Tecnologia dell'architettura

Tecnologia dell'architettura seconda parte

Strutture e carichi

Le strutture trasmettono i carichi al terreno. Gli elementi tecnici convivono nell'organismo edilizio e devono sostenere i carichi permanenti, i carichi accidentali di esercizio e quelli accidentali ambientali. La struttura deve delimitare uno spazio. Il concetto di struttura moderna si trova nella separazione e nella classificazione degli elementi strutturali, la struttura moderna è sempre riconoscibile. Separando gli elementi strutturali dagli elementi tecnici dell’edificio si migliorano i risultati nel campo dell’architettura, economia, funzionalità.

Strutture in elevazione

Le strutture in elevazione sono unità tecnologiche ed elementi tecnici che sostengono i carichi del sistema edilizio. Secondo la norma UNI 8290, le strutture in elevazione si classificano in verticali, orizzontali-inclinate e spaziali. L'individuazione delle strutture avviene per morfologia e caratteristiche costruttive, e sono organizzate per sistemi costruttivi: continui, puntiformi e misti.

Sistemi costruttivi

I sistemi costruttivi continui includono muratura, cemento armato e legno. Nello specifico abbiamo muratura portante, portante armata, cemento armato, pannelli in legno lamellare o stratificato. Il pannello X-Lam è usato per tutte le strutture autoportanti, come parete autoportante, solaio a calpestio e tetto, e può abbinarsi a ogni tipo di materiale strutturale e di completamento. I sistemi continui hanno grande rigidità per le caratteristiche di progettazione strutturale; la continuità degli elementi strutturali condiziona la progettazione, riguardando progettazione architettonica, impiantistica, gestione e cantiere. La muratura armata offre più margini di flessibilità degli elementi strutturali grazie all’armatura continua.

I sistemi costruttivi puntiformi hanno grande flessibilità e possono essere in legno, acciaio o cemento armato. Si individuano con facilità gli elementi strutturali. Ci sono tre sistemi puntiformi: in opera, prefabbricati e semi prefabbricati. Hanno elementi verticali lineari (pilastri, colonne e montanti) che trasmettono sollecitazioni alle fondazioni, elementi di orizzontamento fatti da piani con due dimensioni ed elementi lineari di collegamento.

I sistemi continui misti sono in legno, acciaio, cemento armato, muratura o muratura armata. Anche questi sistemi si suddividono in opera, prefabbricati e semi prefabbricati.

Solai

Gli elementi strutturali orizzontali formano il piano dell’edificio. Possono essere monodimensionali (travetti in cemento armato in opera-prefabbricati) oppure bidimensionali (lastre soletta piena). Trasferiscono i carichi verticali alle strutture e assorbono e ripartiscono le azioni orizzontali alle strutture verticali, mantenendo continuità strutturale. I solai monodimensionali comprendono elementi di alleggerimento e uno strato di completamento in cemento armato sottile. I solai bidimensionali includono uno strato strutturale integrativo e di collegamento in calcestruzzo, necessari gli elementi di alleggerimento per ridurre il peso.

Il solaio continuo bidimensionale impiega il cemento armato per ridurre gli spessori o per sollecitare le strutture di sostegno.

Chiusure

Le chiusure sono unità tecnologiche ed elementi tecnici che separano e conformano gli spazi interni del sistema edilizio rispetto all’esterno. Dividono l’interno dall’esterno, definendo lo spazio e assicurando le condizioni ambientali. Grazie alla riconoscibilità degli elementi costruttivi, sono riconoscibili anche le funzioni. Separando gli elementi strutturali da quelli tecnici si migliorano i risultati architettonici, funzionali ed economici.

Secondo la norma UNI 8290, le chiusure possono essere verticali, orizzontale inferiore, orizzontale su spazi esterni e superiore. Le chiusure verticali comprendono pareti perimetrali verticali ed infissi esterni verticali, orizzontali inferiori includono solai a terra e infissi orizzontali, mentre le chiusure orizzontali su spazi esterni comprendono solai su spazi aperti. Le chiusure superiori comprendono coperture ed infissi esterni orizzontali.

