccolte verso l’alto, nascoste nello spessore del materiale isolante, non a vista. Riflessione importante a livello compositivo. C’è un piccolo ponte termico controllato, equilibrato con un ulteriore strato isolante sottile.

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Mascheramento in facciata dello strato isolante – copertura con la seconda parete di rivestimento, con mattoni che pendono. Ci sarà un elemento metallico a L, che a questa scala non si vede, come una mensola che sostiene i mattoni, che non possono essere agganciati all’isolante.

Davanzali continui, devono essere interrotti sulla soglia dell’edificio, tra interno ed esterno, perché stanno completamente al freddo.

Il serramento è un materiale isolante, collocato in modo complanare al materiale isolante – per una continuità dell’isolante per non avere ponti termici.

Considerazioni da fare sempre:

• Dallo studio dell’isolante capisco freddo/caldo.
• Dallo studio degli strati impermeabilizzanti capisco le parti esposte agli agenti atmosferici.

Chiusure orizzontali

Copertura dell’edificio – chiusura orizzontale superiore.

Caratteristiche e prestazioni che questo elemento deve offrire – tutte le prestazioni garantite dalle chiusure verticali, in più viene richiesto di rappresentare la prima solida barriera contro gli agenti atmosferici. La copertura si fa carico di impermeabilizzare l’edificio, impedendo l’accesso agli agenti atmosferici.

La tipologia di copertura non è solo una scelta prettamente tecnologica, ma è una scelta di linguaggio architettonico, scelta morfologica, legata ai volumi, alla costruzione dell’edificio, scelta che riguarda anche l’inserimento ambientale.

Progettare la copertura di un edificio vuol dire dar una conclusione, una barriera impermeabile, ma anche inserire un elemento di forte connotazione del paesaggio ambientale, sia che si parli di città, centro storico, periferia, paesaggio naturale, ecc. La copertura connota in modo decisivo l’edificio e l’ambiente circostante. La scelta tecnologica deve essere concordata con più attori.

Non capita di rado di dover interfacciarsi con delle commissioni paesaggistiche – la cui finalità è di controllare gli inserimenti paesaggistici nel contesto. Qualsiasi sia il contesto, il progetto deve rispondere ad una certa mitigazione ambientale per dimostrare di inserirsi in modo efficace e non prepotente all’interno del contesto esistente. Può capitare che la commissione del paesaggio dia delle prescrizioni di materiali, colori o scelte volumetriche proprio anche rispetto alla copertura. Questo perché il tetto è visto da tutti, da lontano. In contesti delicati, con preesistenze storiche nei centri storici ad esempio, la soglia d’attenzione è più alta. Maggior controllo.

Clima e ambiente - La scelta della copertura, la sua forma e la connotazione materica, è figlia del contesto ambientale, del genius loci. In primis per palesi esigenze di adattamento climatico, tetto inclinato ad esempio in alta montagna, molto spiovente per far scivolare acqua e neve, cosicché gli agenti atmosferici non si depositano e non fanno massa critica. Al contrario in un clima marino il tetto a due falde può dare fastidio, meglio fruire dello spazio aperto, con una bella terrazza, elemento di pregio.

In Europa - è possibile identificare aree geografiche contraddistinte da una maggioranza di coperture inclinate, corrispondenti alle zone temperate e aree geografiche caratterizzate da una prevalente presenza di coperture piane corrispondenti alle zone più meridionali.

Oggi scelta principale tra due mondi:

• Copertura a falde – con piani inclinati.
• Copertura a solaio orizzontale.

Le cupole e le volte ora non sono più così utilizzate nell’architettura moderna.

