Gruppo di Progettazione
Per.Ind. Busana Cristian
& Geom. Busana Andrea
Via Silvio Pellico 5
42016 Guastalla (RE)
- Italy -
Tel. 0522-830164
[email protected]
Evento organizzato da :
Con il patrocinio di:
In collaborazione con:
Concorso di Progettazione
Data di partenza: 18/05/2005
Termine: 30/12/2005
Oggetto del bando: Progettazione del “Living Box”, il prototipo di un
“prefabbricato” ad uso residenziale che risponda ai
requisiti di comfort, eleganza, armonia con l’ambiente
circostante, risparmio economico.
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Concorso di Progettazione “Living Box” – Novembre 2005
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Indice
o Introduzione
o Il progetto
o Trasportabilità e montaggio
o Materiali
o Confort abitativo e risparmio energetico
o Bibliografia e fonti utilizzate
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1. Introduzione
L’idea che si è cercato di rappresentare al meglio nel presente progetto è quella
relativa al nuovo concetto di abitare, un concetto che negli ultimi anni ha perso la
forma del modello tradizionale, sinonimo di “permanenza” e “stabilità”, per entrare a
far parte dei nuovi stili dell’ “abitare” moderno. Questi ultimi sono basati sul significato
di “temporaneità” e allo stesso tempo, di comfort abitativo e risparmio economico. Il
progetto qui di seguito presentato, e illustrato sulla cartografia allegata alla
documentazione, nasce con la necessità di installare case ovunque non esista una
tecnologia propria o dove vi è l’esigenza di realizzare costruzioni in brevissimo
tempo, ma con qualità abitative e comfort adatte a qualsiasi tipo di condizione
climatica si presenti.
2. Il progetto
MODULO.2
MODULO.1
Figura 1
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L’obiettivo di realizzare una abitazione che possieda un forte design innovativo con
tutti i comfort richiesti dalla società attuale, che rispetti le norme del Risparmio
Energetico e della Sostenibilità Ambientale, ma che abbia costi di costruzione
contenuti ha spinto alla scelta di utilizzare sistemi tecnologici che prevedano
l’assemblaggio in opera degli elementi. Si è cercato di ideare fondamentalmente di
ideare DUE MODULI Modulo.1 Piano terra e Modulo.2 Primo Piano con
caratteristiche dimensionali praticamente identiche, costituiti da telai strutturali in
acciaio saldato di carpenteria, pareti perimetrali in pannelli prefabbricati coibentati
aventi idonee aperture, applicazione di materassini termoisolanti su tutta la superficie
dell’involucro interno, controparete in lana di roccia ad alta densità montata su profili
metallici e parete in cartongesso interna di finitura. La costruzione dei telai similari
permette la riduzione dei tempi di realizzazione e il risparmio di denaro successivo.
Dal punto di vista della sicurezza si sottolinea che, poiché l’ossatura portante è
esterna, non è necessaria una specifica protezione antincendio. L’intera struttura è
difesa dalla corrosione per mezzo di una zincatura a caldo e una speciale pittura
color blu.
Nella figura “1” è rappresentato il design del progetto realizzato, dove si nota la
presenza di spazi e locali atti a soddisfare appieno le esigenze di una famiglia
moderna. Dall’assemblaggio dei due moduli, è stato ricavato uno spazio coperto che
può essere utilizzato come parcamento per il veicolo utilizzato dalla stessa famiglia.
Sappiamo quanto mai che l’autovettura è entrata a far parte della nostra vita
quotidiana in modo incisivo, e il suo utilizzo è diventato strettamente necessario al
fine di recarsi sul luogo di lavoro o adempiere alle esigenze di procurarsi la spesa,
portare i figli a scuola, ecc…
Per rendere l’ambiente più confortevole da vivere all’esterno dei locali, è stata ideata
una struttura quale giardino pensile realizzata esternamente sopra al Modulo.1.
