SOLAIO IN LATERO-CEMENTO
SOLAIO IN LEGNO E METALLO
Per il dimensionamento delle strutture l’analisi dei carichi è un pas- saggio fondamentale non solo perché se ne determinano le dimensioni, ma anche perché eventuali incrementi determinati dal peso del sistema a verde possono influenzare la scelta di uno piuttosto che un altro sistema strutturale. Come descritto nel paragrafo II.5 L’importanza dei fattori di carico nella definizione del pacchetto tecnologico, il primo fattore che si deve tenere in considerazione
nella progettazione dell’elemento portante è che il sistema a verde presenta un peso diverso in relazione alla quantità d’acqua che contiene. Sia lo strato colturale, in misura prevalente, sia eventuali elementi specificatamente predi- sposti per accumulare acqua nelle proprie cavità, si imbibono d’acqua deter- minando ovvie conseguenze dal punto di vista statico. La normativa italiana impone che il carico permanente venga calcolato, a favore della sicurezza, impiegando valori di massa volumica in totale saturazione idrica.
Il secondo fattore da tenere in considerazione nell’analisi dei carichi di una copertura a verde riguarda la valutazione del peso delle piante. Le piante sono prevalentemente composte di lunghe cellule fibrose e di acqua e il loro peso, pur di non immediata determinazione, dev’essere valutato in base alla dimensione prevista raggiungibile in massimo sviluppo.
Il Sedum, le erbacee perenni e gli arbusti sono assimilabili ad un carico unifor-
memente distribuito. Diversamente vale per gli alberi che rappresentano dei carichi concentrati. SISTEMA A VERDE PESO TOTALE Kg/m2 TIPO DI VEGETAZIONE PESO DELLA VEGETAZIONE Kg/m2 SPESSORE DEL SUBSTRATO cm
PESO DEL SUBSTRATO = DENSITÀ APPARENTE Kg/m2 (650 kg/m3) INVERDIMENTO ESTENSIVO 80 - 150 Sedum 10 8 - 15 52 - 97,5 + peso acqua Erbacee perenni a ridotto sviluppo 10 INVERDIMENTO SEMI-INTENSIVO 150 - 300 Grandi erbacee 15 15 - 25 97,5 - 162,5 + peso acqua Arbusti di piccola taglia 20 INVERDIMENTO INTENSIVO 150 Prato 5-10 25 162,5 + peso acqua 400 Arbusti di grande taglia e piccoli alberi 40 25 - 40 162,5 - 260 + peso acqua > 600 (carichi di punta)
Alberi di III gran- dezza (altezza a completo sviluppo 4-10 metri) tabella dendrometrica > 60 390 + peso acqua > 600 (carichi di punta) Alberi di II gran- dezza (altezza a completo sviluppo 10-16 metri) tabella dendrometrica > 60 390 + peso acqua
analISI deI carIcHI
Tabella III.12: Peso dei sistemi a verde estensivo e intensivo
I valori dei carichi permanenti generati dal sistema a verde devono essere valutati in condizione di massima saturazione idrica, ossia presupponendo che tutti gli spazi vuoti dei materiali inerti dello strato colturale e del drenaggio siano completamente riempiti d’acqua. Tale condizione, nella realtà irrag- giungibile, incrementa notevolmente il valore dei carichi per cui la struttura portante viene dimensionata.
La tabella riporta i valori di carico indicativi delle diffenti tipologie di sistema a verde; tali valori sono normalmente forniti dai produttori stessi. L’elemento che più influisce sulla variazione del peso della copertura è il substrato, la cui densità apparente (ossia il peso vero e proprio del materiale, compresi tutti gli spazi vuoti che racchiude) può variare da 350 a 1000 chilogrammi al metro cubo. Inoltre, in relazione alle sue capacità idriche, il suo peso varia ulteriormente quando bagnato, in modo diseguale da miscela a miscela.
L
a funzione dell’elemento termoisolante è quella di portare la resistenza termica globale della copertura al valore richiesto dal progetto; una funzione che, sebbene in realtà assolta da più elementi, viene di norma considerata caratteristica di uno strato specificatamente predisposto. Come è stato descritto nel primo capitolo, il sistema a verde presenta proprietà termisolanti per la massa di cui è dotato: lo strato colturale, prevalentemen- te, ma anche la vegetazione e gli elementi di drenaggio e accumulo idrico, aggiungono spessore e inerzia al sistema di impermeabilizzazione miglioran- do complessivamente le prestazioni termiche dell’intera copertura. Questa proprietà, pur variabile a seconda dell’altezza della sezione, presenta la caratteristica di non agire in maniera costante a causa della sua permeabilità all’acqua: il substrato asciutto, infatti, ha valori di trasmittanza termica pros- simi a quelli di un materiale isolante, mentre il substrato bagnato ha valori di trasmittanza più elevati e quindi non è in grado di esercitare tale funzione. Per questa ragione è opportuno predisporre uno strato termoisolante all’in- terno della stratigrafia della copertura.I materiali che costituiscono lo strato termoisolante possono essere svariati: legno, polistirene, lana di roccia, ecc. La scelta del materiale più appropriato è influenzata dalla posizione che assume lo strato all’interno del pacchetto della copertura a verde.
