Progetto di involucro edilizio

A. 2020 - 2021 Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle costruzioni

Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Edilizi

Corso di progettazione dell’involucro edilizio

Prof. Ing. Paolo Rigone

Assistente: Ing. Sara Mangialardo

Report di progetto

Progettazione dell’involucro edilizio – report di progetto 15/01/21

Sommario

0 Indice elaborati grafici ............................................................................................................ 4

1 Introduzione ............................................................................................................................ 5

1.1 Inquadramento ....................................................................................................................... 5

1.2 Scelte progettuali .................................................................................................................... 6

1.2.1 Descrizione edificio ......................................................................................................... 6

1.2.2 Concept energetico ......................................................................................................... 7

1.2.3 Facciata continua ............................................................................................................ 8

1.2.4 Facciata ventilata .......................................................................................................... 10

2 Analisi strutturale della facciata continua ........................................................................... 12

2.1 Riferimenti normativi e modalità di verifica statica.............................................................. 12

2.2 Definizione modulo tipico ..................................................................................................... 13

2.3 Analisi dei carichi / Combinazioni di carico ........................................................................... 14

2.3.1 Peso ............................................................................................................................... 14

2.3.2 Vento globale ................................................................................................................ 14

2.3.3 Vento locale .................................................................................................................. 17

2.3.4 Folla ............................................................................................................................... 19

2.3.5 Sisma ............................................................................................................................. 20

2.3.6 Conclusione ................................................................................................................... 21

2.4 Combinazioni di carico .......................................................................................................... 22

2.5 Analisi del telaio .................................................................................................................... 23

2.5.1 Separazione delle azioni e definizione schemi statici ................................................... 23

2.5.2 Verifica traverso ............................................................................................................ 24

2.5.3 Verifica montante ......................................................................................................... 26

2.6 Verifica statica della vetrocamera mediante analisi con software Mepla ............................ 32

2.6.1 Definizione della geometria .......................................................................................... 32

2.6.2 Definizione della stratigrafia ......................................................................................... 32

2.6.3 Definizione dei supporti ................................................................................................ 32

2.6.4 Carichi e combinazioni .................................................................................................. 33

2.6.5 Risultati ......................................................................................................................... 34

2.6.6 Metodi di verifica .......................................................................................................... 37

2.6.7 Verifiche ........................................................................................................................ 38

3 Analisi termo‐igrometrica (Facciata continua + Facciata ventilata) .................................... 40

3.1 Riferimenti normativi ............................................................................................................ 40

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3.2 Software di calcolo ................................................................................................................ 40

3.3 Facciata continua .................................................................................................................. 42

3.3.1 Geometria ..................................................................................................................... 42

3.3.2 Materiali ........................................................................................................................ 43

3.3.3 Metodo di calcolo ......................................................................................................... 44

3.3.4 Analisi termica: verifica trasmittanza ........................................................................... 44

3.3.5 Analisi termo igrometrica: verifica condensa superficiale ............................................ 48

3.4 Facciata opaca ....................................................................................................................... 51

3.4.1 Geometria ..................................................................................................................... 51

3.4.2 Materiali ........................................................................................................................ 51

3.4.3 Metodo di calcolo ......................................................................................................... 53

3.4.4 Analisi termica: verifica trasmittanza ........................................................................... 53

3.4.5 Analisi termo igrometrica: verifica condensa superficiale ............................................ 58

4 Progettazione della protezione passiva al fuoco .................................................................. 62

4.1 Riferimenti normativi ............................................................................................................ 62

4.2 Facciata continua .................................................................................................................. 62

4.2.1 Descrizione metodo di progettazione ........................................................................... 62

4.2.2 Resistenza al fuoco ........................................................................................................ 63

4.2.3 Reazione al fuoco .......................................................................................................... 65

4.3 Facciata ventilata .................................................................................................................. 66

4.3.1 Descrizione metodo di progettazione ........................................................................... 66

5 Progettazione del sistema di manutenzione ........................................................................ 67

5.1 Riferimenti normativi ............................................................................................................ 67

5.2 Descrizione del sistema e dei macchinari ............................................................................. 67

5.2.1 Introduzione .................................................................................................................. 67

5.2.2 Sistema Davit – Navicella – Ancoraggio uomini in corda .............................................. 69

5.2.3 Ancoraggi per uomini in corda ...................................................................................... 71

5.2.4 Noleggio autogrù con piattaforma elevatrice richiami normativi ................................ 72

5.3 Descrizione e linee guida manutenzione ordinaria .............................................................. 72

5.4 Descrizione e linee guida per manutenzione straordinaria .................................................. 72

6 Acustica ................................................................................................................................. 73

