Lezioni, Materiali e sistemi costruttivi

LATERIZIO

si definiscono laterizi tutti i prodotti da costruzione che sono prodotti dalla lavorazione e la cottura dell'argilla cruda.

Costituiscono il primo esempio e archetipo della prefabbricazione per la costruzione, infatti i mattoni sono elementi uguali

pre-fabbricati, quindi il mattone è un prefabbricato (dimensioni standard).

Inizialmente i mattoni venivano formati a mano e cotti al sole, con l'evoluzione tecnologica della produzione del laterizio si è

passati ad una cottura al forno, ed elevate temperature, successivamente grazie alla trafilatura meccanica e cottura

industrializzata abbiamo ottenuto moltissime varianti.

Attualmente la tecnologia ci consente di avere dei termo-laterizi ad alta resistenza.

I laterizi vengono suddivisi in base: al prodotto alla categoria e all'utilizzo

la classificazione (secondo la norma UNI 8458) è di due tipi:

1. classificazione in base all'uso: - pietre da costruzione utilizzate per strutture portanti

- pietre ornamentali utilizzate per opere di finitura

2. classificazione in base al processo di formazione: - IGNEE/Magmatiche (Balsalto, oprfido, granito)

- Sedimentarie (Tufo, travertino, dolomia)

- metamorfiche (marmo, ardesia, quarzito)

CARATTERISTICHE TECNICHE

le caratteristiche tecniche fondamentali del laterizio sono:

peso specifico

– porosità e permeabilità (in base a questa caratteristica alcune pietre possono avere della temperatura) in fase

– progettuale va calcolata in rapporto alle sollecitazioni termiche a cui è sottoposto il materiale, e in quale ambiente e

situato. Le fessurazioni della pavimentazione sono uno degli inconvenienti della dilatazione termica, infatti se tra le

fughe dei pavimenti non vengono applicate delle giunture di dilatazione termica le lastre di materiale, aumentando di

dimensione, si lesionano (giunto=striscia di neoprene o gomma ogni 10 m)

conducibilità termica la capacità di un materiale di conduce calore attraverso se stesso. Questa caratteristica è

– fondamentale quando andiamo a collocare la trasmittanza di una parete (capacità della parete di trasmettere il calore

verso l'esterno).

Resistenza a compressione, trazione, flessione e urto sono caratteristiche meccaniche che vanno considerate quando

– il materiale, posto in opera, sono sollecitati in diversi modi

resistenza al fuoco ci dice per quanto tempo il materiale resiste in caso di incendio (REI 60,90,120,180 = min di

– resistenza senza modificare le sie caratteristiche meccaniche)

lavorabilità (durezza, segabilità, scolpibilità ecc..) indica la caratteristica che ha un materiale di essere lavorato.

– Resistenza all'usura è determinante per specifici impieghi ossia se il materiale è adatto o meno all'uso

– colore non è importante solo a livello architettonico (o estetico) ma anche per la uantità di energia riflessa e assorbita

– dal materiale. È da considerarne quando si punta a fare un progetto con un efficientismo energetico.

USI PREVALENTI DELLE PIETRE

gli usi prevalenti sono: rivestimenti, murature portanti e pavimentazione.

Granito una volta era usato anche in ambito strutturale, ora non più perchè è molto costoso quindi è impiegato per i

rivestimenti.

Ardesia, murature portanti, pavimentazione

basalto, murature portanti

calcari, murature portanti

tufi, murature portanti

marmo, rivestimenti

porfido, rivestimenti

travertino, rivestimenti DEFINIZIONI E NORME

la norma UNI 8942 definisce i “prodotti di laterizio per murature” prevede:

il mattone forato: è definito forato solo se il 55% del volume totale è forato

– un mattone: è definito quando abbiamo un elemento che ha un volume superiore ai 5500 cm^3.

– Un blocco: è definito quando abbiamo un elemento che ha un volume superiore ai 5500 cm^3.

