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 baloon 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 che

capitare che la commissione del paesaggio diano 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: 2

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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 cono 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:

1) Assito in legno

2) Partizione di listelli posati in un senso + un secondo ordine di listelli perpendicolare al primo

3) 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

seziona 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 5

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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, 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: 6

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• Capriate oggi (contaminazioni e div