La storia della copertura piana

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• In passato - Non c’erano le conoscenze tecniche efficaci per impermeabilizzare per bene un tetto piano; esisteva certo ma non era utilizzato perché poco efficace, impiegato esclusivamente nelle zone poco piovose. La tegola, infatti, funziona se posta su un piano inclinato per far scivolare l’acqua. Non c’erano le conoscenze e i materiali con cui impermeabilizzare una copertura orizzontale: l’unico modo era con travi in legno e pietra, ma ancora facevano passare agenti atmosferici, neve, vento, acqua.
• Rinascimento fiorentino - Nonostante ciò, tentativi di distaccarsi dal patrimonio figurativo legato al tetto inclinato erano già stati compiuti nell’ambito del Rinascimento fiorentino, senza l’ausilio delle innovazioni tecniche necessarie a portarli a compimento. Durante tale periodo, infatti, quando i palazzi fiorentini lasciavano intendere una copertura piana, come ad esempio Palazzo Medici, essi erano in realtà coperti da tetti poco inclinati, nascosti da alti cornicioni.
• Più tardi l’innovazione tecnologica ha reso possibile la progettazione di coperture piane anche in climi non secchi. Questo ha dato origine a un vivo dibattito sulla forma delle coperture nella prima parte del XX secolo, simultaneamente alla nascita del Movimento Moderno. Quest’ultimo si è impegnato a riconoscere come archetipo della copertura razionale la copertura piana, sia nelle forme tradizionali, praticabili e non praticabili, sia nella forma più panoramica propria del tetto-giardino proposto da Le Corbusier.
• Avanguardie - In seguito alla innovazione tecnologica le coperture piane si sono diffuse in Europa, sotto la spinta di correnti artistiche quale il Cubismo, e di correnti architettoniche come il Razionalismo e del movimento De Stijl, di poco precedenti alle prime sperimentazioni di Frank Lloyd Wright negli Stati Uniti sul tema della “casa usoniana”.

Ogni elemento edilizio ha più risvolti:

• Un risvolto tecnico prestazionale, la copertura orizzontale svolge il compito di raccogliere l’acqua, convogliarla all’esterno ed essere barriera impermeabilizzante.
• Un risvolto espressivo, compositivo e linguistico – Wright ha potenziato le caratteristiche compositive del completamento orizzontale degli edifici fino a diventare una matrice compositiva del suo linguaggio architettonico espressivo. Le sue architetture sono ben radicate nelle pianure americane, con una forte tendenza orizzontale, elementi orizzontali con forti aggetti e sbalzi per sottolineare la forte orizzontalità delle architetture e del paesaggio. Questo risvolto può essere più o meno manifesto, dichiarato e approfondito, a seconda della sensibilità dell’architetto.

Copertura orizzontale per Le Corbusier – luogo anche vissuto, attrezzato con sedute, momenti di presa di visione di paesaggio, punto focale del rapporto architettura-paesaggio. Le Corbusier è uno dei primi architetti che adotta il tetto piano.

Parti principali delle coperture

• Struttura portante – la copertura deve avere una sua struttura portante.
• Strato di isolamento termico e acustico – la copertura deve isolare, cercare di mantenere all’interno l’aria calda che sale. La pianificazione territoriale definisce zone più a rischio, in prossimità di autostrade, stazioni ferroviarie, aeroporti, e degli edifici più sensibili, scuole, ospedali, chiese, a livello di isolamento acustico.
• Elemento impermeabile – è il manto di copertura: uno strato, un materiale che impedisce il passaggio di acqua, gelo, vento. È il materiale più esposto, anche alle radiazioni solari.

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Le coperture si articolano poi in una serie di altri strati complementari, finalizzati a migliorare le prestazioni finali, la cui presenza dipende dai requisiti del singolo progetto. Gli ulteriori strati funzionali possono essere:

• Strato di barriera al vapore.
• Strato di pendenza, nelle coperture piane.
• Strato di protezione, nelle coperture piane.
• Strato di ventilazione.
• Strato di supporto del manto, generalmente costituito da listellature su cui poggiano le tegole o le lastre.
• Strato drenante e strato filtrante, nel caso di tetti verdi.

In base ai materiali impiegati per realizzare il manto di copertura, le coperture vengono classificate in:

• Coperture opache.
• Coperture trasparenti.

Distinzione tecnologica:

• Copertura a elementi continui – tetto piano. La tegola in orizzontale perde la sua efficacia. Qui l’elemento impermeabilizzante sono le membrane bituminose: dei rotoli di guaina bituminosa, di catrame, stesi sulla copertura e scaldati con la fiamma che li fa sciogliere e prendere migliore adesione con lo strato su cui si posano. Oggi sovrapposizione di due teli, quello superiore ruotato di 90 gradi rispetto a quello inferiore. Barriera impermeabile continua.
• Copertura a elementi discontinui – copertura a falde. L’elemento discontinuo è quello di impermeabilizzazione: elemento base storico tradizionale è la tegola. Elemento rettangolare 20x40. Affiancamento, giunzione di tegole e coppi, l’uno con l’altro. La buona giunzione delle tegole, non solo in laterizio, anche in pietra e altri materiali, permette una buona impermeabilizzazione.

Coperture a elementi discontinui

Nelle coperture discontinue il manto è realizzato con elementi di vari materiali, ad es. tegole, che garantiscono la tenuta grazie al modo con cui questi sono collegati, sovrapposizione, incastro, ecc. Le coperture discontinue sono in genere coperture a una o più falde inclinate dove l’elemento portante funge da strato di pendenza.

