Galileo Galilei Ib. Obiettivi

Introduzione ‰‰‰ I

Obiettivi XII

«Il perdurare del contrasto significa soltanto l’avvio a nuovi problemi e ricerche»

Galileo Galilei Ib. Obiettivi

La presente tesi si propone di analizzare il sistema costruttivo delle facciate continue sempre più presente negli edifici di nuova costruzione o in interventi di adeguamento, in vista dei cambiamenti normativi in atto sia in campo energetico che strutturale, andando a delineare il contributo apportabile ai problemi evidenziati nel precedente paragrafo.

Erroneamente, l’involucro viene considerato secondario rispetto ad altri elementi; in questa tesi si vuole dimostrarne l’importanza di esso da tutti i punti di vista, ciò comporta un approfondito studio al fine di ottenere un prodotto di alta qualità tecnico funzionale e strutturale, capace nel suo arco di vita di contribuire ad una salvaguardia ambientale più ampia di quella immaginabile.

Spesso edifici che presentavano una facciata continua, denunciandosi attivi per la salvaguardia dell’ambiente si sono dimostrati ampliamente insufficienti a rispondere ad un’esigenza di risparmio energetico, finendo per alterare le condizioni di benessere dell’utenza. Per rimediare al misfatto benessere è stato necessario ricorrere ad impianti aggiuntivi: una sorta di esecutore (impianti) e di mandante (facciate) in un’analogia criminologa azzardata; l’impianto spreca energia, ma per il semplice motivo che la facciata continua non è in grado di compiere il suo dovere.

Gli obiettivi scaturiscono dall’elementare presa di coscienza di una necessità di approfondire il tema ponendosi alcune domande e dando quindi una risposta mediante analisi a tutto campo.

Da dove nasce l’idea delle facciate continue?

Per analizzare un sistema è necessario conoscerlo, da qui il primario obiettivo di

approfondire il tema delle facciate continue nella storia, ripercorrendo le prime

tecnologie edilizie, gli autori ingegneri o architetti che hanno dato un contributo

fondamentale allo sviluppo, sino ad arrivare alle tecnologie moderne, sempre più

accurate e studiate, attente all’aspetto estetico come a quello energetico o strutturale,

affiancate da numerosi laboratori capaci di testare le capacità e di certificare le diverse

proprietà.

Introduzione ‰‰‰ I

Obiettivi XIII

Che cosa è una facciata continua? Come si costruisce?

Ponendosi in una condizione di assoluto “sapere di non sapere” occorre fare un passo alla volta, partendo dalle basi terminologiche e costruttive redatte da chi sa qualcosa di più, analizzando quindi i dettagli e i materiali che compongono le facciate, mediante una ricerca nel campo delle industrie edilizie che si occupano degli aspetti del settore facciate continue (serramenti, profili, ancoraggi, pannellature vetrate, opache, o capaci di produrre energia)

Come arrivare a progettare? Quali livelli prestazionali?

Mediante il processo denominato FAST (Function Analysis System Technique) è possibile svolgere l’

del sistema costruttivo a partire dall’analizzare le esigenze del committente o degli utenti futuri dell’edificio in cui è inserita la facciata continua; passando tramite i vincoli normativi (cogenti o prescrittivi), i fattori socio economici e ambientali possono essere delineati i requisiti e quindi i livelli prestazionali capaci di rispondere a quanto richiesto. Nell’analizzare i requisiti è stato ritenuto utile soffermarsi sia sulle prove di laboratorio necessarie per accertare la conformità a quanto richiesto, sia il comportamento delle facciate continue in presenza di eventi accidentali, quali ad esempio gli incendi.

Tale percorso approda alla definizione delle funzioni di una facciata continua e ai dettagli costruttivi mediante l’evoluzione di una semplice domanda: come? (come è possibile svolgere un’analisi funzionale? Come soddisfare le esigenze?, ecc...)

Il discorso può essere ripetuto a ritroso, analizzando un componente del sistema facciate continue; ovvero, dato un particolare costruttivo redatto da un’industria del settore, è evidenziabile il perché di alcuni dettagli ed aspetti funzionali, derivanti dalla soddisfazione delle esigenze.

Come si comporta strutturalmente?

La facciata continua non rientra tra gli elementi strutturali definiti portanti, ma la sicurezza statica deve essere comunque assicurata mediante requisiti di resistenza meccanica adeguati ai carichi permanenti propri ed alle azioni agenti prevedibili, quali vento, sisma, urti, manovre locali.

Occorre delineare il comportamento mediante semplificazioni statiche che riportino il

modello reale a degli schemi in 2D o 3D a seconda di quello che si vuole analizzare.

