134 CAPITOLO 6. I materiali
6.1 Il legno lamellare e l’edilizia sostenibile 6.1.1 Introduzione
Per edilizia sostenibile si intende un'edilizia che soddisfi i bisogni dell'attuale generazione senza limitare la capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie. Si tratta di un processo che promuove lo sviluppo economico salvaguardando la salute dei singoli, della società e dell'ecosistema, senza sprecare risorse. Utilizzare il legno come materiale da costruzione diviene una scelta naturale per un’edilizia sostenibile. Infatti i principi generali su cui si basa l’edilizia sostenibile sono:
• l'utilizzo di materiali rinnovabili, traspiranti e gradevoli al tatto;
• la riduzione del consumo di energia in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio: produzione trasporto, costruzione, esercizio, demolizione e smaltimento;
• la minimizzazione dell'impatto su suolo, acqua ed aria in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio;
• rendere facili le rimozioni, sostituzioni o integrazioni.
Queste sono tutte caratteristiche proprie del legno lamellare. Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il legno tagliato in assi, dette lamelle, di limitata larghezza e lunghezza, sovrapposte e legate tra loro mediante collanti ad alta resistenza, in modo da dare origine ad elementi di forma e dimensione prestabilita.
Negli ultimi decenni l’acciaio e il cemento armato, grazie ai loro processi di produzione più controllabili e connotati da una maggiore uniformità, sembravano aver soppiantato definitivamente il legno come materiale da costruzione, ma oggi, grazie all’innovazione raggiunta con il legno lamellare, ha trovato un rinnovato interesse in vari ambiti. Il legno lamellare infatti trova impiego in diverse applicazioni, dalla produzione di infissi, fino alla produzione di mobili; ma il settore
135 che più di tutti lo ha reso noto e apprezzato è l’edilizia, sia per quanto riguarda le nuove costruzioni che negli interventi di restauro.
Nel caso delle nuove costruzioni l’uso del legno lamellare come materiale da costruzione è legato a ragioni di ordine funzionale ed economico, ma anche estetico (grazie al suo aspetto “caldo” che trasmette sensazioni positive), oltre che a motivi ambientali ed ecologici.
Infatti l’impiego del legno lamellare, e del legno in generale, è la soluzione più sostenibile dal punto di vista dell’impatto ambientale: è un materiale abbondante ed interamente rinnovabile nei vari Paesi (inclusa l’Italia) in cui vengono attuate le pratiche colturali previste da idonei piani di gestione forestale. In pratica i boschi possono essere gestiti in modo che i tagli non superino mai gli accrescimenti; così rimangono una fonte inesauribile di materia prima. Secondo i dati pubblicati dalla Commissione Europea, negli ultimi sessant’anni si è assistito ad un progressivo aumento delle zone boschive in Europa, e oggi viene utilizzato solo il 65% della crescita forestale.
Si pensi, inoltre, ai problemi legati alla demolizione e smaltimento di strutture in cemento armato. Dal disuso delle strutture in legno invece, oltre al più semplice smantellamento, si può ricuperare almeno l’energia combustibile.
L’impiego del legno lamellare, come materiale ed elemento strutturale, trova quindi sempre più spazio e credito nel settore costruttivo, offrendo possibilità alternative e concorrenziali, soprattutto nel settore di strutture a grandi luci e dimensioni. Il bisogno di coprire luci sempre più grandi è infatti uno dei motivi che ha spinto l’uomo a ideare il legno lamellare. Grazie alla sovrapposizione delle lamelle, la luce libera di inflessione di una trave ha potuto raggiungere anche 30-40 metri, cosa che era impensabile ottenere con il legno massiccio. In pratica nel legno lamellare le dimensioni sono condizionate solo dai limiti imposti dal trasporto.
La novità tecnologica principale di questo materiale è di essere ottenuto mediante l’incollaggio di tavole di legno, in modo da formare elementi strutturali ad ampia flessibilità compositiva e formale, non dissociata da una certa validità estetica. Inoltre negli elementi strutturali realizzati in legno lamellare, a differenza di quelli in legno massello, è possibile ovviare alla presenza dei nodi, che influiscono
136 negativamente sulle resistenze meccaniche dell’intero elemento, eliminandoli o riducendoli all’atto della formazione delle lamelle, applicando la tecnica della giunzione di testa e collocando le lamelle più difettose nei punti meno sollecitati della sezione dell’elemento strutturale.
Ulteriori vantaggi derivano dalla possibilità di una prefabbricazione che consente di ottenere un materiale con caratteristiche di omogeneità ed uniformità di resistenza superiore alla corrispondente essenza legnosa, nonché un migliore sfruttamento della materia prima con minore scarto di materiale.
Infine l’igroscopicità dei materiali a base di legno riduce parecchio la necessità di deumidificazione durante i picchi di affollamento, dal momento che questi materiali assorbono velocemente e cedono lentamente l’umidità prodotta.
Tutte queste caratteristiche fanno del legno lamellare un materiale vantaggioso dal punto di vista economico, ambientale, estetico e funzionale, ed hanno quindi spinto al suo utilizzo anche per le piccole e medie luci, come nel caso del progetto studiato in questo lavoro di Tesi, in cui la luce da coprire è di circa 20 m, quindi non eccessivamente elevata rispetto alle proprietà del legno lamellare.
In questo progetto architettonico l’uso del legno, oltre ai numerosi vantaggi già specificati, vuole dimostrare ancora una volta l’integrazione e la convivenza pacifica tra architettura e natura, soprattutto in un luogo dove l’edificazione è iniziata solo qualche decennio fa e quindi la situazione di impatto ambientale non è ancora drammatica, bensì può essere mitigata con una pianificazione urbanistica adeguata e una progettazione che tenga conto di tutti gli aspetti ambientali.
6.1.2 La storia del legno lamellare
Dal punto di vista storico il legno lamellare nasce col fine di superare i limiti dimensionali della materia prima dal quale si ricavano le travature, cioè il fusto degli alberi. Da un solo fusto è infatti impossibile ottenere elementi di sezione e lunghezza necessarie a consentire la copertura di luci libere di 20-30 metri. Inoltre
137 il portamento tipico dei fusti non consente di ottenere travi curve, o della curvatura voluta, di sezione sufficiente. Al primo problema si è ovviato storicamente tramite la realizzazione di travi composte più o meno effettivamente collaboranti, ad esempio tramite giunzioni a dente di sega. Il secondo problema fu affrontato per la prima volta, nel XVI secolo, quando si sviluppò nei costruttori l’idea di utilizzare il legno mediante assemblaggio di varie parti per ottenere centine ed archi.
Il primo tentativo concreto a cui si sappia dare paternità è stato quello di Philibert Delorme in Francia, il quale riuniva mediante chiodatura più tavole in strati sovrapposti dando approssimativamente la forma dell’arco voluto, quindi profilando con una sega l’estradosso. Le tavole mantenevano la loro planarità e la
trasmissione dei carichi era affidata essenzialmente alla tenuta della chiodatura.