Senza occupare spazio ulteriore che quello strettamente necessario alla posa dei
due moduli, tale spazio consente di trascorrere momenti di relax soprattutto nel
periodo estivo all’interno del proprio territorio, e offre un “panorama” più naturale
durante i freddi periodi invernali.
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3. Trasportabilità e montaggio
Il trasporto delle strutture preassemblate in stabilimento verso l’area in cui verrà
realizzata l’opera prevede l’utilizzo di mezzi di trasporto standard quali:
Un TIR dotato di semirimorchio con centina regolabile: come misure di
riferimento si utilizzano alcune prese da cataloghi di mezzi di trasporto
Lcassone 13.71 m e altezza interna cassone almeno 3.5 m;
Un camion dotato di gru idraulica per lo scarico ed il posizionamento delle
strutture;
Per quanto concerne il montaggio dei due moduli, non occorrono particolari
attrezzature se non apparecchi idonei al sollevamento dei telai e dei particolari aventi
una massa considerevole. Gru fisse o camion dotati di gru possono soddisfare tali
esigenze. Tutte le pareti perimetrali, le contropareti interne, i piedi di appoggio e i
telai di contenimento superiori sono fissati mediante imbullonatura e viteria. Non si
richiedono attrezzature particolari, ma normale utensileria, una saldatrice per
eventualmente fissare le ringhiere del giardino pensile, e la fiamma ossidrica per
fissare i fogli bituminosi.
4. Materiali
I telai costituenti la struttura principale dei moduli sono stati ottenuti mediante la
tecnica delle costruzioni in acciaio, raggiungendo alcuni fondamentali ed importanti
obiettivi in termini di:
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Tempi brevi di esecuzione;
Qualità di esecuzione dell’opera;
Costi contenuti;
Manutenzione ridotta grazie alla resistenza nel tempo del materiale;
Inoltre, dal punto di vista della Sostenibilità Ambientale e del Life cycle
assessment che riguarda cioè il ciclo di vita dei materiali utilizzati nella
fabbricazione occorre sottolineare che l'acciaio è facilmente riciclabile ed è
sufficiente ricorrere a ditte specializzate. Ogni anno vengono riciclate 435 milioni di
tonnellate di acciaio, e rappresentano approssimativamente il 50% di tutto l'acciaio
utilizzato:
questo
equivale
a
1.2
milioni
di
automobili
ogni
giorno.
L'acciaio può essere riciclato più volte senza perdere di qualità, di conseguenza
anche i rottami hanno un consistente valore monetario e sono quasi sempre riciclati
invece di essere abbandonati nell'ambiente: un punto importante a favore della
carpenteria metallica. Inoltre le strutture in acciaio offrono maggiore resistenza a
terremoti ed esplosioni. Rari quegli eventi che sottopongono le strutture a
sollecitazioni estreme, ed è irragionevole progettare in funzione del loro improbabile
verificarsi. L'uso accorto di appropriati sistemi, però, può mitigare le conseguenze
peggiori dovute ad azioni disastrose. I telai d'acciaio possiedono una grande duttilità
e possono sopportare severe deformazioni senza pregiudicare l'integrità della
struttura. Visti i costi sempre più bassi, si può optare per utilizzare componenti in
acciaio inox rispetto ad un procedimento di zincatura dell’acciaio normale e
successiva verniciatura. Tale materiale infatti possiede valori bassi di permeabilità
magnetica e consente di eliminare in maniera preponderante, rispetto al materiale
tradizionale, le azioni di disturbo al campo elettromagnetico naturale proprie dei
materiali metallici.
Per quanto riguarda le pareti perimetrali sono stati utilizzati dei pannelli di facciata
modello
Trimoterm
FTV-Multivario
marca
TRIMO,
caratterizzati dall’isolante termo-acustico in lana minerale
lana di roccia
che assicura grande incombustibilità e
isolamento termico al prodotto, oltre all’assorbimento
acustico. Trimoterm MultiVario (con larghezze standard
1000 mm e 1200 mm) è composto di due lamiere d’acciaio
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profilate preverniciate incollate su uno strato intermedio termoisolante in lana
minerale (lana di roccia- A1).
