Tecnologia dell'architettura

Tecnologia dell'architettura (prima parte)

Ogni progetto, prodotto, realizzazione comporta tre fattori: esigenze, risorse, vincoli, che creano il contesto. Un prodotto (UNI EN ISO 8402-9000) è il risultato di attività o processi. Un processo (UNI EN ISO 8420-9000) include risorse e attività connesse tra loro e trasforma elementi di entrata in elementi di uscita. Esistono due tipi di processo: decisionale e produttivo.

Processo edilizio

Il processo edilizio (UNI 7867) comprende fasi operative che rilevano esigenze soddisfatte nella produzione edilizia. Interessano: programmazione, progettazione, realizzazione e gestione. Le fasi del processo edilizio (UNI 10723) si suddividono in tre fasi: decisionale, esecutivo, gestionale.

• Decisionale: fasi prima della realizzazione dell’intervento. Definiscono obiettivi, sviluppo progettuale, programmazione.
• Esecutivo: fasi che portano alla realizzazione dell’intervento. Riguardano progettazione e programmazione.
• Gestionale: seguono l’organismo edilizio dall’inizio alla fine.

L'edificio è il prodotto del processo edilizio. Comprende più prodotti che raggiungono un obiettivo e soddisfa le esigenze nei vincoli rispetto alle risorse limitate di un contesto. È la trasformazione pianificata di un ambiente, deve definire, delimitare, contenere e proteggere uno spazio. Ogni parte dell’edificio è sottoposta a forze e agenti ambientali, deve restare stabile, resistente, non deformabile grazie agli elementi strutturali che assorbono gli effetti meccanici delle azioni.

Organismo edilizio

L'organismo edilizio è composto da elementi spaziali (più attività) ed elementi tecnici (prodotti edilizi che svolgono una o più unità tecnologiche). Individua esigenze, requisiti e prestazioni.

• Esigenze: ciò che è richiesto per svolgere un’attività (Es: esigenze parete perimetrale verticale come sicurezza e resistenza termica).
• Requisito: traduzione di un’esigenza, trova le condizioni che soddisfano l’organismo edilizio (Es: tecnologici, tecnici, ambientali).
• Requisito tecnologico: condizioni di soddisfacimento da parte di un elemento tecnico e/o subsistema tecnologico.
• Prestazione tecnologica: riguarda un requisito tecnologico. Definisce la risposta a una o più specificazioni di prestazione, definisce l’obiettivo del progetto.

Il sistema edilizio unisce unità ambientali e unità tecnologiche e/o elementi tecnici. Il sistema procedurale include regole che dirigono l’organismo edilizio (progettazione e realizzazione). Il processo produttivo riguarda sia il prodotto edilizio sia il prodotto industriale.

• Prodotto edilizio: unico, limitato, comprende più discipline e gli obiettivi sono da definire.
• Prodotto industriale: standard, permanente, compiti distinti e gli obiettivi sono definiti.

Classificazione sistema tecnologico

La classificazione del sistema tecnologico (UNI 8290) è composta da otto classi di elementi funzionali divisi in tre livelli: classi unità tecnologica, unità tecnologica e elemento tecnico. Le tre fasi sono: processuale (chi produce e realizza), funzionale (chi progetta e gestisce), merceologia (chi produce e commercializza).

La struttura, insieme ai materiali, sostiene i carichi. È composta da due tipi di insiemi:

• Insiemi naturali: materiali non progettati per convivere tra loro.
• Insiemi artificiali: materiali progettati per convivere tra loro.

Forze e materiali

Isac Newton enuncia la terza legge: per ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Le forze che agiscono su un sistema in equilibrio si annullano. L’equilibrio si verifica quando si generano forze che rallentano la massa in movimento. Azioni e reazioni sono bilanciate. Un solido resiste a forze esterne perché si deforma.

Robert Hooke enuncia la teoria dell’elasticità:

• Un materiale solido resiste a una forza esterna cambiando forma (trazione e compressione).
• Un materiale solido è elastico se torna nella forma originale.

Augustin Cauchy introduce il concetto di sforzo: è il rapporto carico-rottura sotto carico di un materiale. È la forza applicata per una unità di superficie passante per un punto del materiale. Indica con quanta forza si allontanano gli atomi.

Lo sforzo di rottura è il carico per una unità di superficie che porta il materiale alla rottura. La deformazione è la conseguenza di uno sforzo applicato a un materiale. Indica di quanto si allontano gli atomi. Misura la variazione della lunghezza di un materiale dopo allungamento o compressione. La forma o le dimensioni variano dopo la sollecitazione.

Il taglio è associato allo scorrimento, due sezioni adiacenti dello stesso materiale scorrono sottoposte a forza. Lo sforzo di taglio è la forza di taglio che agisce per una unità di superficie della sezione del materiale sottoposto a forza.

Le proprietà meccaniche misurano la capacità di resistenza dei materiali che sopportano sforzi e deformazioni. La relazione tra sforzi e deformazione è espressa dalla formula Sforzo/Deformazione = E, dove E è costante (corrisponde alla deformazione elastica dei materiali allo stato puro).

Il modulo di Young è importante quando si associano materiali diversi. Misura rigidità (contraria alla deformazione) ed elasticità. La rigidità si misura in cm²/kg.

Il limite di elasticità è il punto in cui il materiale si deforma permanentemente e si ha una deformazione plastica permanente. La plasticità è la capacità del materiale di deformarsi sotto carico permanente senza arrivare alla rottura. I materiali fragili arrivano a rottura ma non hanno deformazione plastica permanente (vetro, ghisa, polimeri).

Le strutture scaricano verso il terreno tutti i carichi che agiscono sull’edificio. Gli elementi verticali (murature e pilastri) raccolgono le sollecitazioni.