Delorme: XVI secolo
Una svolta radicale si ebbe dalla coniugazione tra la tecnica della laminazione del legno e quella dell’incollaggio, che fu possibile però soltanto a partire dal XX secolo, in concomitanza con il fiorire delle industrie ed il concretizzarsi degli studi sulla composizione e la produzione delle colle. L’artefice di questa trasformazione fu il maestro carpentiere Otto Freidrich Hetzer (1846–1911) che nel 1901, per l’assemblaggio delle lamelle, sostituì a staffe e bulloni un collante a base di caseina: era nato così il legno lamellare incollato. In pochi anni il brevetto di Hetzer si diffuse in tutta Europa, riscuotendo ovunque premi e riconoscimenti mentre in Svizzera, paese di origine del nuovo materiale, già nel 1920 si potevano contare oltre 200 realizzazioni.
Anche in Italia, nel periodo compreso tra 1935 e il 1939, vengono realizzate le prime opere in legno incollato, soprattutto sotto forma di archi a tre cerniere, con luci che raggiunsero i 30 metri. Il procedimento adottato consisteva nella curvatura a freddo e nella successiva sovrapposizione delle tavole, con interposti strati di colla alla caseina; l’assemblaggio era effettuato a piè d’opera, inchiodando il primo strato alla sagoma e fissando tra loro i successivi con un prefissato numero di chiodi o bulloni. Gli spessori e le intestature delle tavole erano particolarmente curati e le lunghezze scelte erano tali da non permettere né sovrapposizioni, né
138 successivi avvicinamenti dei giunti. Per contro, non veniva effettuato alcun controllo del legname, impiegando di fatto sempre una terza scelta, e soprattutto rimanevano irrisolte le tradizionali problematiche relative all’attaccabilità del legno da parte di funghi e insetti, nonché alla sua infiammabilità.
E’ solo nel secondo dopoguerra che l’industria chimica, con l’introduzione delle resine sintetiche, degli impregnanti e dei prodotti ignifughi, ha permesso di apportare al settore quel contributo tecnologico grazie al quale la “tecnica del lamellare” si è potuta sviluppare ed evolvere fino ai giorni nostri.
6.1.3 Tecnologia di produzione
Il legno lamellare è ancora indubbiamente legno e di questo mantiene tutti i pregi, ma è anche un prodotto nuovo, un prodotto industriale che attraverso il procedimento tecnologico supera i difetti propri del legno massello. Il legno lamellare incollato nasce sostanzialmente dall’applicazione simultanea di due tecniche: la lamellazione e l’incollaggio. Il suo processo di produzione è l’insieme delle operazioni eseguite in appositi stabilimenti, che consistono essenzialmente nella riduzione del tronco in assi e nella loro ricomposizione, tramite incollaggio, fino a dare origine a elementi di forma e dimensione prestabilita.
Tutte le fasi di lavorazione richiedono un particolare ambiente produttivo ben attrezzato e rispondente ad alcuni requisiti fondamentali, tra cui un ambiente climatizzato con temperatura e umidità costanti ed idonee per la conservazione e la lavorazione delle materie prime impiegate.
Scelta del legno
La prima fase del processo tecnologico consiste nella scelta del legname, in quanto le caratteristiche tecniche del prodotto finito dipendono dal materiale di base. Per ottenere risultati attendibili, occorre partire da una materia prima avente caratteristiche il più omogenee e uniformi possibile. Qualsiasi tipo di legname può essere potenzialmente utilizzato per tale tecnologia, anche se scelte
tecnico-139 economiche indirizzano, di fatto, l’industria produttrice all’uso di legnami facilmente reperibili, incollabili e meno costosi, compatibilmente ai requisiti richiesti.
La scelta del tipo di specie legnosa da utilizzare tiene conto quindi di alcune caratteristiche fondamentali:
• caratteristiche fisico-meccaniche del materiale; • attitudine all’incollaggio;
• durabilità (legata strettamente anche all’impiego che ne viene fatto); • disponibilità di approvvigionamento;
• costo;
• esigenze estetiche.
I legnami più utilizzati in Europa che corrispondono a queste esigenze sono:
• l’abete rosso, è sicuramente quello più utilizzato per la disponibilità del materiale, le caratteristiche intrinseche e la facilità di lavorazione;
• l’abete bianco, meno pregiato di quello rosso, presenta un accrescimento irregolare, con una conseguente riduzione delle caratteristiche meccaniche;
• il pino silvestre, è facile da reperire e da lavorare, ma è meno utilizzato nell’edilizia;
140 • il larice, oltre ad un aspetto particolarmente
piacevole, presenta buone caratteristiche meccaniche e di durevolezza, quindi è ampiamente utilizzato nelle strutture esposte agli agenti atmosferici.
Per il l’edificio in progetto sono state scelte travi in legno lamellare realizzate in larice proprio perché parti di esse sono direttamente esposte all’azione degli agenti atmosferici. Inoltre la zona di intervento si trova molto vicino al mare, quindi è sottoposta all’azione corrosiva del salmastro, che è particolarmente dannosa per il legno. Si renderanno necessarie specifiche precauzioni e protezioni per questo materiale.
Le essenze legnose vengono suddivise, per il legno lamellare, in due categorie o classi, che ne individuano la qualità e le caratteristiche fisico-meccaniche e che condizionano i valori delle corrispondenti tensioni massime ammissibili. Tali classi o categorie sono (secondo le DIN 1052):
• I Categoria: legno scelto senza traccia di putredine o danni di insetti, inclinazione massima della direzione delle fibre rispetto alla direzione della tavola non superiore al 10%, nodi sani, non raggruppati, con diametro massimo pari a 30 mm, peso specifico non superiore a 500 Kg/mc (al 20% di umidità) e spessore medio annuo di crescita del tronco non superiore a 3mm.
• II Categoria: legno scelto con criteri meno rigidi, tuttavia senza traccia di putredine o danni di insetti, ma con tolleranze maggiori di diametro dei nodi (fino a 40 mm), inclinazione di fibre (fino al 12%), pesi specifici non inferiori a 400 Kg/mc (al 20% di umidità) e spessore medio annuo di crescita non superiore a 4 mm.
Dimensionamento delle lamelle
Questa operazione viene regolata dalla normativa DIN che non fissa la lunghezza minima delle assi, ma ne limita lo spessore e la sezione trasversale. Nella pratica costruttiva le lamelle hanno uno spessore finito intorno ai 33 mm e una larghezza
141 pari a quella della sezione trasversale dell’elemento strutturale, normalmente variabile fra 10 e 22 cm, con variazioni modulari di 2 cm e lunghezza delle lamelle di 400-500 cm. Nelle travi curve, per limitare le tensioni di curvatura che possono nascere in direzione sia parallela che normale alle fibre, il raggio di curvatura degli elementi strutturali in lamellare deve essere pari almeno a 200 volte lo spessore delle singole lamelle.