Materiali di superficie:
La protezione standard SP a base di
poliestere è adatta per condizioni normali
La protezione PVDF a base di fluoro di
polivinilidene (su richiesta), oltre che per
condizioni normali è adatta anche in
condizioni ambientali estreme e per celle
frigorifere
Sezione del TRIMOTERM FTV STANDARD
Superficie
Profilo S
Profilo V
Liscio
Micronervato
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Dati Tecnici:
Trimoterm FTV STANDARD
FTV 100
spessore pannello (mm)
100
massa FTV 1000 (kg/m²)
Fe 0,6/Fe 0,6
22,3
massa FTV 1200 (kg/m²)
Fe 0,6/Fe 0,6
22,1
Trasmittanza calore U (W/m²K)DIN 52611 e DIN 4108
0,42
Comustibilità DIN 4102/1
Isolamento acustico Rw (dB) Fe 0,6/ Fe 0,6 (DIN
52210)
Larghezza pannelli (mm)
Lunghezza pannelli (m)
riempimento non combustibile in lana minerale,
classe A1
32
1000, 1200
fino a 14
Particolare attenzione è stata posta alle superficie costituenti la pavimentazione
sopraelevata dal terreno e i solai di contenimento, posti sotto alla copertura. Oltre
all’applicazione degli stessi pannelli Trimo FTV sopraindicati, sono stati infatti
utilizzati dei pannelli in fibrocemento Celenit N aventi uno spessore min di 50 mm,
fissati su apposito telaio, mantenendo una distanza tra gli appoggi minore di m.
Tale condizione permette una portata accidentale, sia sul pavimento calpestabile che
sul solaio di copertura, pari a 200 Kg/m². Dal punto di vista della Sostenibilità
Ambientale, il pannello Celenit rappresenta un isolante naturale che non produce
inquinamento né in fase di produzione, né nell’impiego, né nell’eventuale riciclaggio o
smaltimento dei rifiuti. La durata nel tempo è illimitata e, dal punto di vista del
comportamento al fuoco, il pannello Celenit è classificato di classe 1 di reazione al
fuoco. Da notare il comportamento a contatto con altri materiali: i pannelli hanno un
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comportamento neutro nei riguardi degli elementi della costruzione con i quali sono a
contatto. Non hanno azione corrosiva né su tubazioni né su altre parti metalliche,
benché tutta la struttura sia protetta da zincatura e vernice idonea.
La copertura ottenuta sul “Modulo.2 Piano Primo”, è stata pensata mediante
l’utilizzo di un modello di costruzione già collaudato e verificato dal punto di vista
dell’isolamento termico. Di seguito si riportano le caratteristiche fondamentali di tale
copertura piana, realizzata con supporto di base in lamiera grecata e autoprotezione
dello strato di tenuta apportata in scaglie d’ardesia:
POS.
ELEMENTO
MATERIALE
Supporto di
base
frazionato
(solaio di
copertura)
Lamiere grecate zincate
2
Isolante
Pannelli Roofbac rivestiti sulla faccia superiore con uno strato di bitume ossidato ricoperto con film
plastico termofusibile (adatto a favorire l’incollaggio a caldo degli strati costituenti l’elemento di tenuta),
posati con fissaggio meccanico sul supporto di base, mediante dei gruppi di fissaggio completi di vite
autofilettante e rondella.
Particolare cura sarà posta nel calcolo del numero e nel posizionamento dei fissaggi per garantire la
resistenza dello strato all’azione d’estrazione del vento, in funzione alla dislocazione geografica,
all’altezza ed alla forma geometrica della copertura.
In condizioni normali si consiglia:
N° 4 fissaggi/m2 per i pannelli posti nella zona centrale
N° 6 fissaggi/m2 per i pannelli posti nella zona lungo il perimetro
N° 8 fissaggi/m2 per i pannelli posti nella zona ad angolo
3
1° strato
dell’elemento
di tenuta
Membrana bituminosa, posata in aderenza sullo strato isolante mediante termofusione e saldata sui
sormonti sempre per termofusione ottenuta con fiamma prodotta da bruciatore a gas propano.