Pareti perimetrali verticali

Le pareti perimetrali verticali fanno parte delle chiusure verticali e impediscono il passaggio interno/esterno, controllano il passaggio di sostanze e energia tra interno/esterno. Sono classificate per impiego strutturale, complessità morfologica, funzionale e relazionale. Per l'impiego strutturale, le pareti possono essere portanti o non portanti, per complessità morfologica possono essere integrate, complesse o semplici. Funzionalmente, possono essere opache, trasparenti o ventilate, mentre relazionalmente possono essere cortina, semicortina seminserite o inserite.

La norma UNI 7959 riguarda le classi delle pareti perimetrali. Il sistema di requisiti e criteri di valutazione delle PPV è riportato in cinque classi di esigenze: sicurezza, benessere, gestione, aspetto e fruibilità.

Prestazioni delle pareti perimetrali

• Sicurezza: Limitazione delle temperature superficiali, resistenza al fuoco, meccanica, urti e vento.
• Aspetto: Controllo della regolarità geometrica.
• Fruibilità: Attrezzabilità.
• Benessere: Controllo della condensa, inerzia termica, tenuta all’acqua, isolamento acustico.
• Gestione: Resistenza a gelo, carichi sospesi, urti, strappo e acqua.

Norma UNI 8979

Questa norma riguarda gli strati che compongono le PPV, riportati in base ai requisiti ai quali devono rispondere, come strati principali, strati tenuta acqua, rivestimento esterno e protezione fuoco, non tutti sempre presenti. Gli strati possono essere primari, fornendo prestazioni, o complementari, occupando una posizione geometrica compatibile con l’esterno. L’origine dei requisiti degli strati funzionali consiste nell’individuare l’elemento portante in base allo strato di isolamento termico. La disposizione degli strati funzionali crea un modello funzionale; al variare dei materiali-spessori-sistemi variano anche le alternative tecniche.

Infissi esterni verticali

Gli infissi esterni verticali controllano il passaggio di persone, animali e oggetti tra interno ed esterno, così come il passaggio di sostanze ed energia. Sono essenziali per il controllo del rapporto di discontinuità tra interno ed esterno.

Pareti isolate

Le pareti isolate all’esterno presentano l’elemento isolante all’esterno rispetto allo strato resistente e portante. Lo strato isolante non rappresenta soluzioni di continuità, ma protegge dai ponti termici e acustici. La tenuta all’acqua è assicurata dal rivestimento esterno e dalla costituzione dei giunti. L’elemento portante è protetto dalle variazioni di temperatura e deve resistere solo alle sollecitazioni esterne.

Le pareti ventilate isolate hanno l’elemento isolante all’esterno e sono idonee per pareti portanti o non portanti. L’isolante protegge dai ponti termici ed acustici. Tuttavia, è frequente l’instabilità meccanica, provocando infiltrazioni, deformazioni del rivestimento, rotture per gelo e problemi all’isolante.

Una parete ventilata ha al suo interno un movimento di aria ascendente, utilizzando il calore proveniente dall’esterno. Questo movimento d’aria corrisponde al vapore acqueo proveniente dall’interno che fuoriesce, diminuendo la probabilità di condensazione.

Le pareti isolate nell’intercapedine hanno l’isolante tra due elementi o strati resistenti e portanti, idonee per pareti portanti e non. L’isolante protegge dai ponti termici e acustici. Lo strato isolante interno migliora l’inerzia termica, ideale per ambienti discontinui. La tenuta all’acqua è assicurata dal grado di permeabilità e dagli strati esterni. L’elemento portante non è sufficientemente protetto rispetto alle variazioni di temperatura e deve resistere alle sollecitazioni esterno-interno.

Le pareti isolate all’interno hanno l’isolante all’interno, diminuendo l’inerzia termica, ideale per scuole o ambienti di lavoro con riscaldamenti intermittenti. Sono idonee per pareti portanti e non portanti; l’isolante protegge dai ponti termici e acustici. L’elemento portante deve resistere direttamente alle sollecitazioni esterne. La tenuta all’acqua varia in base al comportamento degli strati esterni.