L’essiccazione
L’umidità è uno dei parametri più importanti del legno poiché ne influenza tutte le caratteristiche, sia fisiche che meccaniche. La fase di essiccazione, dunque, è tesa ad ottenere quel grado di umidità del legno compatibile col tipo di colla e, soprattutto, confacente alla destinazione delle strutture. Essa deve essere compresa fra il 9 e il 15%, ma fra due lamelle successive la differenza di umidità non deve superare il 4%.
Il legname è messo nelle celle di essiccazione e portato al grado di umidità necessario alla lavorazione ed alla resistenza richiesta. Dopo l’essiccazione, poiché il tasso di umidità non è regolare all’interno di una stessa lamella, essendo più basso in periferia che al centro, le lamelle vengono lasciate riposare per due, tre giorni all’interno dello stabilimento.
Controllo della qualità delle assi
Prima della giuntatura le tavole subiscono un controllo dell’umidità e della difettosità, il quale porta all’eliminazione dei difetti più gravi e delle eventuali sacche di umidità. La verifica dell’umidità avviene sulle lamelle prima della loro intestazione per mezzo di un test selezionatore del tipo “passa - non passa”: se l’umidità rilevata nelle lamelle è compresa fra i limiti prefissati, un segnale verde consente il proseguimento delle operazioni, altrimenti il segnale rosso lo arresta fino alla rimozione del pezzo fuori controllo.
Per garantire l’efficacia di questa fase del processo produttivo, le condizioni ambientali sono costantemente controllate e registrate su apposite carte in tutto il reparto dove si svolgono le lavorazioni, dal deposito delle lamelle, alla loro intestazione, piallatura, incollaggio, sovrapposizione e pressaggio.
142 Contemporaneamente al controllo dell’umidità delle lamelle, viene effettuato da maestranze qualificate un controllo visivo degli eventuali difetti del legno, come per esempio l’eccessivo numero di nodi, imbarcamenti, inclinazione delle fibre, cipollature, ecc. e vengono tagliate le estremità delle assi, eliminando screpolature e fessurazioni di testa.
Giuntura di testa
Per realizzare elementi strutturali di lunghezza maggiore della singola tavola o asse sono necessari giunzioni di testa. Di solito le giunzioni trasversali correnti fra le varie lamelle vengono effettuate con giunti detti a pettine, o a dita, e vengono opportunamente sfalsate al fine di non indebolire una stessa sezione trasversale o una zona dell’elemento strutturale. Questo tipo di giunto è oramai nella prassi considerato come il più vantaggioso, in quanto consente di ottenere un’ampia superficie di incollaggio, una volta realizzata l’unione è autoserrante, e ha bassi sfridi rispetto ad altri tipi di giunzioni. Successivamente alla fresatura si ha l’incollaggio di testa delle tavole, effettuato da apposite macchine che applicano forze di compressione variabili in relazione alla lunghezza dei denti dei giunti.
Piallatura e calibratura delle tavole
Questo tipo di operazione, unitamente alla calibratura, attraverso la quale si ottengono tavole di spessore costante, evita l’instaurarsi di tensioni che possono dare luogo alla formazione di cretti durante la pressatura. Inoltre la piallatura consente di ottenere superfici piane e lisce, requisito molto importante in fase di incollaggio.
Incollaggio delle lamelle
Le colle e le operazioni di incollaggio costituiscono una fra le operazioni più importanti e delicate dal punto di vista operativo e tecnologico. Gli incollanti devono instaurare legami intermolecolari fra la colla stessa e le sostanze che costituiscono il legno, in modo da garantire, nel piano di incollaggio, lo stesso legame della corrispondente essenza legnosa.
143 Le resistenze fisico-meccaniche del collante devono essere almeno uguali a quelle del legno, in modo che i piani di incollaggio non siano piani preferenziali di rottura. Le colle più comunemente usate nella pratica costruttiva sono:
• Colle a base di urea-formolo: queste colle, di colore bianco, hanno una tenuta mediocre, soprattutto se sottoposte a elevate temperature e quindi in presenza di notevoli escursioni termiche. Per contro presentano un costo abbastanza vantaggioso. Sconsigliabili per esterni e per elementi strutturali esposti agli agenti atmosferici;
• Colle a base di resorcina-formaldeide: di colore rosso-bruno, sono tra le più usate perché più resistenti all’aggressione degli agenti atmosferici, specialmente in climi caldo-umidi, anche se sono le più onerose per costi fra le colle del legno; consentono ottime prestazioni in ambienti difficili e mantengono le proprie caratteristiche nel tempo;
• Colle a base di melammina-urea-formaldeide: ultimamente molto utilizzate, queste colle sembrano offrire caratteristiche meccaniche assimilabili a quelle delle colle resorciniche e sono di colore bianco. La normativa attuale non consente comunque il loro utilizzo per strutture portanti all’aperto.
Pressatura
Per realizzare l’incollaggio fra le lamelle bisogna sottoporre l’elemento strutturale a una pressione il più possibile uniforme; tale operazione viene effettuata in apposite presse costituite da una struttura fissa sulla quale si fa agire un meccanismo di pressatura composto normalmente da martinetti idraulici o pneumatici.
L’operazione di posizionamento delle lamelle e di chiusura della pressa deve essere fatta il più rapidamente possibile, onde evitare che la colla cominci a indurire. Per la chiusura delle presse si procede dal centro verso le estremità. Le travi così realizzate rimangono in pressa per un periodo di 12 ore o più, secondo il tipo di colla, la temperatura e la forma della trave. La temperatura ambiente non deve comunque essere mai inferiore a 18°C. In caso di travi curve, si utilizza un’altra pressa dotata di guide mobili che vengono posizionate secondo una sagoma precedentemente disegnata sul suolo.
144 Dalla descrizione delle fasi di produzione fin qui condotta si intuisce l’importanza del condizionamento dei locali di produzione; il legname non deve variare il proprio contenuto idrometrico durante la produzione delle travi poiché il processo chimico che sta alla base della polimerizzazione delle colle è fortemente influenzato dalle condizioni termoigrometriche dell’ambiente in cui esso avviene.
Piallatura
Quando le tavole vengono rimosse dalla pressa, vengono lasciate 1-2 giorni a riposo all’interno dello stabilimento. Successivamente vengono fatte passare dentro una pialla fissa di forte capacità, in modo da dare all’elemento lo spessore finito e rendere uniformi e lisce le superfici laterali.
Finitura e impregnatura
Nel reparto finitura la trave viene intestata realizzando le sagomature di progetto, i fori e i tagli necessari per l’assemblaggio di elementi metallici. Infine vengono applicati prodotti impregnanti (impregnatura) tramite semplice spennellatura; si tratta di sostanze che hanno la funzione di preservare il legno da insetti, funghi, umidità e con un pigmento che conferisca alle travi il colore voluto. Tale operazione dovrebbe rientrare in seguito anche nelle operazioni di manutenzione ordinaria.