Le sovrapposizioni delle giunzioni di saldatura dei teli della membrana saranno di 8÷10 cm in senso
trasversale (giunzioni laterali) e di 12÷15 cm in senso longitudinale (giunzioni di testa)
2° strato
dell’elemento
di tenuta
Membrana bituminosa autoprotetta sulla faccia superiore con scaglie d’ardesia di colore grigio
naturale.
La membrana sarà posata in aderenza sullo strato precedente mediante termofusione e saldata sui
sormonti sempre per termofusione ottenuta con fiamma prodotta da bruciatore a gas propano.
I rotoli del 2° strato dell’elemento di tenuta saranno posati longitudinalmente a quelli del 1° strato, con
sfalsamento trasversale avente dimensioni ≥ a quella della larghezza della giunzione di saldatura.
Le giunzioni di testa del 2° strato avranno uno sfalsamento longitudinale, rispetto a quelle del 1° strato
con dimensione ≥ a quella della larghezza della giunzione di saldatura.
Prima di realizzare le sovrapposizioni di testa dovrà essere asportata lo strato d’ardesia (con utilizzo di
fiamma e cazzuolino caldo) dalla zona interessata dalla saldatura.
1
4
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Copertura realizzata
secondo le specifiche
sopra riportate
Struttura in acciaio e
lamiere grecate,facenti
parte della copertura
sopraindicata
Soffitto realizzato
mediante pannelli tipo
Trimo FTV
Sulla copertura invece del Modulo.1 Piano Terra è realizzato un “giardino pensile”,
comprensivo di idonei materiali di isolamento e contenimento del terreno. La
stratigrafia ideata è quella rappresentata nella figura sottostante:
Pannello “Drain Floor”
“Drain Floor” è un elemento in polipropilene riciclato progettato per la realizzazione
dei giardini pensili. Poichè nella progettazione di un giardino pensile la prima
preoccupazione è di garantire un ottimale sviluppo vegetativo, occorre garantire una
corretta evacuazione dell’acqua meteorica, insieme ad una sufficiente alimentazione
idrica. “Drain Floor” è l’unico elemento prefabbricato, in plastica riciclata, che realizza
entrambe le condizioni. Infatti, le 26 basi di appoggio per m² costituiscono altrettanti
serbatoi che permettono di ottenere una riserva d’acqua pari a lt/m² 5 ulteriormente
espandibili. Di contro i 144 fori per m² sono più che sufficienti per garantire un ottimo
drenaggio anche nelle condizioni metereologiche più esasperate. “Drain Floor” è un
elemento molto leggero che permette una posa facile e veloce; nel contempo
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presenta un’ottima resistenza alla compressione tale da sopportare un notevole
strato di terra, consentendo il transito di piccole macchine operatrici per la stesura
della stessa.
Nella progettazione dell’intera struttura, sia quella del Modulo.1 che del Modulo.2, si
è fatta particolare attenzione alla eliminazione dei Ponti Termici. Infatti ogni
pannello perimetrale è isolato dalla struttura di acciaio esterna mediante strisce di
materiale termoisolante (per es. fogli bituminosi), e risulta isolato anche dalle pareti
interne mediante l’applicazione di un materassino termoisolante, avente funzioni
anche di isolamento acustico. Il materassino isolante riveste tutta la superficie
dell’involucro interno.[Per riferimenti vedi le figure riportate in allegato al presente
progetto]. L’adozione della pennellatura con pannelli tipo Trimo FTV su ogni lato del
modulo, oltre agli strati isolanti aggiuntivi, permette di ottenere un vero e proprio
`involucro´ termicamente isolato dal clima esterno.