– Un blocco forato: ha le stesse caratteristiche del mattone forato ma con un volume maggiore. Per le murature portanti

– invece la percentuale di foratura si deve abbassare al 45%.

foratino: spessore inferiore al 150 mm

– f= 100F F= superficie dei fori

A A= superficie della sezione del mattone

il mattone UNI è un mattone che ha delle dimensioni prestabilite che sono esattamente queste: 5,5 cm altezza, 25 cm

lunghezza, 12 cm larghezza. Il motivo per la quale esistono queste misure precise è perchè realizzando la struttura in muratura

a seconda di come posiziono i mattoni ottengo delle particolari accostamenti:

muratura a due teste: 12+1+12= 25 cm

– muratura a tre teste: 12+1+12+1= 38 cm

– muratura a quattro teste

– intercorso di malta

– VETRO

DEFINIZIONE E COMPOSIZIONE

il vetro è un materiale traslucido ed è un materiale amorfo ed isotropo, queste ultime due caratteristiche fanno riferimento al

reticolo molecolare del materiale, che è disordinato, infatti quando il vetro si rompe non c'è una direzione di rottura

prevedibile, con altri materiali possiamo più o meno prevederne gli esiti della rottura.

Il vetro è composto da 3 elementi fondamentali:

1. vetrificante (silice/sabbia; ossido di silicio) 69-74% ; sostanze che con il calore si trasformano dalla cristallina alla

forma vetrosa (amorfa)

2. fondente (ossido di sodio) 12-16% ; abbassano il punto di fusione del vetro

3. stabilizzante (calce, ossido di calcio) 5-12% ; rendono il vetro inattaccabile dagli agenti esterni.

SECONDE LAVORAZIONI DEL VETRO

si dicono seconde perchè le prime appartengono al processo di fabbricazione, che sono più specifiche, le seconde invece sono

finalizzate ad ottenere il prodotto finito, sono:

colorazione

– molatura

– foratura

– incisione

– smaltatura

– sanitatura e sabbiatura (lastre opache)

– curvatura

–

TIPOLOGIA DI VETRI(norma uni 7697)

questa norma classifica il vero in 4 categorie:

vero temperato: è un vetro che ha subito un processo di tempra ossia un riscaldamento e poi un brusco raffreddamento che

permette di avere delle resistenze meccaniche superiore (+ resistente)

vetro stratificato: può essere di sicurezza, ossia se si rompe rimane comunque unito ma lesionato (vetrine dei negozi) e viene

realizzato interponendo al vetro dei fogli di materiale plastico.

Vetro armato (retinato): nell'impasto viene messa una rete metallica (+ resistente)

vetro unito al perimetro: ossia vetro camera, utilizzato per la realizzazone degli infissi esterni. Più lastre di vetro con delle

intercapedini chiuse con l'infisso.

TIPOLOGIE DI VETRO ED INNOVAZIONE TECNOLOGICA

Vetri basso emissivi: ha la caratteristica d avere una trasmittanza molto contenuta in quanto la superficie tende a

• respingere il calore all'interno dell'ambiente

vetri riflettenti a basso fatto solare: il vetro ha un fattore solare basso, quindi un vero con un fattore solare di 0,7 fa

• passare solo il 70% dell'energia che lo investe. Energia che passa dall'esterno all'interno. È ottimo per la problematica

termica estiva.

Vetri antincendio (Rei 30/60/90/120) protezione da fumi fiamme e irraggiamento calorifero

• vetri per la protezione solare veri a basso fattore solare

• vetri ad elevata rifrazione in grado di dirigere la luce.

•

VETRO E BIOCLIMATICA è un materiale di tipo selettivo ne confronti delle radiazioni solari (effetto serra) che fa entrare

l'energia ma non la fa più uscire rimanendo in trappolata. Lascia passare grande quantità di energia luminosa, che colpisce gli

oggetti interni nell'ambiente che la assorbono e la rimettono sotto forma di energia termica. Si attua quindi un risparmio

energetico utilizzando il calore ottenuto dall'energia luminosa.

SISTEMA A SPAZIO SOLARE (serra solare)

questo sistema si basa sulla captazione dell'energia solare da parte di ampie superfici vetrate, che funzionano in modo da

favorire l'assorbimento del calore da parte delle masse termiche.

Questo sistema può essere compreso nel volume dell'edificio o semplicemente addossato ad esso.

Si può dividere il sistema a spazio solare in due categorie in funzione della modalità di distribuzione dei plussi termici.

SERRE PASSIVE sono tecnologie che applicate all'edificio, permettono di regolarne gli scambi temici tra interno ed esteron,

usando la radiazione solare come fonte di energia. Gli elementi essenziali sono:

1. i collettori= sono gli elementi destinati alla captazione solare.