6.1.4 Principali caratteristiche del legno lamellare
Il legno lamellare, come abbiamo già sottolineato, viene utilizzato nella realizzazione di grandi strutture per le sue numerose caratteristiche vantaggiose:
• è leggero: il suo peso specifico è inferiore ai 500 Kg/m3, contro ad esempio i 2000-2500 Kg/m3 del cemento armato e i 7800 dell’acciaio;
• è resistente: l’efficienza prestazionale del legno lamellare ai fini strutturali ha qualità simili a quelle dell’acciaio. L’efficienza prestazionale può essere
145 definita come il rapporto tra il modulo di elasticità E e un parametro di resistenza (ad esempio a compressione):
• Materiale • E/f
• Calcestruzzo (Rck300, fck≈25 Mpa) • ≈1250 • Acciaio Fe430 (ft=430 Mpa) • ≈480 • Legno lamellare (BS 11 ÷ BS18) • ≈470 • Alluminio (lega 7020, ft≈355 Mpa) • ≈200
• è economico: il suo ciclo di produzione ottimizza l’uso di una risorsa di per sé povera, offrendo elementi limitati solo dalle dimensioni di trasporto;
• è affidabile: l’intero processo produttivo segue una prassi normata e continuamente monitorata. Il risultato finale è un prodotto dalle prestazioni definite e certificate;
• è innovativo: le tecniche di progettazione, lavorazione, assemblaggio e giunzione sono in continua evoluzione e offrono sempre nuove possibilità sia in termini di fattibilità che di contenimento dei costi;
• ha un aspetto gradevole: il materiale viene selezionato anche sotto l’aspetto estetico per essere presentato, in tutta la sua naturalezza, compatto e privo di difetti;
• è curvabile: durante l’incollaggio le lamelle possono essere curvate con un raggio di curvatura minimo della trave che deve essere pari ad almeno 200 volte lo spessore della lamella stessa;
• è di facile lavorabilità: può essere agevolmente forato, tagliato, fresato e piallato sia in stabilimento che in cantiere;
• è assemblabile a secco: in questo modo migliora l’affidabilità e l’economicità della posa in opera, oltre a garantire la pulizia esecutiva e del cantiere;
• è un materiale naturale e una risorsa rinnovabile: la coltivazione della materia prima (legno di abete e larice) porta vantaggi all’ambiente; infatti per uso industriale il legname viene sottoposto a segagione prima dell’invecchiamento e sono proprio le piante giovani che trasformano più anidride carbonica in ossigeno;
146 • ha un basso contenuto di energia di produzione: a confronto con materiali
metallici, plastici o cementizi, gli elementi strutturali in legno richiedono poca energia primaria per essere prodotti;
• è biodegradabile e riciclabile: nel ciclo completo di una costruzione, lo smaltimento di una struttura in legno costituisce un onere minore rispetto ad altre tecnologie costruttive, se non addirittura una risorsa, laddove è possibile riutilizzarlo o riciclarlo in altre forme.
Comportamento al fuoco
Pur essendo realizzate con un materiale combustibile, le strutture in legno hanno un buon comportamento al fuoco se progettate con una sufficiente sezione resistente. Infatti, dobbiamo distinguere tra reazione al fuoco e resistenza al fuoco:
• la resistenza al fuoco esprime il grado di partecipazione all’incendio, che per il legno è elevato; normalmente, secondo le classi previste dalla normativa italiana, il legno si colloca tra la classe 3 e la classe 5, in funzione del tipo di essenza;
• la resistenza al fuoco è l’attitudine di un elemento a conservare in tutto o in parte la resistenza meccanica, la tenuta e l’isolamento termico in caso di incendio.
Per la resistenza al fuoco, tutto dipende dalla combustione del materiale, che per il legno avviene lentamente; la carbonizzazione procede dalla superficie esterna esposta al calore verso l’interno della sezione con una velocità ben definita che dipende dalla specie legnosa, oltre che da fattori ambientali.
Si formano progressivamente 3 strati: una zona carbonizzata, in cui il legno è ormai completamente interessato dal processo di combustione, una zona alterata, che rappresenta il fronte di avanzamento del processo di combustione, una zona inalterata, in cui il materiale non è interessato da fenomeni di degradazione termica.
Lo strato di legno carbonizzato inviluppa e “isola” la parte centrale non ancora carbonizzata, dato che la conducibilità termica del carbone è circa 5 volte inferiore a quella del legno. Nella zona inalterata, le caratteristiche meccaniche della sezione possono considerarsi praticamente invariate, quindi la rottura
147 dell’elemento avviene per riduzione della sezione resistente, quando la parte non ancora carbonizzata è talmente ridotta da non riuscire più ad assolvere alla sua funzione portante, e non per decadimento delle caratteristiche meccaniche del materiale nella sezione residua.
Collegamenti
Nelle strutture in legno lamellare, la corretta progettazione ed esecuzione dei collegamenti è di fondamentale importanza per la statica e la durabilità della struttura stessa, dato che si tratta di elementi più o meno prefabbricati che devono essere montati in cantiere. Le connessioni rappresentano quindi un elemento tecnologico rilevante e, a volte, anche una quota consistente dei costi della struttura finita. La scelta degli elementi di connessione ha anche un ulteriore impatto nelle fasi di trasporto e montaggio, che possono essere ottimizzate scegliendo opportunamente le dimensioni dei pezzi e le modalità di montaggio. La scelta del tipo di collegamento da realizzare dipende dalla geometria e dalla sezione degli elementi da giuntare, dalle forze che devono trasmettere e dalle attrezzature disponibili. I sistemi meccanici tradizionali di collegamento conferiscono al giunto un comportamento a rottura duttile, preferibile rispetto alla rottura fragile perché aumenta le possibilità di preavviso di un eventuale cedimento. Ai fini del dimensionamento sono spesso determinanti non i carichi a rottura, ma le deformazioni previste in sede di esercizio, per questo è utile prevedere elementi di collegamento con rigidezze tra loro simili.
148 6.2 La copertura
6.2.1 La struttura in legno lamellare
La copertura, tra tutte le parti funzionali di cui è costituito un edificio, rappresenta quella in cui il legno può esprimere al massimo le proprie potenzialità, anche grazie agli enormi passi avanti fatti in questo settore dalla ricerca tecnologica che è riuscita a migliorare e amplificare le caratteristiche intrinseche del materiale. Gli elementi principali di cui è costituita una copertura sono:
• gli elementi portanti, che hanno la funzione di sopportare i carichi permanenti e i sovraccarichi; possono essere suddivisi in orditura principale e secondaria, spesso connesse tra loro tramite staffe in acciaio;
• lo strato di ventilazione, che migliora le caratteristiche termoigrometriche della copertura attraverso un costante ricambio d'aria.