7 Capitolato prestazionale ....................................................................................................... 75

8 Schede tecniche .................................................................................................................... 75

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0 Indice elaborati grafici

• Tav 01: Planivolumetrico
• Tav 02: Pianta interrato
• Tav 03: Pianta piano terra
• Tav 04: Pianta piano tipo
• Tav 05: Sezione AA’
• Tav 06: Sezione BB’
• Tav 07: Prospetto Nord Ovest
• Tav 08: Prospetto Sud Ovest
• Tav 09: Prospetto Sud Est
• Tav 10: Prospetto Nord Est
• Tav 11: Sezione 1:50 facciata continua
• Tav 12: Sezione 1:20 facciata continua
• Tav 13: NV.01 - Nodo verticale facciata continua top
• Tav 14: NV.02 - Nodo verticale facciata continua interpiano
• Tav 15: NV.03 - Nodo verticale facciata continua bottom
• Tav 16: Sezione 1:50 facciata opaca
• Tav 17: Sezione 1:20 facciata opaca
• Tav 18: NV.04 - Nodo verticale facciata opaca top
• Tav 19: NV.05 - Nodo verticale facciata opaca interpiano
• Tav 20: NV.06 - Nodo verticale facciata opaca bottom
• Tav 21: NO.01 - Nodo orizzontale facciata opaca con serramento
• Tav 22: NV.07 - Nodo verticale serramento top
• Tav 23: NV.08 - Nodo verticale serramento base
• Tav 24: NO.02 - Nodo orizzontale d’angolo facciata opaca
• Tav 25: NO.03 - Nodo interfaccia orizzontale
• Tav 26: NO.04, NV.02 - Nodo verticale facciata continua con dettaglio nodo orizzontale protezione al fuoco
• Tav 27: NV.01 - Nodo verticale manutenzione facciata continua
• Tav 28: Pianta copertura con dettaglio manutenzione

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1 Introduzione

1.1 Inquadramento

L’edificio oggetto di studio è una residenza universitaria del Politecnico di Milano, ubicata in via A. Einstein 6, Milano, nel quartiere Calvairate appartenente al Municipio 4.

Il contesto nel quale è inserito il progetto in esame è caratterizzato da un ambiente urbanizzato caratterizzato da edifici di media altezza, la cui localizzazione, per via della destinazione d’uso si è rivelata strategica in quanto ben servita dai mezzi di trasporto del servizio cittadino.

Figura 1.1 – Vista aerea

Si tratta di un edificio di tipologia a torre che presenta due prospetti simmetrici, orientati a Sud-Est e Nord-Ovest, caratterizzati entrambi da una fascia di facciata continua a montanti e traversi e la restante parte di facciata ventilata con rivestimento in gres porcellanato. I restanti due prospetti sono invece caratterizzati da facciata ventilata.

Figura 1.2 - Planimetria generale

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1.2 Scelte progettuali

1.2.1 Descrizione edificio

L’edificio presenta una pianta quadrata di dimensioni 20 x 20 m e si sviluppa su otto piani per un’altezza complessiva di 26,90 m, di cui uno seminterrato e il piano terra rialzato a quota 1 m dal livello del terreno.

La struttura portante presenta una maglia regolare di pilastri e travi realizzata in calcestruzzo armato di classe C 28/35 con acciaio del tipo B845C, con setti in corrispondenza dei vani scala posti lateralmente e i blocchi ascensori, mentre il solaio è in laterocemento.

Figura 1.3 - Piano tipo

Ogni piano presenta un’area pari a circa 400 m² comprendente otto camere da letto di 12 m² ciascuna, due cucine da 20 m², sei bagni da 4 m², due di questi dotati di attrezzature adatte a persone disabili, infine due soggiorni da 22 m² e due locali tecnici da 3 e 4 m². Ciascun piano è servito inoltre da due corpi scala posti lateralmente e due blocchi ascensori, servizi e cavedi posti in posizione centrale.

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1.2.2 Concept energetico

L’edificio oggetto di studio è localizzato nella città di Milano, posta a 45.62° Nord e 8.73° Est, con altitudine di 120 m s.l.m. Il clima caratteristico è di tipo continentale, con forte escursione termica annuale, pari a circa 20°C, e la possibilità durante l’inverno della presenza della neve fino a quote pianeggianti.

Trattandosi di una grande metropoli, anche Milano soffre del fenomeno dell’isola di calore, che permette di avere temperature più alte in inverno rispetto alle località circostanti. L’analisi dei venti colloca Milano tra le città poco ventose, questa scarsa presenza favorisce il ristagno di inquinanti e nebbie, incrementate dall’elevata presenza di umidità.