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Obiettivi XIV

La tesi si propone in particolar modo di approfondire il tema dell’azione sismica (qual è il comportamento rispetto alla struttura portante? La rigidezza della struttura è influenzata dall’esile struttura della facciata?) e le verifiche dei vari elementi alle sollecitazioni e alle deformazioni, in relazione alla nuove normative in fase di entrata in vigore definitiva, le quali prevedono una progettazione più cautelativa, non più basata sulla tensione ammissibile ma su concetti probabilistici.

Come si passa dalla teoria alla pratica?

Una volta acquisite le basi è possibile passare ad una progettazione vera e propria; in particolar modo questa tesi si propone di applicare quanto di teorico nel reale; grazie alla disponibilità dello studio di progettazione

INGEGNERI ASSOCIATI di Reggio Emilia

, redattore del progetto preliminare del Polo Tecnologico per il presidio Ospedaliero- Universitario di Cisanello in Pisa è stato possibile ripercorrere le fasi di analisi funzionale e strutturale in un contesto progettuale reale e particolare come quello di un ospedale, dove le esigenze dell’utenza si fanno ancor più pressanti e ogni dettaglio favorisce un miglioramento delle condizioni dell’edificio e della salute dei fruitori.

Mediante utilizzo del metodo dell’Analisi del Valore, è possibile effettuare una analisi comparativa tra diversi sistemi strutturali (facciata continua a montanti e traversi, facciata continua strutturale, facciata fotovoltaica), capace di dare la soluzione economicamente più vantaggiosa come output, grazie ad un rapporto tra l’utilità e il costo globale nella vite utile ipotizzata, detto Indice di Valore. Il metodo utilizzato, generalmente da svolgere in presenza di un gruppo con un coordinatore esperto, approfondisce l’analisi funzionale andando a delineare una matrice, che relaziona i requisiti tramite parametri talvolta soggettivi e permette di evidenziare quelli principali e quelli secondari.

Per quanto riguarda l’aspetto strutturale, essendo in presenza di una struttura con

determinate caratteristiche portanti, è possibile studiare sia un modello tridimensionale

della struttura portante a se stante, che uno con la facciata continua, verificando se le

formule teoriche ben simulano una realtà concreta, sia essa data da azioni da vento o

sismiche. Il campo sismico è ancora oggi un capitolo aperto, data l’arbitrarietà del

comportamento degli edifici in relazione alle scosse di varia intensità, dovuta al fatto

che ogni edificio è diverso dagli altri per i numerosi elementi che lo caratterizzano

(collocazione, struttura, destinazione d’uso,…); questa tesi intende apportare un

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Obiettivi XV

contributo, inerente il comportamento sotto azione del sisma delle facciate continue, ponendosi delle domande forse banali, astratte, distanti dalla realtà concreta, ma come affermava Galileo Galilei:

«L’astratto e il concreto, la “teoria” e il “fenomeno” non concordano mai perfettamente in nessun grado della nostra esperienza scientifica.

Ma la ragione di ciò non dev’essere ricercata in una qualunque differenza ontologica delle loro “nature”, in maniera che ne risulti una contraddizione realmente insuperabile: piuttosto è proprio la progressiva eliminazione di questa opposizione che costituisce lo scopo e il contenuto vero e proprio di ogni conoscenza. Di conseguenza il perdurare del contrasto significa soltanto l’avvio a nuovi problemi e ricerche».

Tratto da Galileo Galilei-Tre lettere sulla vita, la scienza, la filosofia PAGVS EDITORI

In conseguenza degli elementi emersi nella fase di analisi funzionale e strutturale del progetto preliminare è stato possibile avanzare delle proposte a supporto di decisioni che competono ovviamente al progettista; in particolar modo per una parte dell’edificio destinata a collegamento dei due corpi principali è stata sviluppata un’idea di struttura portante composta in acciaio calcestruzzo, che si diversifichi dai corpi principali e permetta soluzioni di luce libera più snelle. La proposta evidenzia possibilità parallele e permette un confronto di comportamento in relazione alla facciata continua. Ne sono derivati dettagli costruttivi (possibili per la facciata continua una volta eseguite le verifiche degli ancoraggi e delle strutture in gioco) e specifiche di capitolato tecnico.

Come è possibile contribuire ad uno sviluppo sostenibile?

Particolare attenzione è stata data allo studio dei materiali componenti la facciata, in particolar modo dell’alluminio, analizzando il ciclo di vita ed evidenziando i passi che l’industria sta facendo per riportare le emissioni al minimo, per la riforestazione delle zone adibite ad estrazione della bauxite (da cui viene ricavato l’alluminio), l’energia in gioco nelle varie fasi, oltre che un calcolo approssimativo che metta in evidenza quanta energia debba essere consumata per una facciata tipo e quanti alberi andrebbero reintegrati per ri-assorbire la CO

prodotta.

L’introduzione di una facciata con elementi fotovoltaici consente di dare un contributo

verso l’utilizzo di energia pulita, ottenuta cioè da fonti rinnovabili.