• lo strato di barriera al vapore, che ha la funzione di evitare la trasmissione del vapore dall'interno all'esterno della costruzione e di eliminare la formazione di condense tra gli strati della copertura;
• gli elementi termoisolanti, che hanno il compito di aumentare la resistenza termica della copertura contenendo le dispersioni termiche, eliminando i fenomeni di condensa ecc.;
• gli elementi di tenuta, che hanno la funzione di rendere impermeabile la copertura a tutte le sollecitazioni provenienti dall'esterno;
Le caratteristiche di resistenza, elasticità e versatilità del legno trovano impiego ottimale soprattutto nella parte strutturale di una copertura. La moderna ricerca tecnologica ha portato alla messa a punto di elementi costruttivi interamente realizzati con questo materiale in grado di fornire prestazioni del tutto simili, e in alcuni casi anche superiori, a quelle ottenibili con sistemi in cui viene fatto uso di cemento, acciaio, ecc. La lavorazione di legni di alta qualità, che possono competere per capacità meccaniche addirittura con l'acciaio, nel passato ha permesso la realizzazione di edifici estremamente arditi dal punto di vista dimensionale e tecnologico, senza però mai raggiungere le potenzialità costruttive
149 proprie dei metalli. Con l’introduzione del legno lamellare questo divario è stato colmato riuscendo a collocare il legno come materiale ideale per la costruzione di grandi strutture.
Attualmente la tecnica offre modelli strutturali diversificati in grado di rispondere alle diverse esigenze: si va dalle semplici travi a sezione rettangolare piana alle strutture reticolari, dagli archi a due e tre cerniere alle tradizionali capriate spingendosi principalmente alla realizzazione di schemi isostatici con travi di luce notevole e di sezione alta e sottile.
Il legno lamellare garantisce, rispetto al massello, la possibilità di ottenere luci notevolmente superiori con un rapporto base/altezza più favorevole ai fini delle resistenza meccanica. Inoltre, il lamellare, è più resistente a fessurazioni e spaccature e garantisce un risultato estetico di elevata qualità. Come abbiamo già visto, in confronto ai materiali non legnosi, il lamellare si pone in situazione nettamente privilegiata nel campo dei rapporti tra peso e resistenza meccanica nei confronti di acciaio e cemento armato. Attualmente infatti, in rapporto al peso, il legno lamellare si propone come il materiale più forte tra quelli presenti nel mercato dell'edilizia.
Il lamellare esprime al meglio le proprie potenzialità nell’ambito di un gran numero di realizzazioni architettoniche; essendo adatto all’assorbimento delle onde acustiche, è particolarmente indicato per impianti sportivi, ma anche centri commerciali ed edifici industriali. E’ questa un’altra delle motivazioni che ha spinto all’utilizzo del legno lamellare nella progettazione della struttura, ed in particolare degli elementi portanti della copertura, del complesso turistico-ricettivo oggetto di questa di Tesi.
6.2.2 Il manto di copertura
L’area di progetto è situata nelle immediate vicinanze del mare, quindi per la scelta del manto di copertura si è preferito prediligere un materiale con qualità specifiche, che fosse in grado di resistere maggiormente agli attacchi degli agenti atmosferici ed in particolare avesse le caratteristiche necessarie a contrastare la corrosione
150 dovuta alla presenza dell’aria salmastra. Tali requisiti sono stati individuati nel Rheinzink, una lega di zinco elettrolitico con un grado di purezza quasi del 100% e con una determinata quantità di rame e titanio. Le coperture realizzate in Rheinzink, oltre a notevoli requisiti tecnici, hanno la capacità di rispondere alle elevate esigenze estetiche e funzionali delle architetture cui vengono applicate, grazie al laminato naturale che le contraddistingue e che permette diversi sistemi di posa con una grande flessibilità formale. Questa proprietà è garantita anche dall’impiego di apposite macchine profilatrici ed aggraffatrici che rendono il sistema per aggraffatura, caratteristico della copertura Rheinzink, particolarmente indicato anche per geometrie curve, come nel caso specifico del progetto studiato in questa Tesi. Inoltre l’aspetto semplice della superficie realizzata in lega di zinco permette una facile combinazione con altri materiali come il legno, il vetro, l’intonaco e la ceramica, e un’armoniosa integrazione nel paesaggio circostante. Per la copertura in esame è stato scelto un sistema a doppia aggraffatura, contraddistinto da un aspetto armonioso originato dalla snellezza della giunzione stessa, che permette di ottenere una tessitura discreta dell’intera copertura. L’aggraffatura doppia costituisce un’evoluzione dell’aggraffatura verticale semplice e può essere realizzata per coperture con una pendenza minima del 3% fino ad arrivare alla pendenza del 25%. Le lastre vengono affiancate le une alle altre e vengono collegate mediante una giunzione longitudinale, detta appunto aggraffatura, che sporge rispetto al piano di deflusso dell’acqua, risultando anche per questo a tenuta di pioggia. Il frequente utilizzo di macchine profilatrici a rulli ha diffuso a livello internazionale un’altezza di 25 mm per l’aggraffatura verticale doppia, la cui realizzazione può avvenire, come abbiamo detto, tramite macchine aggraffatrici elettriche o anche manualmente con l’utilizzo di speciali pinze.
Le misure standard che vengono utilizzate per la realizzazione di coperture ad aggraffatura doppia sono di 500 mm o 600 mm con uno spessore del laminato di 0,7 mm, anche se esperienze pratiche hanno mostrato che in particolari casi risulta necessario diminuire l’interasse tra le lastre ed aumentare lo spessore del metallo per evitare possibili deformazioni dovute al forte risucchio generato dal vento. Inoltre a seguito di tensioni del materiale, soprattutto nei laminati sottili, le lastre possono subire deformazioni che causano lievi ondulazioni sulla superficie della
151 copertura. La lunghezza standard della lastra è di 10 m, ma in casi particolari è possibile impiegare lastre anche fino ai 16 m di lunghezza, anche se dovrà essere posta un’attenzione particolare nella realizzazione del fissaggio e dei particolari di raccordo a causa delle maggiori deformazioni che subiranno queste lastre. Nel caso in cui comunque la lunghezza della lastra non bastasse a coprire l’intera falda, è possibile collegare le singole lastre tramite giunzioni trasversali.
Il manto di copertura deve essere fissato alla struttura portante della copertura; il fissaggio avviene indirettamente mediante delle linguette poste all’interno delle aggraffature oppure con profili d’aggancio posti lungo le estremità di testata delle lastre. Il numero di linguette al mq che si rende necessario al fissaggio, dipende dallo sforzo di risucchio del vento, quindi dalla zona di intervento, dagli elementi di fissaggio e dalla stratificazione del tetto. Inoltre influiscono in modo considerevole sul numero di linguette necessario, sia l’interasse che lo spessore del metallo. Le linguette si dividono in fisse, a scorrevoli e a lungo scorrimento. Il collocamento delle linguette fisse serve al fissaggio dei nastri profilati di Rheinzink contro lo slittamento, quindi la lunghezza della zona delle linguette fisse dipende anche dall’inclinazione della falda e può variare da 1 a 3 m, ma non dovrebbe comunque superare un quarto della lunghezza della lastra.
Nei vari Paesi d’Europa si è diffuso l’utilizzo dei chiodi a testa larga o da cartonfeltro come elemento di fissaggio ideale; in realtà il fissaggio delle coperture Rheinzink dipende soprattutto dal tipo di esecuzione della sottostruttura, ma anche dalle sollecitazioni previste per la costruzione, come carichi vento e neve, dalla larghezza delle lastre e dallo spessore del metallo.
