Roberto Bianchi
Spartaco Paris
Architettura e Costruzione
Rassegna di elementi e sistemi
costruttivi dell’architettura
contemporanea
Compendio didattico per il Laboratorio di Costruzione
dell’Architettura 1
Facoltà di Architettura | Sapienza Università di Roma | A.A. 2014.15
Roberto Bianchi
Spartaco Paris
Architettura e Costruzione
Rassegna di elementi e sistemi
costruttivi dell’architettura
contemporanea
Compendio didattico per il Laboratorio di Costruzione
dell’Architettura 1
Coordinamento scientifico e curatela
Roberto Bianchi
Spartaco Paris
Le schede sono state redatte a cura di
Caterina Reccia
Flavia Laureti
Nota alla lettura degli elaborati
La rassegna critica di materiali raccolti costituisce una guida alla redazione
e alla rappresentazione del progetto di architettura alle scale della
costruzione. La selezione è stata fatta sulla base di esperienze significative
della produzione architettonica contemporanea, in cui la “costruzione” è
stata indagata come tema progettuale e non come mera tecnica.
Gli esempi dei dettagli architettonici rappresentati, elaborati in originale in
scale differenti (comprese tra 1:50 e 1:10) sono stati ridotti alla stessa scala
di rappresentazione.
Facoltà di Architettura | Sapienza Università di Roma | A.A. 2014.15
presentazione
L’attuale condizione tecnocratica post-moderna che viviamo suggerisce alcune considerazioni sulla
apparente ipertrofia della presenza del dettaglio nella architettura e nella sua pubblicistica, cui, però
corrisponde, paradossalmente, un progressivo svuotamento del suo significato e valore architettonico.
Proviamo ad indagare le ragioni di ciò. Un fatto incontestabile consiste nella articolata – e talvolta
tautologica – segmentazione del processo prima progettuale, poi costruttivo del processo edilizio
contemporanea, che spesso impedisce un adeguato controllo sulla qualità – che non sia meramente
riconducile ad un fatto quantitativo-prestazionale – del rapporto tra progetto e costruzione. D’altro
canto osserviamo come – sulla base di modelli importati dalle aree culturali originarie della cultura
architettonica moderna, la pubblicistica del settore si soffermi a studiare e a spesso creare ex post
disegni di dettaglio di opere realizzate, con lo scopo di diffondere e accrescere una consapevolezza
sul tema e definire strumenti utili a progettisti e a studenti.
Nella cultura premoderna, il progetto che indagava la scala del “particolare” – dove il termine
“particolare” trova le sue origini nell’alveo della costruzione propria dell’area mediterranea (pars)
– era incentrato su un’impostazione stilistica e decorativa oltre che sulla presupposta costruzione
attraverso condivise tecniche tradizionali. Nella produzione moderna il dettaglio assolve invece la
funzione di governare e selezionare gli aspetti che in esso concorrono, rendendo espliciti e univoci
quelli prestazionali. Apparentemente, infatti, la domanda di qualità è risolta attraverso il progetto
del dettaglio, come parte di una totalità. Ritengo che il rapporto tra forma e costruzione attraverso il
dettaglio oscilli tra due condizioni opposte: la prima, prevalente, in cui si assiste ad una progressiva
separazione tra costruzione e forma; la seconda, minoritaria, in cui si ricerca la difficile coincidenza
tra costruzione tettonica e intenzione formale. All’interno della prima istanza è sempre più evidente
e riconoscibile la separazione tra involucro, reti e struttura; l’attenzione progettuale del dettaglio
sceglie, in un catalogo infinito di ready-made, l’esito figurativo da conferire all’edificio, investigando
il tema dell’involucro, come luogo appannaggio del progettista designer. L’espressività architettonica
è spesso delegata all’istanza formale attribuita all’involucro – nelle sue articolate e differenziate
prestazioni – che assegna all’architetto-designer il ruolo di determinarne le caratteristiche estetiche
ed espressive. Ciò è spiegabile riconoscendo la complessificazione e l’iperspecializzazione del
processo realizzativo (dalla ideazione alla realizzazione) dell’architettura, che hanno segmentato il
progetto di architettura in ruoli sempre più autonomi. Nella seconda pratica, marginale, il dettaglio
trova il terreno per il difficile esercizio ontologico del progetto di architettura, come tecnica che
traduce l’istanza espressiva e concettuale in determinazione costruttiva e tecnologica. Il dettaglio
architettonico, concettualmente esatto, è pensato come punto di partenza per definire la corretta
soluzione tecnico-costruttiva e non viceversa.