Nell’inserimento di uno strato termoisolante, si rende quindi necessa- rio determinare il materiale, la sua posizione all’interno della stratigrafia e il suo spessore. FunzIone maTerIale progeTTazIone
L’isolamento termico
TETTO DRITTO TETTO ROVESCIOIn relazione alla posizione dell’elemento di isolamento termico si hanno quattro tipologie differenti di copertura:
1. tetto freddo: in questa sequenza lo strato termoisolante non esiste o è collocato nell’intradosso del solaio di copertura (pertanto
eventualmente svincolato dal requisito di resistenza ai carichi);
2. tetto caldo: questa tipologia prevede che lo strato termoisolante si tro- vi fra l’elemento di tenuta e il solaio di copertura. La scelta del mate- riale è in questo caso vincolata alla resistenza a compressione: la nor- mativa specifica che la resistenza a compressione dev’essere superiore a 150 chilopascal e che i sovraccarichi di progetto non devono trasferi- re allo strato termoisolante carichi superiori al 70% del valore della resistenza a compressione del prodotto. Un’insufficiente resistenza a compressione comporterebbe una diminuzione dello spessore dello strato con una conseguente riduzione della capacità termoisolante del materiale; pertanto sono esclusi nella scelta del materiale tutti quegli elementi composti da fibre soffici. Soddisfatto il primo requisito è necessario inoltre considerare le incompatibilità meccaniche e chimiche che possano intercorrere fra l’elemento termoisolante e l’elemento di tenuta e in modo particolare è necessario valutare le modalità di posa della membrana impermeabilizzante. L’inserimento dello strato termoisolante sotto l’elemento di tenuta impone l’applica- zione di altri strati funzionali:
- la barriera a vapore, in aderenza alla parte calda dell’isolamento termico, al fine di evitare la formazione di condensa che
pregiudicherebbe la funzione isolante dello strato appositamente predisposto;
- lo strato di separazione meccanica per ovviare all’eventuale incompatibilità chimica o meccanica fra l’elemento termoiso- lante e l’elemento di tenuta;
3. tetto rovescio: in questo caso l’elemento termoisolante è sovrapposto all’elemento di tenuta. Questo implica che il componente facente parte del sistema a verde e non del sistema di impermeabilizzione possa essere bagnato dall’acqua. Come per il tetto caldo anche in questo caso la resistenza a compressione dev’essere valutata in relazio- ne al peso delle stratigrafie sovrastanti in condizione di saturazione idrica.
Lo strato termoisolante di un tetto rovescio, nel caso delle coperture a verde, di fatto funge anche da elemento di protezione meccanica e, se opportunamente modellato, da elemento di drenaggio e accumulo idrico.
4. tetto a sandwich: questo è il caso in cui l’isolamento termico si trova sia sotto l’elemento di tenuta, che sopra di esso, unendo così le due prece- denti soluzioni.
U
no dei principali elementi di difficoltà nella diffusione delle copertu- re a verde è rappresentato dall’impossibilità di una sua applicazione indifferenziata rispetto al contesto climatico di inserimento. Non solo la vegetazione cambia da zona a zona, ma anche il funzionamento complessi- vo del sistema a verde si deve adattare alle variazioni dei fattori climatici: il rapporto “specie vegetali/substrato/clima” può dar luogo a stratigrafie radi- calmente differenti a seconda dell’inserimento in una piuttosto che un’altra zona climatica.Le figure III.11, III.12 e III.13 documentano una copertura estensiva di una palestra collocata ad Amsterdam, in cui una porzione del sistema a verde è scivolata esponendo la sua stratigrafia. Appare evidente dall’immagine III.11 che lo spessore complessivo del sistema sia estremamente ridotto, non superiore a 3 centimetri. La stratigrafia sopra l’elemento di tenuta (che in questo caso è una membrana impermeabilizzante in bitume-polimero) è così composta: lo strato vegetale, costituito da varie specie di Sedum tappez-
zante al 100%, radica in un substrato di circa 2-3 centimetri di inerti a grana fine, probabilmente miscelati con una fibra organica; il substrato è trattenu- to da un tappetino dotato di una superficie scabrosa che funge da strato di separazione fra la membrana e il sistema a verde e garantisce la protezione meccanica e la protezione dall’azione delle radici per l’elemento di tenuta. Le funzioni di accumulo idrico e di drenaggio sono pressochè assenti: un certo accumulo è garantito dai 2-3 centimetri di substrato e il drenaggio non è necessario perchè la stratigrafia è estremamente ridotta. Dalle immagini appare evidente che il sistema a verde, pur minimale e privo di impianto di irrigazione, è perfettamente in grado di tenere in vita la vegetazione in buone condizioni. Questo tipo di stratigrafia, molto diffusa nel centro-nord Europa, non avrebbe alcuna possibilità di resistere in nessuno dei climi mediterranei, a meno di un continuo apporto d’acqua.
Le figure della serie III.14 nella pagina seguente riportano le tempe- rature massime registrate un giorno estivo medio (qui il 14 giugno 2009), in Italia, Germania, Austria e Repubblica Ceca. In alcune regioni d’Italia,