Le coperture metalliche possono essere del tipo aerato o non aerato; in entrambi i casi si deve assolutamente evitare l’ingresso di umidità sotto forma di acqua liquida, come nel caso di precipitazioni, condensa, o vapore.
La parte preponderante d’ingresso di umidità avviene attraverso i flussi convettivi provenienti dall’interno dell’edificio, per questo motivo la normativa relativa all’isolamento termico in edilizia, pone esplicitamente la richiesta di realizzare giunti ermetici.
152 Se non è possibile escludere l’ingresso di umidità per mezzo di misure particolari, si dovrà prevedere l’allontanamento della stessa attraverso un apposito strato di ventilazione verso l’esterno. In particolare per l’edificio oggetto di questa Tesi, si è scelto di realizzare una copertura con una stratificazione ventilata con coibentazione e aerazione tra i puntoni, composta da:
• manto di copertura vero e proprio, realizzato con lastre Rheinzink a doppia aggraffatura;
• uno strato separatore a filamenti tridimensionali con guaina, che serve da protezione per la costruzione e per la copertura Rheinzink in presenza di supporti in calcestruzzo come in questo caso specifico; tale strato non deve possedere alcuna capacità di assorbimento o contenimento dell’acqua e di norma non si devono posare strati separatori abbinati uno sopra l’altro, al fine di evitare fenomeni di capillarità tra essi. Lo strato separatore a filamenti tridimensionali con guaina è composto da membrane traspiranti con integrata una stuoia a filamenti poliammidici, di spessore 6-8 mm, con effetto drenate e caratterizzata da eco-sostenibilità e riciclabilità;
• un tavolato in abete che può avere uno spessore variabile tra 24 mm fino ad un massimo di 160 mm;
• un’intercapedine d’aerazione;
• uno strato di coibentazione che va a riempire lo spazio tra i puntoni; • i puntoni;
• uno strato di isolamento termico estivo, realizzato con pannelli in legno che servono da termoisolante a inerzia termica;
• uno strato ermetico di barriera al vapore con uno spessore maggiore di 2mm;
• un’intercapedine utile per alloggiare impianti vari;
153 6.3 La facciata ventilata
6.3.1 Introduzione
Negli ultimi decenni, grazie all’evoluzione tecnologica, si sono verificate alcune notevoli trasformazioni della struttura dei materiali impiegati nella realizzazione delle facciate, dando luogo ad un incremento delle prestazioni, della complessità e della gamma di prodotti offerti e aumentando di conseguenza le possibilità di scelta progettuali e di caratterizzazione degli edifici da parte del progettista.
Una serie di realizzazioni architettoniche ha inoltre generato nuovi stimoli e linee di tendenza nel campo dei rivestimenti e della finitura di facciata, che hanno contraddistinto il modo di costruire dei singoli progettisti: si va dagli intonaci bianchi di Alvaro Siza alle facciate modulari in pannelli di acciaio porcellanato di Richard Meier, dai blocchetti in calcestruzzo o in mattone a faccia vista utilizzati da Mario Botta all’espressività del cemento armato a fondo cassero di Tadao Ando, dalle lamiere corrugate di Glenn Murcutt alla disinvoltura di Ghery e Stirling nell’accostare materiali tra loro tanto diversi, come l’intonaco, le lastre in pietre naturali e pannelli di rivestimento metallico.
I rivestimenti esterni degli edifici ricoprono adesso un ruolo di primaria importanza nell’architettura contemporanea e nella qualificazione del paesaggio urbano, oltre a svolgere naturalmente una funzione di protezione dagli agenti atmosferici.
Lo spostamento dell’attenzione verso gli aspetti qualitativi che caratterizzano i rivestimenti esterni degli edifici, come le qualità superficiali e tattili, si è tradotto anche in un approfondimento tecnologico-progettuale sugli strati più esterni dell’involucro: è possibile ottenere qualità superficiali differenti lavorando sulla specializzazione dell’ultimo strato, che diventa quindi sempre più sofisticato, riqualificando in termini estetici e visivi l’intero edificio.
Per quanto riguarda invece i miglioramenti prestazionali, le più significative accelerazioni espresse nel campo dell’innovazione sono state determinate essenzialmente da tre fattori:
154 • la necessità di realizzare rivestimenti di facciata capaci di resistere alla
sempre più massiccia aggressione degli agenti inquinanti presenti nell’ambiente;
• la necessità di garantire una più facile e razionale manutenibilità dei rivestimenti esterni.
6.3.2 Funzionamento della parete ventilata
Il sistema di facciata ventilata rappresenta attualmente la sintesi più completa dei requisiti richiesti ad una parete per conseguire il benessere all'interno di un edificio. Come abbiamo già detto, essa svolge infatti la funzione principale di proteggere l'edificio dall'azione degli agenti atmosferici ed in particolare dalle infiltrazioni d'acqua piovana nella struttura muraria, causa principale di degrado.
Le pareti ventilate consistono in un sistema che permette di sfruttare i vantaggi ottenuti dalla presenza di un’intercapedine d’aria tra le pareti perimetrali e il rivestimento esterno. Infatti distanziando le lastre di rivestimento dal supporto murario si crea un'intercapedine ventilata che, associata all'azione di un strato coibente applicato alla struttura muraria, migliora notevolmente l'efficienza termica dell'edificio.
L'intercapedine che si viene a creare all'interno della facciata ventilata, ne rappresenta la caratteristica saliente, in quanto è in grado di generare il cosiddetto “effetto camino”, cioè un'efficace ventilazione naturale che si attiva nello spazio fra il paramento esterno e lo strato di isolante applicato alla struttura muraria. Questo fenomeno si basa sul principio fisico secondo il quale l'aria calda tende a salire richiamando al suo posto aria più fresca dall'esterno. Nel caso del funzionamento estivo, gran parte del calore incidente sulla parete viene riflesso, in misura variabile in funzione del coefficiente di assorbimento della superficie; la parte di calore che riesce ad attraversare il rivestimento della facciata riscalda l'aria nell'intercapedine, dando origine al moto ascensionale dell'aria stessa. Gran parte di questo calore
155 viene così asportato verso l'alto e soltanto una minima parte penetra nell'edificio, protetto dallo strato isolante.
Nella stagione invernale, la facciata ventilata contribuisce a trattenere il calore all'interno dell'edificio, innalzando l'inerzia termica della parete in muratura, con conseguente risparmio energetico e migliore confort abitativo. La circolazione d'aria inoltre mantiene asciutto lo strato isolante garantendone l'efficienza nel tempo.
A questi vantaggi principali se ne aggiungono altri legati alla dispersione del vapore acqueo attraverso la parete in muratura, al miglioramento dell'isolamento acustico, alla semplicità della manutenzione e alla possibilità di trasferire alcuni impianti all'esterno dell'edificio.