Spartaco Paris
(Estratto da: Il dettaglio dell’involucro architettonico e la sua frammentazione nella produzione
contemporanea, in Paris. S., Architettura e Tecnologia. Lectures, RDesign Press, 2010, Roma)
Le nuove tecnologie consentono oggi estese possibilità di elaborazione e di invenzione, favoriscono
una totale libertà formale che si evidenzia tanto nel fascino della ‘pesantezza’ del passato, quanto
in quello della ‘leggerezza’ del contemporaneo. Nascono così nuovi edifici in cui convivono approcci
di tipo organico, novità tecnologicamente evolute, rivisitazioni di scelte costruttive pre-moderne e
approcci funzionalisti del Moderno. Ibridare i materiali, ma anche i prodotti semilavorati, gli elementi
costruttivi, i processi di lavorazione, come pure i procedimenti di montaggio e i dispositivi tecnici,
mostra una linea di ricerca innovativa del ‘fare’ contemporaneo in grado di modificare sensibilmente
l’architettura. L’ibridazione può produrre differenti livelli di modificazione a diverse scale, da quella
che prevede la somma e l’accoppiamento di parti, di ‘pezzi’ di tecnologia avanzata ad altri ‘pezzi’
di tecnologia tradizionale, a quella ottenuta da una vera e propria compenetrazione tecnologica
per formare un nuovo processo, una nuova specie diversa in tutte le sue parti dagli elementi che
le hanno dato origine. Nel processo di trasformazione delle tecniche, l’ibridazione tecnologica non
indica solamente l’accostamento e la modificazione di tecniche differenti, tradizionali o innovative,
o il mero trasferimento tecnologico, ma il rivoluzionario processo di trasformazione tecnologica che,
sia sul piano pratico che su quello metodologico, è in grado di soddisfare le molteplici possibilità
di sviluppo a seconda delle specifiche esigenze. Se si pensa ai grandi temi legati all’efficienza
energetica degli edifici, alla necessità di integrare nuovi sistemi di schermatura solare, all’esigenza
di verificare il fabbisogno energetico delle costruzioni, alla volontà di trasformare la complessa
membrana dell’edificio in un sistema unico costituito da un’infinita serie di materiali e componenti, che
devono combinarsi tra loro sotto il profilo prestazionale, si evidenzia, già dalle prime fasi progettuali,
la necessità di specifiche competenze fisico-tecniche riguardanti tematiche legate alla trasmissione
termica e acustica, alla ventilazione naturale e al condizionamento dell’aria, all’illuminotecnica
e all’impiantistica meccanica. L’introduzione nella pratica progettuale di tecnologie sempre più
sofisticate pone dunque il progettista in una posizione cardine, quale figura di riferimento nel rapporto
tra competenze specialistiche e prassi costruttiva delle imprese, dove l’approccio pluridisciplinare e
le capacità di interagire con i soggetti interessati dal processo edilizio costituiscono la condizione
necessaria per l’innovazione delle tecniche e per l’accrescimento della qualità architettonica.
Un tempo la qualità del processo costruttivo si basava sulle capacità dei progettisti di riportare in
cantiere le informazioni tecniche-spaziali del progetto architettonico preliminare; oggi, invece, agli
architetti viene richiesta una maggiore abilità soprattutto nella fase realizzativa. L’utilizzo di elementi
prefabbricati, che giungono in cantiere come prodotti precostituiti, obbliga infatti l’architetto a
porre maggiore attenzione al controllo dimensionale delle tolleranze minime costruttive di questi
componenti. Tenere sotto controllo le tolleranze degli elementi prefabbricati significa confrontarsi con
la qualificazione dell’immagine dell’edificio. La sperimentazione avviata negli ultimi anni nel campo
delle tecniche sta portando ad una nuova materialità dell’architettura.
Roberto Bianchi
(Estratto da: La dimensione delle tecniche, in Bianchi R., Sensibili mutazioni costruttive. Riflessioni
sulla nuova materialità del progetto, delle tecniche e dei materiali dell’architettura contemporanea.