Dal punto di vista energetico l’Italia è suddivisa in sei differenti zone climatiche (A, B, C, D, E, F) la cui classificazione è stata fatta considerando la temperatura, infatti, l’unità di misura presa in considerazione è il Grado-Giorno (GG), ovvero la somma delle differenze giornaliere tra la temperatura media esterna giornaliera e la temperatura ambiente di 20°C.

Figura 1.4 - Zone climatiche

La città di Milano è collocata nella zona E i cui limiti dei valori di trasmittanza presenti nel DM 26 giugno 2015 vengono di seguito riportati.

Tabella 1.1 - Trasmittanza termica U delle strutture opache verso l'esterno

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Tabella 1.2 - Trasmittanza termica U delle chiusure tecniche trasparenti e opache verso l'esterno

1.2.3 Facciata continua

1.2.3.1. Descrizione del sistema scelto

Per il progetto della facciata continua è stato utilizzato un sistema a montanti e traversi, tipo Schuco FWS 60 SI, di cui si riportano le indicazioni fornite dal produttore relative alle dimensioni degli elementi del telaio.

Figura 1.5 - Caratteristiche tecniche montante e traverso

Tale sistema è costituito da una parte trasparente di altezza 2580 mm separata, attraverso due traversi posti in sommità e alla base, da una parte opaca posta in corrispondenza della fascia marcapiano e costituita da pannelli spandrel di altezza 1000 mm. Tali pannelli sono composti da uno strato in lana di roccia di spessore 71 mm inserito all’interno di due lamiere in alluminio di spessore 2 mm, rivestito all’esterno da un vetro stratificato con lastra float 4.4(PVB) fissato ad un profilo tubolare in acciaio inox mediante incollaggio con sigillante strutturale, e all’interno da una lastra a base di silicato di calcio di spessore 20 mm con rivestimento esterno bianco. Tale sistema presenta uno schema ripetuto in facciata con la presenza di un montante ogni 750 mm.

1.2.3.2. Vetrocamera

La vetrocamera che costituisce la parte vetrata della facciata continua è stata studiata attraverso l’uso di AGC Glass Configurator, di cui viene di seguito riportata la simulazione effettuata, e presenta i seguenti strati elencati a partire dall’esterno verso l’interno:

1. Vetro stratificato che garantisce la sicurezza delle persone formato da due lastre di vetro float di 4mm con un intercalare di PVB tra le due lastre. Rivestimento magnetronico nella posizione 2 per il controllo solare.
2. Intercapedine riempita di Argon 90 % dello spessore di 10 mm.
3. Vetro float chiaro dallo spessore di 4 mm.
4. Intercapedine riempita di Argon 90 % dello spessore di 10 mm.
5. Vetro stratificato formato da due lastre di vetro temprato di 3mm con uno strato di PVB di tipo acustico, che agisce come barriera per il rumore garantendo un maggiore comfort all’interno dell’edificio.

Figura 1.6 - Configurazione della vetrocamera della facciata continua

Di seguito si riporta la scheda tecnica della vetrocamera fornita dal configuratore:

Figura 1.7 - Scheda tecnica vetrocamera della facciata continua

Per il sistema di oscuramento è stato previsto il posizionamento interno di tende a rullo di color bianco nascoste nel controsoffitto.

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1.2.4 Facciata ventilata

1.2.4.1. Descrizione del sistema scelto

Per il progetto della facciata ventilata è stato utilizzato un sistema di rivestimento esterno opaco con la presenza di elementi apribili trasparenti. Tale sistema riportato in Figura 1.8 è costituito da montanti verticali in alluminio a forma di T e ancorati mediante staffe alla struttura portante, sui quali vengono montate placche in acciaio con clips colorate per il fissaggio delle lastre di rivestimento superficiale in gres porcellanato di vari colori, tipo Aliva Ali Kl.

Figura 1.8 – Sistema di facciata ventilata tipo Aliva Ali Kl

1.2.4.2. Serramento

Per la realizzazione degli elementi apribili trasparenti è stato utilizzato il serramento altamente isolato Schuco AWS 75.SI+, a singolo battente e di dimensioni 1200 x 1500 mm.

L’elemento trasparente all’interno del serramento è stato studiato con l’uso di AGC Glass Configurator, di cui viene di seguito riportata la simulazione effettuata, ed è costituito dei seguenti strati elencati a partire dall’esterno verso l’interno:

1. Vetro esterno stratificato che garantisce la sicurezza delle persone formato da due lastre di vetro float di 4mm con un intercalare di PVB tra le due lastre. Rivestimento magnetronico nella posizione 2 per il controllo solare.
2. Intercapedine riempita di krypton 90 % dello spessore di 12 mm.
3. Vetro interno stratificato formato da due las