La flessibilità del sistema si addice sia agli edifici di nuova costruzione che al recupero di edifici degradati, caso in cui rappresenta un sistema ottimale di riqualificazione dell'esistente. Anche dal punto di vista compositivo, si aprono con la facciata ventilata nuove possibilità espressive, attraverso la combinazione di materiali, trame e superfici diverse.
Per capirne meglio i vantaggi e le caratteristiche degli elementi che la costituiscono, analizziamo strato per strato la composizione della parete ventilata partendo dall’interno e procedendo verso l’esterno.
Supporto murario
Il supporto murario di una parete ventilata deve essere realizzato con materiali (cemento armato, muratura, blocchi) e con modalità tali da permettere
156 l'ancoraggio della struttura portante della facciata stessa. Scegliendo opportunamente lo spessore e la tipologia dei materiali del supporto murario ed in virtù delle prestazioni termiche del sistema di parete ventilata, può essere eliminata la classica controparete interna in mattoni forati con aumento della superficie utile di alloggio. Occorre comunque fare attenzione al posizionamento degli impianti nella muratura per evitare interferenze con gli ancoraggi della facciata stessa. La superficie esterna del supporto murario dovrebbe generalmente essere regolarizzata mediante uno strato di malta distribuito in modo uniforme per ridurre soprattutto le irregolarità superficiali localizzate della muratura.
Materiale isolante
La caratteristica fondamentale della facciata ventilata è che l'isolamento è applicato a cappotto dall'esterno. Ciò determina facilità e velocità di esecuzione, oltre alla possibilità di ricoprire ogni zona, pilastri e solette compresi. Si crea in questo modo un isolamento uniforme che permette di ridurre al massimo il fenomeno dei ponti termici, provocato dalle diverse temperature dei materiali appartenenti allo stesso sistema edilizio, che sono causa di umidità e degrado della muratura.
Il materiale termicamente isolante può avere uno spessore variabile in funzione del tipo materiale impiegato e dalle esigenze termiche di progetto; generalmente varia tra 3 e 8 cm. Esso viene applicato direttamente al supporto murario mediante tasselli meccanici. Il fissaggio meccanico del materassino isolante è particolarmente adatto qualora si operi su rifacimenti di facciate, in quanto il collante non è in grado di garantire una perfetta adesione su superfici irregolari e degradate dagli agenti atmosferici. Lo strato coibente è generalmente composto da pannelli semi-rigidi o rigidi in fibre minerali o materie cellulari. La scelta del materiale isolante dipende dalle esigenze prestazionali ricercate relativamente a:
• capacità termica isolante;
• idrorepellenza;
• reazione al fuoco;
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• colorazione del velo superficiale (in talune soluzioni le dimensioni dei giunti
tra gli elementi di rivestimento potrebbe consentire la vista dello strato isolante).
Intercapedine ventilata
L'intercapedine posta tra l'isolante e il rivestimento esterno deve essere opportunamente dimensionata affinché sia garantita una buona circolazione dell'aria e soprattutto possa innescarsi l'effetto camino. Generalmente ha uno spessore tra i 30 mm e gli 80 mm. La funzionalità di tale strato dipende dalle condizioni di circolazione dell'aria al suo interno, quindi occorre evitare la presenza di impedimenti che limitino tale flusso (strozzature dovute alla presenza di elementi strutturali o di ancoraggio, irregolarità superficiali dello strato isolante o del materiale di rivestimento, ecc.). Per consentire il moto ascensionale dell'aria all'interno dell'intercapedine, devono essere previste delle aperture di ventilazione di sezione adeguata, posizionate alla base ed alla sommità del sistema, con eventuale protezione di griglie per evitare l'ingresso di corpi estranei.
La presenza di un'intercapedine d'aria ventilata comporta:
• l'evacuazione del vapore acqueo proveniente dall'interno dell'edificio;
• la rimozione del calore per effetto del moto ascensionale d'aria; • l'attenuazione dell'afflusso termico dall'esterno all'interno dell'edificio.
158
Struttura portante
La struttura portante è costituita da un insieme integrato di elementi metallici, generalmente ottenuti da profili di alluminio estruso, quali staffe, montanti, traversi ed accessori di fissaggio, assemblati tra di loro in modo da ottenere la necessaria modularità della facciata. Nei profili di alluminio estrusi sono inseriti o fissati mediante rivetti gli accessori metallici puntiformi che servono a supportare e trattenere le lastre di rivestimento, corredati di guarnizioni con funzione di separazione ed antivibrazione.
La struttura portante funziona strutturalmente nel seguente modo:
• i montanti della facciata sono fissati alla struttura dell'edificio per mezzo di staffe ed appropriati tasselli;
• i traversi sono fissati ai montanti mediante fori asolati;
• le lastre di paramento sono fissate ai montanti mediante appositi accessori metallici.
Le connessioni tra le staffe di ancoraggio e i montanti e tra questi ed i traversi sono ottenute con rivetti che trasmettono il peso proprio di ogni elemento e delle relative lastre di paramento alla struttura dell'edificio. Le staffe trasmettono inoltre alla struttura i carichi del vento e altri carichi imposti alla facciata stessa. Il sistema di ancoraggio è disegnato in modo tale da compensare le discrepanze dimensionali della struttura dell'edificio nelle tre direzioni ortogonali. Modificando il disegno del sistema di ancoraggio è possibile eventualmente ottenere dal sistema di facciata la capacità di assorbire tolleranze maggiori delle strutture dell'edificio. La connessione tra i vari elementi è disegnata inoltre per permettere la dilatazione dei componenti della facciata stessa. Componenti aventi un coefficiente di espansione differenziato sono separati ed interconnessi mediante fissaggi asolati che permettono i relativi movimenti. Questi giunti sono dimensionati al fine di assorbire i movimenti senza danni, mentre le guarnizioni riducono le frizioni fra gli elementi collegati.
159
Rivestimento esterno
Il paramento esterno deve soddisfare esigenze diverse di tipo estetico, progettuale e funzionale. Oltre a caratterizzare esteticamente l'edificio, il rivestimento deve essere in grado di proteggere la struttura muraria dagli agenti atmosferici e inquinanti, contribuendo nello stesso tempo a raggiungere le performance termiche ed acustiche attese. Lo sviluppo di materiali da rivestimento dotati di alte performance tecniche ed estetiche, quali le pietre high-tech scelte per il progetto architettonico oggetto di questa Tesi, consente di creare sistemi di facciate ventilate molto efficienti, con un'ottima resistenza alle sollecitazioni igrotermiche e agli agenti atmosferici in generale.
I prodotti ceramici infatti, per la loro composizione e per i connotati tecnici specifici, hanno confermato di essere un rivestimento di facciata estremamente durevole ed altamente protettivo nei confronti della struttura muraria; l’evoluzione tecnologica di questo materiale ha portato a composizioni poco porose, con assorbimento d’acqua praticamente nullo e doti autopulenti, quindi sono state eliminate le infiltrazioni di sostanze dannose veicolate dalla pioggia, ma anche l’adesione alle superfici in vista del pulviscolo e delle sostanze grasse presenti nell’atmosfera, che non formano più patine che offuscano la superficie del rivestimento.