Pareti leggere

Le pareti leggere hanno l’isolante tra due pannelli sottili con funzione resistente, materiali con peso ridotto e limite a 100 kg/m². Sono idonee solo per le pareti portanti e possono essere facciate inserite, semi-inserite o a cortina. Adatte a tutti i tipi di edificio, valide per edifici a struttura in metallo o legno. Adatta anche al calcestruzzo, ma i sistemi di ancoraggio delle pareti devono essere predisposti nei getti.

Conglomerati

I conglomerati derivano dalla miscelazione di leganti, acqua, aggregati e additivi. Si riconoscono in base alle caratteristiche come malte (granulometria fine) e calcestruzzo (granulometria medio-grossa). L’acqua deve essere pura, limpida e dolce, poiché le impurità possono produrre un peggioramento nella presa e la presenza di macchie. In base alla temperatura, varia la presa: acqua fredda rallenta e viceversa. Le impurità possono creare efflorescenze saline con formazione di cristalli di sali, funghi per la forte umidità costante e sfogliamento con distacco del film di pittura.

Leganti

I leganti sono materiali miscelati con acqua che si legano agli aggregati, indurendo per reazioni chimiche. In base alla presa, sono classificati in aerei (solo in atmosfera asciutta e non operano a contatto con l’acqua come il gesso) oppure idraulici (induriscono anche in acqua e possono restare a contatto continuo con essa, come cementi e calci idrauliche). La normativa UNI EN 459 riguarda le calci da costruzione.

Le calci aeree possono essere calci vive o spente. Non hanno proprietà idrauliche e induriscono lentamente in ambiente areato. Le calci vive sono un prodotto di prima lavorazione dalla cottura ad alta temperatura di rocce calcaree e vengono commercializzate in zolle. La calce spenta si ottiene dall’idratazione della calce viva, le rocce con alta percentuale di carbonato di calcio originano marmi e travertini. Due processi di spegnimento: con acqua leggermente superiore (crea la calce spenta in polvere) o eccesso di acqua (per malte da muratura o intonaco). L’acqua con la calce idrata in polvere crea un materiale allo stato di grassello, meno plastico rispetto a quello ottenuto dallo spegnimento della calce viva.

Ciclo produzione calce

Il ciclo di produzione della calce inizia con il carbonato di calcio, evaporando l’acqua, entra l’anidride carbonica e si ottiene la malta fresca. Alla malta fresca si aggiungono sabbia ed acqua per ottenere la calce spenta. Aggiungendo acqua alla calce spenta si ottiene la calce viva. Se alla calce viva si elimina l’anidride carbonica, si ritorna al carbonato di calcio.

Gesso

Il gesso fa parte dei leganti aerei in polvere, con struttura cristallina e varia velocità di indurimento. Si ottiene dalla cottura della pietra di gesso, con l’aggiunta di additivi è usato come materiale da costruzione in ambienti interni. Il suo comportamento al fuoco è buono, mentre l’isolamento acustico e termico è ottimo. Tuttavia, in atmosfera aggressiva è solubile e vulnerabile. L’utilizzo varia in base alla temperatura di cottura: fine o da presa a 130°C per stucchi e modelli, comune o da fabbrica tra 180°C e 250°C per finiture regolari o intonaci, forte per lastre, tavelle, elementi strutturali, idraulico o per pavimenti a 1000°C per sottofondi di pavimenti comuni.

Calci idrauliche

Le calci idrauliche induriscono con l’acqua e derivano dalla cottura dei calcari marmosi che contengono l’argilla; maggiore è l’argilla, maggiore saranno la resistenza meccanica e l’idraulicità. Oggi, sono spesso sostituite dal cemento Portland. Le calci idrauliche naturali contengono ossido e idrossido di calcio non legati e hanno proprietà idrauliche, presa e indurimento rapido se unite all’acqua e per reazione con l’anidride carbonica presente nell’aria. Non contengono ulteriori additivi, disponibili in zolle o in polvere, con resistenza a compressione a 28 giorni di 15 kg/cm².

La calce formulata è una miscela di calce aerea e/o calce naturale con l’aggiunta di materiale idraulico e/o pozzolanico, che fa presa e indurisce se unita all’acqua.