Laruffa editore, 2009, Reggio Calabria).
sommario
1. sistemi costruttivi
1.1 strutture, cenni
1.2 tipi di strutture
1.3 sistemi continui
1.4 sistemi discreti
1.5 sistemi ad elementi bidimensionali
1.6 sistemi a cellule tridimensionali
1.7 sistemi misti
2. sistemi di attacco a terra
3. sistemi di copertura
3.1 copertura piana
3.2 copertura a falda
4. involucri architettonici
4.1 alluminio
4.2 materie plastiche
4.3 policarbonato
4.4 legno
4.5 laterizio
4.6 vetro/vetromattone/uglass
4.7 gabbioni in pietra
5. sistemi di collegamento
5
5.1 scale
5.2 rampe
5.3 vani ascensore
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.1
strutture, cenni
Nozione di sistema e di sistema costruttivo
“Sistema riferito ad un determinato campo di fenomeni, è ciò che comprende le strutture che ne
definiscono possibili ordinamenti, nonché le relative modificazioni, entro i limiti fissati dal dissolvimento
della struttura stessa” (R. Perris, 2004)
La nozione di sistema è strettamente collegata alla nozione di struttura, intesa come struttura
ordinatrice, capace di definire i ruoli tra gli oggetti dell’insieme. La limitazione dell’estensione del
campo di riferimento dei fenomeni assunti, è assunto dalle diverse “esigenze” che specificano il
programma e orientano i sistemi. Le esigenze sono quindi un primo fondamentale riferimento nella
definizione dei sistemi, poiché specificano una finalità, il senso di una domanda. Le differenti risposte
(prestazioni) che soddisfano l’istanza esigenziale, determinano i sistemi, definibili, quindi anche
come strutture capaci di organizzare oggetti, fenomeni e persone al fine di produrre prestazioni che
soddisfino esigenze poste.
“I sistemi costruttivi consistono in sistemi specificatamente rivolti ad organizzare campi di prestazione
che rispondono a diverse esigenze che sono alla base della costruzione di un edificio.”
(R. Perris, 2004)
Nella letteratura corrente la definizione di sistema costruttivo è legata prevalentemente alla funzione
e configurazione strutturale assunta, in particolare dai sistemi strutturali in elevazione. In particolare
la principale distinzione è tra: sistemi continui, sistemi discontinui o puntiformi e sistemi misti. Prima
di descrivere le differenti classificazioni e articolazione dei sub-sistemi ad essi connessi, è opportuno
porre alcune considerazioni inerenti su una duplice interpretazione della nozione di sistema applicato
alle costruzione, che riguarda, più in generale un duplice approccio interpretativo alla disciplina
stessa della tecnologia dell’architettura.
Interferenze tra sistemi vs nodi tettonico/costruttivi
Nel modello intepretativo della fabbrica edilizia per categoria delle opere, vengono definite
“interferenze” (Perris, 2004), quelle situazioni di incongruenza derivate dall’accostamento o contatto
tra differenti sistemi o elementi costruttivi. In altri termini nodi tettonico/costruttivi. Nell’indagine sulle
possibili soluzioni per risolvere queste incongruenze, consiste il progetto di apparati (più o meno
complessi, capaci di risolvere tali conflitti. Citiamo tra i nodi tipici: interferenza (o nodo) tra strutture
portanti e murature di tamponamento; tra impianti tecnologici e differenti categorie di opere; aperture,
giunti tra solai intermedi, inferiori e di coperture e strutture verticali. Secondo la teoria sull’approccio
esigenziale-prestazionale, le diseconomie causate dalle interferenze sono ridotte. Infatti l’interferenza
tra sistemi od elementi acquisisce il ruolo di determinare l’assetto dei sistemi costruttivi (pensiamo ad
un capitello di un sistema prefabbricato in cls); i processi produttivi trovano la loro ottimizzazione e
razionalizzazione attraverso la soluzione delle interferenze (tra materiali processi, sistemi).
6
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
relazione tra struttura e spazio
7
costruzione massiva
costruzione a telaio
Corpo
Reticolo
Fatto di muri (elementi verticali)
Solido, omogeneo
Plastico, corpi solidi
Fatto di membrature lineari (orizzontali e verticali)
Ossatura aperta: (2D, 3D)
ridotta all’essenziale
Primato dello spazio
Direttamente- spazio interno racchiuso
Separazione fra spazio interno ed esterno
Concezione del layout: pianta
Primato della struttura
Non diretta definizione dello spazio interno
Non diretta separazione tra spazio interno ed
esterno
Prevale la costruzione dell’ossatura: membrature
lineari come elementi a traliccio, pannelli di
tamponatura
Principi di formazione degli spazi racchiusi
A) Celle
additivo,a partire dall’unità più piccola divisivo,
attraverso la suddivisione di un volume iniziale
grande;
b) Muri
Gerarchico, muri paralleli portanti, chiara
struttura direzionata (facciate di chiusura)
Scomposizione dei muri: fila parallela di colonne
(una forma di costruzione a telaio, esempi
colonnato di una moschea);
Principi di formazione degli spazi racchiusi
Sequenza graduale di spazi, dal “molto aperti” a
“molto chiusi”, dipendenti dal grado di “chiusura”
delle tamponature;
a)Costruzione a scheletro
Parziale chiusura di pannelli orizzontali e verticali
tra gli elementi del traliccio: soffitto/ pavimento
come struttura di tamponamento;
b)Costruzione trilitica
Colonna/trave
soletta solida come tetto/solaio in cemento
armato;
muri come tamponature non portanti tra colonne/
pilastri sviluppate secondo gli usi dell’utente.