Il materiale ceramico più impiegato è il gres porcellanato che, dopo la formatura e il passaggio in forno, è caratterizzato da un minor assorbimento d’acqua e da una notevole resistenza meccanica e agli shock termici. Inoltre la ricchezza di formati e varianti estetiche compositive e di trattamento superficiale, consentono il loro uso in ogni tipo di applicazione nell’edilizia, sia nelle nuove costruzioni che nelle ristrutturazioni.
Tali materiali rispondono pienamente ai requisiti richiesti al paramento esterno di una facciata ventilata, in quanto presentano le seguenti qualità tecniche:
• assorbimento d'acqua quasi nullo (valori medi dello 0,04%) per un'adeguata protezione degli strati sottostanti;
• resistenza al gelo, che aumenta la durabilità della facciata con conseguente riduzione dei costi di gestione;
160
• elevata resistenza alla flessione e ai carichi, per poter sopportare le
sollecitazioni dovute all'azione del vento;
• resistenza alle sostanze chimiche aggressive (smog, piogge acide);
• inalterabilità nel tempo, sia a livello strutturale che cromatico (ottima
resistenza dei colori alla luce);
• ristrette tolleranze dimensionali, lo spessore è ridotto e costante, le lastre sono squadrate e rettificate ad un unico calibro dimensionale;
• peso ridotto, rispetto ai materiali lapidei di spessore maggiore, con vantaggi nel dimensionamento delle strutture di sostegno, nel carico complessivo dell'edificio e nei costi di trasporto;
• incombustibilità, che si traduce in una maggiore sicurezza;
• pulibilità, tramite semplice lavaggio delle lastre; • manutenzione limitata;
• compatibilità ambientale e sostenibilità economica, in rapporto al ciclo di vita dell'edificio, in quanto le lastre hanno una durata pari a quella dell'edificio stesso e sono fabbricate in piena conformità con le normative ambientali europee ed internazionali;
• qualità estetiche, che grazie all'innovazione tecnologica, sono comparabili a quelle dei più pregiati materiali lapidei, con una molteplicità di varianti cromatiche e di superfici. La disponibilità di lastre di grande formato consente di ottimizzare il layout della struttura di sostegno, con soluzioni economiche sia nell'esecuzione che nella manutenzione delle facciate ventilate.
Caratteristiche del rivestimento di facciata
Protezione dall'acqua
Il paramento esterno distanziato dalla struttura muraria allontana da essa sia il calore dell'irraggiamento solare, sia l'acqua piovana incidente evitando il contatto diretto con il muro perimetrale ed eliminando una delle cause principali di degrado degli edifici. Anche in caso di posa a giunto aperto, la quantità di acqua che riesce
161 a raggiungere l'isolante è estremamente ridotta rispetto al totale. Studi realizzati in Germania hanno dimostrato come la quantità di acqua che riesce a penetrare all'interno dell'intercapedine ventilata e a raggiungere lo strato isolante sia una percentuale non significativa.
Traspirabilità
Rispetto ai sistemi di facciata tradizionali, la facciata ventilata assicura un sensibile miglioramento nella dispersione del vapore presente all'interno della parete in muratura, con evidenti benefici per la conservazione del muro stesso. La ventilazione naturale nell'intercapedine favorisce infatti la rimozione dell'umidità presente nella muratura di costruzioni nuove o ristrutturate. Anche il vapore acqueo prodotto all'interno dell'edificio può in parte fuoriuscire attraverso la muratura senza particolari barriere, contribuendo ad una migliore conservazione sia della parete perimetrale che dello strato coibente.
Isolamento acustico
La costruzione a strati tipica della parete ventilata, associata all'utilizzo di materiali fonoassorbenti, tende a favorire un migliore isolamento acustico. Il paramento esterno, l'intercapedine d'aria e lo strato isolante agiscono infatti come altrettante barriere protettive nei confronti dei rumori provenienti dall'esterno.
Isolamento termico
Con il sistema di facciata ventilata è possibile realizzare un isolamento termico “a cappotto” uniforme su tutto l'edificio, evitando le dispersioni termiche ed eliminando i ponti termici, cioè le disomogenee distribuzioni delle temperature superficiali che, nelle pareti tradizionali, si vengono solitamente a creare in corrispondenza di travi e pilastri. In questo modo si evita la formazione di condense e muffe in corrispondenza di zone più fredde. Lo strato coibente continuo posizionato all'esterno dell'edificio garantisce una protezione termica omogenea ed una temperatura interna più costante nel tempo. Si riducono inoltre le escursioni termiche sulla struttura muraria e quindi i movimenti strutturali dovuti alle dilatazioni differenziate dei materiali che compongono l'edificio.
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Resistenza agli sbalzi termici
Il sistema di facciata ventilata presenta una migliore adattabilità agli sbalzi termici causati dalle temperature esterne e ai movimenti strutturali dell'edificio.
Non aderendo direttamente al supporto strutturale, la lastra di rivestimento è libera di dilatare secondo il proprio coefficiente di dilatazione, indipendentemente dai movimenti del supporto strutturale e di seguire inoltre gli assestamenti e le oscillazioni dell'edificio grazie al grado di elasticità degli ancoraggi. Si evitano così tensioni nel rivestimento che possono causare effetti di degrado della facciata e richiedere interventi di manutenzione.
L'assorbimento dei movimenti richiede un appropriato dimensionamento dei giunti, in modo da consentire spostamenti e dilatazioni senza che le lastre interferiscano tra di loro. Il giunto non è altro che lo spazio che separa tra loro le lastre permettendone il movimento dovuto alle dilatazioni termiche del sistema e ai movimenti elastici; la dimensione varia generalmente da 4 mm a 8 mm, in funzione della dimensione delle lastre, dell'interpiano dell'edificio e della struttura utilizzata.
Praticità di installazione e manutenzione
Essendo realizzata a secco, la posa in opera può essere effettuata indipendentemente dalle condizioni atmosferiche in quanto esse non influiscono sulla qualità della facciata. La manutenzione di una facciata ventilata risulta essere molto ridotta e più agevole. Grazie alla resistenza delle lastre, l'involucro dell'edificio non necessita infatti di frequenti interventi di ripristino ed eventuali lastre danneggiate possono essere facilmente rimosse e sostituite. Incollando sul retro della lastra di rivestimento una rete in fibra di vetro è possibile, in caso di frattura della lastra, trattenere momentaneamente i pezzi della stessa in attesa della sostituzione, che può essere così effettuata senza particolari difficoltà.
Sono facilitate anche le operazioni di ispezione nel caso di vani tecnici per l'alloggiamento di impianti e canalizzazioni all'interno della struttura. La particolarità di poter sostituire le lastre senza intervenire sul supporto murario prefigura inoltre la possibilità di rinnovare completamente il rivestimento dell'edificio modificandone l'aspetto esteriore.