2. Masse di accumulo= sono masse termiche destinate ad immagazzinare calore e a ricederlo in assenza di sole.

3. Componenti di controllo= regolano in funzionamento nel ciclo giornaliero e stagionale

i sistemi solati passivi possono essere di 3 tipi:

1. a guadagno diretto = la radiazione entra direttamente nello spazio da riscaldare tramite un collettore vetrato, e si

converte in calore. Le superfici che circondano l'ambiente (dotate di grande capacità termica) assorbe il calore in

eccesso, rilasciandolo nelle ore notturne per irraggiamento.

2. Guadagno indiretto = il collettore in questo caso fa parte dell'involucro e riceve le radiazioni trasferendole alla essa di

accumulo termico , che la ricede sotto forma di energia temica trasmessa agli ambienti per irraggiamento.

3. A guadagno isolato = sono costituiti dalle serre

SISTEMA A DOPIA FACCIATA: in questo tipo di sistema è presente uno spazio ossia una camera d'aria tra la parte interna e

l'involucro più esterno. Questo spazio viene riscaldato grazie al solito processo di riscaldamento naturale, quindi c'è un flusso

di aria calda che avvolge completamente l'ambiente più interno. Durante il periodo notturno, le masse termiche, che hanno

assorbito il calore, lo cedono all'interno dell'ambiente più interno.

MATERIALI ISOLANTI

questi materiali vengono utilizzati nelle operazioni di isolamento termico o acustico.

Si dividono in 3 grandi categorie:

materiali isolanti minerali

• materiali isolanti vegetali e animali

• materiali isolanti sintetici

•

le normative che interessano questi materiali sono molto vincolanti in funzione delle fasce climatiche in cui devono essere

messi in opera: (a Roma 0,36 è il parametro limite di trasmittanza per le strutture verticali, 0.32 per le coperture).

Trasmittanza quantità di energia che dall'interno va verso l'esterno.

Per avere una trasmittanza bassa devo utilizzare dei materiali isolanti con una bellissima capacità termica e integrati le

strutture di involucro possono garantire la riduzione del consumo energetico.

I materiali sintetici isolanti hanno delle performance d gran lunga superiori agli altri tipi ma non sono molto bio-ecologici.

I materiali isolani animali e vegetali per arrivare a dei parametri simili più o meno a quelli dei materiali isolanti sintetici

devono essere stratificati.

I materiali isolanti minerali alcuni hanno performance migliori rispetto ad altri come la lana di vetro o roccia, e altri possono

essere utilizzati come strato isolante integrativo di altri materiali.

per risolvere i ponti termici l'isolamento deve essere posto in opera senza soluzione di continuità e il più possibile omogeneo,

nel caso in cui mi trovo ad avere un solaio che interromperebbe la continuità devo trovare una soluzione che on mi ga faccia

avere la presenza di un ponte termico

per avere una trasmittanza bassa devo utilizzare dei materiali isolanti con una bassissima capacità termica e integrati con le

strutture di involucro possono garantire la riduzione del consumo energetico.

MATERIALI ISOLANTI MINERALI

lana di roccia: si origina attraverso il processo di risolidificazione sotto forma di fibre della lana fusa è quindi un

• prodotto naturale che combina le caratteristiche isolanti della lana con la forza della roccia. Oltre ad avere un elevata

capacità di isolamento termico. Ha anche una ottima assorbenza a livello acustico.

Riesce a combinare in se: protezione al fuoco, incombustibilità, isolamento termico e isolamento acustico.

Lana di vetro: i vantaggi principali di questo materiale sono:

• isolamento termico, protezione al fuoco e isolamento acustico.

Ha anche una resistenza alla compressione. Viene utilizzato per isolare tutti i tipi di strutture edilizie come: tetti (piani

e a falda), pareti e solai, ha anche una buona fono assorbenza.

Vetro cellulare

• argilla espansa

• vetroceramica schiumosa

•

MATERIALI ISOLANTI SINTETICI

poliestirene espanso- estruso: è utilizzato per l 'isolamento termico, ma ha molte caratteristiche: impermeabilità,

• resistenza alla compressione e ottima stabilità dimensionale.

