Pannelli in Alluminio

Come esposto nelle immagini presenti nel paragrafo precedente, la pannellizzazione della parte superiore della copertura sarà affidata a pannelli sandwich in alluminio; l’utilizzo di questa tipologia di pannelli permette di evitare che la luce solare irraggi perpendicolarmente la zona sottostante nelle ore più calde, garantendo un ottimo isolamento termico grazie alla presenza, nel pacchetto che compone il pannello, di uno strato isolante in lana di roccia.

La stratificazione completa del pannello è riportata nell’immagine sottostante:

Figura 2-39: Stratificazione dei pannelli in alluminio

2.2.3 La Gridshell

A differenza del procedimento convenzionale, che vede gli assi degli elementi strutturali coincidenti con gli spigoli della maglia utilizzata per razionalizzare la superficie, in questo progetto gli spigoli sono stati utilizzati per definire l’estradosso degli elementi strutturali, i quali, quindi, si svilupperanno totalmente al di sotto della superficie di partenza. Con riferimento al paragrafo 1.1.4 è stato definito l’orientamento delle aste procedendo nel seguente modo:

2.2: Design Architettonico

72 | P a g .

1) La direzione di ogni spigolo definisce la direzione dell’asse X di ogni elemento strutturale.

2) È stata valutata la normale alla superficie nel punto di mezzeria di ogni spigolo della maglia, tale valore andrà a definire l’asse Y di ciascuna membratura. (essendo gli spigoli rettilinei,i punti di mezzeria non giacciono sulla superficie, motivo per cui sono stati prima proiettati ortogonalemente sulla superficie per la valutazione della normale)

Figura 2-40: Traslazione degli spigoli della gridshell secondo la normale alla superficie

3) Ogni spigolo è stato traslato, di un valore arbitrario pari a 100mm, nella direzione definita dalla normale ottenuta nel passaggio precedente.

4) Ogni coppia di spigoli (quello sulla superficie di partenza e il corrispondete spigolo

traslato) definiscono un piano di cui è stata valutata a sua volta la normale, quest’ultimo

vettore andrà a definire la direzione dell’asse Z locale per ogni elemento strutturale.

2.2: Design Architettonico

73 | P a g .

Una volta ottenute le direzioni del sistema locale di ogni membratura è stata creata un’estrusione con sezione rettangolare per valutare il comportamento geometrico dei profili una volta resi tridimensionali.

La problematica principale che nasce da tale modo di procedere si presenta fondamentalmente nei nodi di intersezione delle aste, infatti quest’ultime tenderanno a convergere nel nodo comune con inclinazioni tutte differenti tra loro, portando alla necessità di studiare un connettore nodale capace di risolvere tale problematica.

Figura 2-42: Problema di intersezione nei nodi interni

Nelle zone di discontinuità della superficie, dove la normale non può essere valutata in modo univoco, il procedimento presentato in precedenza è stato applicato due volte, valutando alternativamente la normale relativa alla porzione di superficie a destra o a sinistra della discontinuità, un tale modo di procedere porta quindi alla nascita di due elementi strutturali inclinati in maniera simmetrica rispetto al piano verticale passante per la discontinuità. Una tale problematica è stata risolta disponendo in queste zone delle aste a sezione speciale appositamente studiate per risolvere le incongruenze presenti.

Partiamo dalla linea di colmo, al termine del processo descritto in precedenza le aste si presentano nel seguente modo:

2.2: Design Architettonico

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Risalta subito all’occhio il dislivello presente tra le due tipologie di membrature; tale differenza di quota, pari in questo caso a 12mm, risulta tecnologicamente inaccettabile in strutture di questo tipo, dato che sull’estradosso dei profili dovrà essere disposta una guarnizione in gomma in grado di garantire l’impermeabilità dell’ambiente sottostante (maggiori dettagli sui particolari costruttivi sono esposti nel paragrafo 2.3.8).

Tagliando le due aste tramite un piano verticale passante per la linea di intersezione otteniamo il profilo composto riportato nell’immagine seguente.

Figura 2-44: Sezione speciale utilizzata

Tale profilo, la cui progettazione verrà presentata nel paragrafo relativo all’analisi strutturale, segue perfettamente le inclinazioni dei montanti che convergono verso la linea di colmo, e verrà quindi adottato per risolvere le incongruenze presenti in questa zona.

Figura 2-45: Intersezione dei nuovi elementi in corrispondenza della linea di colmo (Vista Prospettica superiore)

2.2: Design Architettonico

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Per quanto riguarda invece le discontinuità presenti in corrispondenza delle linee di falda le problematiche da risolvere sono diverse, dovute principalmente alla sempre maggior inclinazione delle aste che convergono verso la discontinuità stessa mano a mano che si procede lungo quest’ultima. Alla fine del processo di ottenimento degli elementi strutturali le aste di presentano nel seguente modo:

Figura 2-47: Problema di intersezione degli elementi strutturali in corrispondenza della linea di falda (1)

Figura 2-48: Problema di intersezione degli elementi strutturali in corrispondenza della linea di falda (2)

In questo caso risulta impossibile risolvere il problema con un profilo unico, dato che i dislivelli tra le due tipologie di membrature si accentuano procedendo lungo la linea di discontinuità, variando tra valori di circa 2mm fino a raggiungere l’ordine del centimetro. Una possibile soluzione consiste nel sezionare i montanti tramite due piani verticali paralleli, simmetrici rispetto alla linea di falda:

2.2: Design Architettonico

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Figura 2-49: Intersezione degli elementi convergenti sulla linea di falda con i due piani paralleli descritti in precedenza

Figura 2-50: Elementi convergenti sulla linea di falda sezionati tramite i piani descritti in precedenza

Unendo gli spigoli appartenenti alla stessa maglia si ottengono delle sezioni scatolari ad altezza variabile, che aumentano di dimensione procedendo dal nodo di partenza (disposto ad una quota maggiore) verso il nodo di arrivo (nodo a quota inferiore).

2.2: Design Architettonico

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Figura 2-51: Viste Prospettiche degli elementi speciali disposti in corrispondenza delle linee di gronda

La connessione utilizzatala per collegare queste aste a sezione speciale con le altre verrà presentata nel paragrafo relativo alle connessioni.