Per isolare ulteriormente le pareti perimetrali esterne, che fungono da “massa di
accumulo”
dell’energia
termica,
è
prevista
l’adozione
di
contropareti
in
cartongesso e lana di roccia su tutto il perimetro interno dei moduli, e come divisori
tra le stesse stanze. Lo schema di montaggio di tali pareti è rappresentato nella
figura seguente:
1 Elemento di parete
Lastre in cartongesso costituite da elementi piani di gesso rivestititi
sulle superfici e sui bordi longitudinali da cartone speciale per
migliorarne le caratteristiche meccaniche.
In funzione delle caratteristiche prestazionali della parete vengono
realizzate soluzioni in mono o pluristrato con spessori di lastra
variabili dai 10mm ai 18mm.
2 Strato isolante
Pannello Rockwool 211-Pannello 220-Pannello 225 in lana di roccia
cm 8
5
3 Guida
Profilo metallico ad “U” posto in orizzontale.
4 Montante
Profilo metallico a “C” posto in verticale.
5 Pareti perimetrali esterne prefabbricate
Pannelli prefabbricati tipo TRIMO FTV, con applicazione sulla parte
interna di materassino termoisolante composto da materiale
bituminoso.
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5. Confort abitativo e risparmio energetico
Le caratteristiche delle strutture progettate, e le considerazioni sopraeffettuate
riguardo la sostenibilità ambientale ed il risparmio energetico, portano ad eseguire un
confronto delle prestazioni termico-isolanti delle stesse con i parametri stabiliti dalle
direttive europee riguardanti la certificazione attuale degli edifici. Il parametro
standard utilizzato come riferimento, difficilmente raggiungibile in quanto non si è
fatto utilizzo di pareti strutturali in calcestruzzo o mattone ma di materiali prefabbricati
in lamiera e lane di roccia, è il valore della trasmittanza termica di un edificio
passivo dell’Europa centrale:
U < 0.15 W(m²K)
Mediante dati presenti in letteratura, sono stati ricercati calcoli effettuati su pareti con
caretteristiche similari a quelle progettate. Riassumendo si considera per le pareti
perimetrali di tutti e due i Moduli:
U=0.22 W(m²K)
Nella tabella a fianco è riportata la stratigrafia della parete in esame, con i valori di
isolamento termico analizzati.
Per quanto riguarda invece la
copertura
installata
sul
“Modulo.2 Piano primo”, si è
fatto riferimento alla stratigrafia
riportata nella figura a fianco,
relativa
ad
similare.
una
Il
trasmittanza
copertura
valore
di
termica
ivi
calcolato è di:
U=0.53 W(m²K)
Si ricorda che nella copertura
ideata sul Modulo.2, è presente
non solo uno strato puro di lana
di roccia ed intonaco in calce e
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gesso, ma sono installati i
pannelli
FTV,
prefabbricati
utilizzati
Trimo
nelle
stesse
pareti perimetrali. Al di sotto di
questi ultimi, è presente un
“controsoffitto”
costituito
da
pannelli tipo celenit N, aventi le
caratteristiche
riportate
in
precedenza.
Una
buona
dell’edificio
mantenere
coibentazione
consente
all’interno
di
degli
ambienti determinate condizioni
di
benessere
termico.
Fondamentalmente l’isolamento
termico si basa sulla presenza
di una barriera, costituita nel caso attuale dal pannello prefabbricato, avvolto dal
materassino termoisolante, che impedisce al calore (energia termica) di disperdersi
berso l’esterno durante l’inverno o di entrare durante l’estate. Lo strato isolante è
presente in tutte le soluzioni tecniche di chiusura di tipo stratificato, dove viene in
genere collocato in intercapedine interna, o all’esterno (soluzioni a cappotto o a
facciata ventilata) oppure all’interno (cotroparete) abbinato ad uno strato di
rivestimento. Occorre sottolineare che la scelta del’isolamento esterno all’involucro
influisce anche sulla risposta inerziale dell’edificio stesso: la massa della chiusura
infatti costituisce massa di accumulo e dunque la risposta alle variazioni di
temperatura interna è più lenta (soluzione idonea per edifici residenziali).