La struttura cellulare di questo materiale è regolare quindi la struttura cellulare d questo materiale è regolare uindi il

materiale ha delle prestazione stabili e omogenee, che fanno sì che abbia un coefficiente di conducibilità termica

basso, resistete all'acqua e al vapore e infine resiste alla compressione. Questo materiale è ottimo nell'utilizzo di

isolamento delle patee di fondazione (contratto tra fondamenta e terreno fa disperdere il 15% o 20% del calore totale),

infatti è necessario uno strato sottile per risultati accettabili. Più le fondazioni sono ampie maggiore è la dispersione di

calore = edificio a torre (poca perdita di calore grazie alle ridotte dimensioni della platea di fondazione) .

Polistirene espanso sintetizzato (eps), utilizzato per l'isolamento di edifci nuovi o in fase di ristrutturazione . Se viene

• ricoperto con un involucro di intonaco, riesce ad avere una leggera resistenza al fuoco. Ha una bassissima

conducibilità termica quindi lo strato di materiale utilizzato può essere fino. È utilizzato per un sistema particolare di

isolamento = isolamento a cappotto. (ha caratteristiche molto simili a quelle del polistirolo espanso- estruso)

pannelli in poliuretano

• schiuma poliuretanica espansa

•

MATERIALI ISOLANTI VEGETALI E ANIMALI

sughero: viene ricavato dalla corteccia della quercia da sughero. I pannelli ricavati hanno delle elevatissime proprietà

• di isolamento acustico e termico.

Il valore di conducibilità termica però è elevato rispetto a quelli sintetici quindi è fondamentale, per una buona riuscita

dell'isolamento, lo spessore delle strutture edilizie, perché lo spessore previsto del materiale è maggiore.

Ha una resistenza alla compressione, all'usura. È imputrescibile e impermeabile.

Lana di legno: sono pannelli composti da e di legno mineralizzate rivestite da un legante minerale (cemento). La

• struttura cellulare del legno conferisce a questi pannelli leggerezza ed elasticità, nonché un ottimo isolamento

acustico.

ISOLAMENTO A CAPPOTTO

è un sistema composto da elementi diversi:

lastra di materiale isolante (EPS, XPS)

– collante

– rete di armatura (in fibra di vetro)

– finitura con rivestimento sottile di intonaco (viene realizzato sulla facciata esterna dell'edificio per una coibentazione

– termica ma anche acustica. LEGNO

Il Legno utilizzato nel corso degli anni, viene utilizzato anche per strutture più complesse, non solo strutture semplici. Poteva

essere usato per la realizzazione degli involucri edilizi e per i rivestimenti, che sostituisce il getto in opera nei paesi freddi.

Baloon Frame (sistema a pallone) consiste in ogni involucro a telaio composto da elementi lignei in dimensioni e tipologie

uguali, non c'è una gerarchizzazione e tutto l'involucro contribuisce alla staticità dell'edificio.

Classificazione del legno

1. in base alle caratteristiche meccaniche:

- essenze dure

- e resinose (pino,abete, cipresso..)

- essenze tenere

2. in base all'impiego:

- legno per combustibile

- legno per uso industriale

- legno per costruzione

- legno da lavoro (mobili, infissi)

il legno presenta diverse proprietà:

resistenza a trazione e compressione: che varia a seconda della direzione della sollecitazoine

• R> se la sollecitazione avviene nel senso delle fibre

R< se la sollecitazione avviene trasversalmente rispetto alle fibre

R> se aumenta l'umidità (infatti più è secco e meno resiste)

Durata: tempo di durata delle prestazioni meccaniche in opera e dipende dalla presenza di alburno e umidità

• resistenza al fuoco: essendo formato di cellulosa è un materiale infiammabile

• conducibilità termica: è un buon isolante termico, la sua bassa densità riduce la conducibilità

• resistenza chimica: presenta una elevata inalterabilità nei confronti degli agenti chimici e atmosferici

•

difetti del legno :

se non tratto è attaccabile da microrganismi vegetali o animali.

– Sviluppo anormale del tronco (a causa del vento)

– fibre torte

– nodi (rami giovani inglobati nel legno)

–

Appunti sulle lezioni del professor D'Olimpio per l'esame. Trattano i seguenti argomenti: calcestruzzo e cemento armato (con comportamento trave in cemento armato), acciaio (diagramma di diagramma di hooke), laterizi, vetro, materiali isolanti, legno, sistemi costruttivi e i procedimenti costruttivi.
Tutto quello da sapere si trovano negli appunti sintetizzati e con immagini da rendere più semplice lo studio.

voto: 28