Tesi il sistema costruttivo a secco in acciaio, Prof. Walter Angelico, libro consigliato Progettare e costruire in acciaio sagomato a freddo, Barucco

Il sistema costruttivo in acciaio Steelmax 5.1

La costruzione stratificata a secco

In un mercato nel quale la sostenibilità è caratteristica imprescindibile, i vantaggi di un sistema costruttivo a secco sono connessi anche ai ridotti impatti ambientali non solo durante le fasi di costruzione, ma anche a fine vita utile dell’organismo edilizio. Le tecnologie “a secco” ed in particolare modo con strutture in acciaio sembrano essere la soluzione costruttiva migliore in molti casi, sia per la velocità con cui si giunge a fine cantiere, sia per la minore rumorosità e polverosità del cantiere stesso, sia per la possibilità più immediata di modifiche.

La valutazione ambientale di elementi realizzati con strutture tradizionali rivela un altissimo consumo energetico in fase di produzione e nel ciclo di vita. Inoltre la parete monostrato massiva, oltre a rispondere con difficoltà ai requisiti prestazionali oggi individuati principalmente in termini di controllo igrometrico, ha tempi di asciugatura che allungano il processo costruttivo, costituisce un forte carico sulle fondazioni e, qualora non sia essa stessa struttura, costituisce carico sugli elementi strutturali.

Inoltre le costruzioni a secco e la scelta di molti prodotti, ciascuno con sue specificità (isolanti termici e acustici, barriere al vapore, strati di tenuta all’aria, strati di protezione al fuoco, finiture, ecc.) che trasformano la scelta del pacchetto costruttivo in un progetto a tutti gli effetti, consentono di costituire una corrente di innovazione nel panorama delle costruzioni.

Le tecniche edilizie a secco sono state ampiamente utilizzate in passato, in particolare nelle aree ricche di legname da costruzione nel nord e centro Europa e in America. Negli ultimi trent’anni l’interesse per questo tipo di sistemi è aumentato grazie ai vantaggi energetici, funzionali ed ambientali che presentano.

La costruzione stratificata a secco è basata sulla connessione meccanica, in funzione del progetto architettonico-tecnologico, di elementi costruttivi con alte prestazioni acustiche e termiche, definiti come i componenti ed i prodotti della famiglia struttura-rivestimento. Costruire per strati consente di assemblare e, se necessario, smontare i diversi componenti con tempistiche e risorse ridotte, in funzione di esigenze funzionali, anche legate alla durabilità dei singoli strati.

L’involucro esterno, interno e le stratificazioni dell’intercapedine sono connessi fra loro e la struttura portante, principalmente tramite avvitatura; gli isolanti sono disposti per garantire le prestazioni migliori da un punto di vista termico e acustico, evitando così discontinuità ovvero ponti termici, spesso tramite una struttura secondaria costituita da profili in alluminio o elementi in legno.

Nelle intercapedini interne ed esterne trovano posto elementi impiantistici e diversi strati di materiali con prestazioni differenti, ad esempio materassini fonoisolanti, fonoassorbenti, termoisolanti, materiale antincendio e guaine. Progettare per strati permette di controllare le prestazioni elemento per elemento in funzione delle esigenze espresse nel progetto.

Una volta sviluppato il progetto architettonico si selezionano, attraverso la ricerca e lo studio dei prodotti disponibili sul mercato, i singoli strati oppure si individuano dei pacchetti che comprenderanno, ad esempio nel caso dell’involucro esterno, i vari strati isolanti, guaine, rivestimento interno ed esterno. La progettazione complessiva e di dettaglio, in particolare della chiusura esterna, deve essere controllata considerando la connessione fra i diversi componenti e il telaio strutturale per garantire delle buone prestazioni in grado di minimizzare l’impatto sull’ambiente dell’edificio durante le fasi d’uso (fabbisogno energetico), evitando, in primis, ponti termici.

Quando si progetta selezionando i diversi strati è possibile controllare dunque, qualitativamente o quantitativamente, l’impatto ambientale dei singoli componenti, anche solo con nozioni di base di progettazione “ambientalmente consapevole”. Per esempio nella scelta di un materiale, a parità di prestazione, si può considerare la provenienza della materia prima da riciclo, da fonti rinnovabili o non rinnovabili, le lavorazioni per la produzione di un elemento, i trasporti necessari (da/per stabilimento e per il sito di progetto), la durabilità e necessità di manutenzione (in funzione delle esigenze di progetto), il possibile riciclo o riuso dei singoli strati.

Infatti, costruire per strati permette la dismissione selettiva: a fine vita i diversi materiali connessi meccanicamente possono essere separati e singolarmente riutilizzati o riciclati.

Le fasi del ciclo di vita

Riassumendo, costruire per strati permette di ridurre l’impatto ambientale di un edificio nelle seguenti fasi del ciclo di vita:

• Estrazione, lavorazione, produzione: La tecnologia stratificata a secco consente la scelta di materiali per involucri interni ed esterni a basso impatto ambientale (materie prime da fonti rinnovabili o materiali riciclati).
• Costruzione: La velocità di messa in opera riduce l’impatto sull’ambiente derivante, ad esempio, dall’utilizzo di macchinari.
• Funzionamento e manutenzione: L’isolamento dell’involucro esterno determina l’impatto sull’ambiente derivante dalla climatizzazione estiva e invernale; la connessione a secco dei diversi elementi permette di modificare, se necessario ed in funzione delle esigenze degli utenti, lo spazio interno e di sostituire elementi deteriorati con un ridotto impiego di nuovi materiali e produzione di rifiuti.
• Fine vita: La tecnologia stratificata a secco consente la dimissione selettiva dei vari componenti, gli elementi le cui proprietà rimangono invariate possono essere riutilizzati oppure, quando possibile, i materiali possono essere riciclati.

Figura 5.1 - Ciclo di vita sostenibile degli edifici

La tecnologia stratificata a secco risulta, pertanto, particolarmente interessante dal punto di vista energetico, ambientale e funzionale. Si possono citare diversi esempi di progetti che, grazie ai materiali e alle tecnologie utilizzati, raggiungono elevate prestazioni. Ne sono un esempio le residenze a basso consumo energetico del quartiere Vauban a Friburgo, che costituiscono un modello riconosciuto a livello internazionale di sviluppo urbano ecologico e a basso impatto ambientale. Le misure e le strategie progettuali adottate permettono una riduzione delle emissioni di CO₂ di 40.000 tonnellate all’anno. Tale risultato è raggiunto grazie alla progettazione di edifici iperisolati e alla produzione di energia da fonti rinnovabili.

Figura 5.2 - Residenza del quartiere Vauban di Friburgo (Germania, 2006)

La scelta dell’acciaio come materiale da costruzione

La scelta dell’acciaio come materiale da costruzione garantisce certezza di tempi, costi ed opere durevoli rispetto a tecnologie costruttive che impiegano altri materiali. È un materiale green, prodotto dal riciclo e a sua volta riciclabile senza perdere alcune proprietà ed è più sicuro dal punto di vista sismico grazie alla duttilità propria e alla leggerezza della costruzione che impiega dettagli costruttivi anche meno onerosi.