• A una falda.
• A due falde.
• A quattro falde, a padiglione.
• Composizione più articolata e complessa.
• A falda curva, casistiche singolari oggi.

La stratigrafia storica della copertura a falda:

• Assito in legno.
• Partizione di listelli posati in un senso + un secondo ordine di listelli perpendicolare al primo.
• Tegola in laterizio - elemento più esposto, al sole, gelo, pioggia. Sul mercato ci sono diverse tipologie di tegole.

Tegole e coppi vengono incastrati, hanno i bordi sagomati per facilitare la giunzione dei vari elementi, il sistema viene poi completato con elementi in lamiera. Con il coppo si realizza il piano inclinato, ma in tutti i punti di giunzione, tra un piano inclinato e il muro, il camino, tra due piani inclinati ecc., si inseriscono elementi in lamiera.

Elementi in giunzione – in lamiera. La lamiera è un materiale metallico impermeabile, duttile, si può sagomare con facilità, e si riesce a giuntare delle superfici altrimenti difficilmente giuntabili, ad esempio negli edifici storici, antichi,

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vecchi. In lamiera sono realizzati anche tutti gli elementi di raccoglimento e convogliamento dell’acqua in fogna o serbatoio, per un suo secondo possibile utilizzo.

La copertura, sia piana che a falda, deve avere elementi di raccolta di acqua e convogliamento in lamiera metallica.

Nomenclatura delle coperture discontinue

• Falda – superficie inclinata.
• Linea di colmo - La linea continua orizzontale di intersezione superiore delle falde con pendenza divergente.
• Linea di gronda - linea perimetrale inferiore delle falde, in corrispondenza dei canali di raccolta delle acque, canali di gronda.
• Linea di compluvio – linea inclinata di intersezione tra due falde con pendenza convergente.
• Linea di displuvio – linea inclinata di intersezione tra due falde divergenti.
• Sporto di gronda – porzione di tetto che esce a sbalzo dalla muratura, per consentire alla copertura di coprire leggermente le murature verticali, 50-80 cm, l’intonaco ad esempio.

Il sistema di raccolta dell’acqua

• Canale di gronda – canale continuo orizzontale con sezione a U, per la raccolta delle acque percolanti sulla falda. Corre lungo la linea di gronda e non è perfettamente orizzontale, ma leggermente inclinato verso il punto di discesa verticale, il pluviale.
• Pluviale – tubo circolare verticale per la discesa a terra dell’acqua raccolta dai canali di gronda, verso una diramazione interrata che vedrà la sua fine in fogna o in serbatoi per riutilizzo secondario.
• Doccione – elemento terminale dei canali di gronda costituito da una sporgenza che fa cadere direttamente al suolo l’acqua raccolta.

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• Ferma-neve – elemento collocato nella zona inferiore della falda allo scopo di impedire la caduta di neve e di ghiaccio dal tetto.

Elementi in lamiera

• Copertina - protezione, orizzontale oppure obliqua, della sommità di un muro per favorire lo smaltimento dell’acqua.
• Grembiale - elemento collocato lungo le linee di bordo oppure le linee d’intersezione delle falde con superfici verticali, per esempio, pareti contigue alle falde, per raccogliere l’acqua e garantire la tenuta.
• Conversa - elemento di protezione installato lungo le linee di compluvio per evitare che l’acqua piovana entri nella struttura del tetto.

Struttura portante per un tetto a falde

Struttura portante per un tetto a falde, diverse tipologie:

• Capriata in legno – principale schema statico tradizionale storico.
• Capriata in metallo.
• Travi in legno lamellare.
• Solaio inclinato in cemento armato.
• Trave prefabbricata in cemento armato.

Capriata – elemento strutturale triangolare. Storicamente lignee, realizzate con tronchi di alberi. Innesto di sei elementi strutturali:

• Due puntoni – elementi inclinati che daranno origine all’inclinazione del tetto.
• Un monaco centrale.
• Due saette.
• La catena – unico elemento orizzontale inferiore.

Funzionamento strutturale della capriata – anche oggi lo schema strutturale della capriata funziona:

• I puntoni sono gli elementi schiacciati, sottoposti al carico del tetto.
• Il monaco è l’elemento grazie al quale un puntone è connesso all’altro.
• L’elemento della catena orizzontale tiene insieme le due murature e i due puntoni. La catena è l’unico elemento sottoposto a trazione.

Soluzioni strutturali oggi:

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• Capriate oggi, contaminazioni e div