Nella stesura del progetto si è scelto di posizionare i locali ad uso riposo, quali
camere da letto, nel “Modulo.1 Piano terra” per due fondamentali motivi:
1. Sicurezza: In caso di pericolo ed evacuazione durante le ore del riposo, in
momenti in cui i riflessi non sono attivi e i tempi di risposta al pericolo molto
lunghi, il tragitto da percorrere per mettersi al sicuro è molto più agevole e
corto;
2. Benessere: Lo strato isolante costituito dal giardino pensile posto sulla
copertura, crea una massa di accumulo ulteriore che consente durante i
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periodi invernali di accumulare più calore possibile dall’irraggiamento del sole,
mentre nei periodi estivi il terreno presente in copertura funge da “cuscinetto
termico”, ed effettua una vera e propria azione “smorzante” nei confronti della
elevata energia termica che si ha in tali periodi. Tutto questo migliora il
comfort ed il benessere termico durante le ore più importanti per la salute
umana, cioè quelle del riposo.
A servizio dei locali è presente un impianto di
riscaldamento dell’acqua che utilizza pannelli
solari. Grazie ai recenti finanziamenti erogati dagli
enti
statali,
riguardo
all’acquisto
di
impianti
fotovoltaici e pannelli solari, la soluzione proposta
può rappresentare sia un risparmio economico per
gli occupanti dell’edificio, sia una tutela maggiore
dal punto di vista dell’inquinamento ambientale.
La speciale conformazione dei locali, aventi ampie finestrature formate da
vetrocamere ad alto potere termoisolante e installate in senso contrapposto,
permette una adeguata aerazione dei locali e un ottimo ricambio d’aria. Nei luoghi
caratterizzati da un clima mite e delle temperature non troppo elevate durante il
periodo estivo, il flusso dell’aria creato con questa soluzione dovrebbe permettere di
vivere i locali senza necessitare di un impianto di condizionamento.
Per il funzionamento di eventuali elettrodomestici è
previsto l’allacciamento alla rete della corrente elettrica,
così come per gli impianti di scarico dei rifiuti liquidi e
quello di fornitura dell’acqua potabile. Il riscaldamento
degli ambienti durante il periodo invernale è stato
pensato con l’utilizzo di termoventilconvettori, di design
innovativo e moderno. Tali apparecchiature di ultima
generazione garantiscono una particolare attenzione al
risparmio energetico, oltre che al comfort abitativo dei
locali (vedi figura a fianco).
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6. Bibliografia e fonti utilizzate
- Atti del convegno “L’involucro edilizio, evoluzione della progettazione e del
processo realizzativo”, Bari 24 aprile 2004;
- “Alfabeto dell’ecohaus”, fonte dalla rete: Rockwool
- Cataloghi tecnici TRIMOTERM FTV Multivario, fonte dalla rete: TRIMO Engineering
and Production of pre-fabricated buildings;
- Schede tecniche “Container ad uso ufficio”, fonte dalla rete: CONTAINEX;
- Catalogo tecnico Ville precostruite Fasano, fonte dalla rete: FASANO;
- “Strutture in acciaio”, fonte dalla rete: www.strutture.info;
- Progetto “ECO”, fonte dalla rete: www.edilsider.com;
- “Unit 36.La piccola casa dai grandi contenuti”, fonte dalla rete: www.zecca.it;
-“L’isolamento nelle pareti perimetrali”, fonte dalla rete: Rockwool;
- “Pareti bioecologiche”, fonte: Celenit;
-“Efficienza energetica degli edifici”, fonte dal libro:Rockwool;
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Questo progetto è frutto dell’inventiva e dell’esperienza dei designer che lo hanno
ideato. Non sono stati violati né brevetti presenti sul mercato o altri diritti di autore
che vigono su particolari o sistemi funzionali qui rappresentati, ma sono stati utilizzati
semplicemente dati forniti dalla letteratura presente in rete e in formato bibliografico.
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Busana Per.Ind. Cristian
Busana Geom. Andrea
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