Principi di struttura
- Orizzontali: archi, a guscio ( volte e cupole):
forma attiva delle strutture portanti (rivestimenti
resistenti);
- Per luci ampie: resistenza addizionale con
nervature ( Gotico) e travi portanti orizzontali
( T);
- sistemi direzionali (travature) o non direzionali
(a graticcio)
Principi di struttura
-Orizzontali: travi principali, possibilmente
membrature secondarie trasversali ravvicinate;
-Nodi eccentrici; gerarchia direzionale; stratifica
zione; ingegneria primaria del legno da
costruzione.
-Nodi assiali: direzionali e non direzionali:
struttura primaria dell’acciaio
-Per lunghe luci: aumento dell’altezza della
struttura principale
-Travature, ossatura piana ( 2D), ossatura
spaziale (3D)
Aperture come bucature del muro
Discontinuità strutturale nel muro
Mediazione tra esterno ed interno
Il
buco:
dipendente
dalle
proporzione
dell’apertura muraria
Panello come principio strutturalmente
inerente con l’apertura
-apertura strutturale come variazione del
pannello tra elementi a traliccio;
-pannelli di tamponatura: solido, orizzontale e
verticale;
-curtain wall non portanti, finestre a nastro
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.2
tipi di sistemi costruttivi
Sistemi continui (a scatola) e sistemi discontinui (a gabbia).
I sistemi costruttivi organizzano i materiali edili e definiscono le modalità di montaggio degli elementi
edilizi nella fabbrica dell’edificio.
I sistemi costruttivi continui (muratura).
Quando gli elementi strutturali sono planimetricamente ininterrotti si definisce il sistema costruttivo
continuo. Una struttura in muratura portante è composta di una serie di setti murari paralleli che
sostengono i solai, ad essi sono integrati altri setti disposti perpendicolarmente con la funzioni
controventamento e irrigidimento della struttura. I setti sono collegati attraverso travi e cordoli, per
fornire un appoggio continuo ai solai. Nei sistemi costruttivi continui l’involucro dell’edificio non solo
assolve alla funzione statica, ma anche alla funzione di chiusura e quindi di conferimento delle
condizioni di benessere all’interno dell’edificio (comfort).
I sistemi costruttivi puntiformi (a gabbia).
Quando gli elementi strutturali verticali sono disposti in maniera puntiforme (pilastri o colonne),
si definisce un sistema costruttivo discontinuo (o a gabbia). In essi la struttura è organizzata da
elementi (pilastri e travi) solidali che collaborano alla resistenza del sistema, attraverso nodi di
continuità; ciò comporta una maggiore snellezza delle struttura rispetto a quelle in muratura. Nei
sistemi puntiformi l’involucro è costituito da sistemi di chiusura distinti dagli elementi portanti, che
assicurano le condizioni di comfort necessarie agli spazi confinati.
Chiusure: Sistemi continui
Chiusure: Sistemi puntiformi (o discontinui)
Funzione statica | Funzione di comfort interno
x
x
-
x
Lo sviluppo delle strutture a gabbia (peraltro radicata in aree geografiche nord-europee ed evoluta
parallelamente allo sviluppo dei sistemi continui in area mediterranea) determinò la modificazione
dei metodi e delle tecniche di progettazione, con la conseguente trasformazione dei codici espressivi
dell’architettura moderna. Il “cingere” o racchiudere è nei sistemi discontinui affidata ad elementi
(facciate) distinti dagli elementi strutturali.
(cfr.5 punti di Le Corbusier: I Pilotis (piloni) - Il Tetto-giardino - Il Plan libre (pianta libera) - La Facciata
libera (è una derivazione anch’essa dello scheletro portante in calcestruzzo armato) - La Fenêtre en
longueur (o finestra a nastro).
8
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Sistemi costruttivi. Caratteristiche generali
9
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.3
sistemi continui
Le principali caratteristiche di una struttura continua, o ‘a massa’ sono il peso e la compattezza.
L’elemento principale è un ‘muro’ massiccio e tri-dimensionale costituito da strati di pietre o di
elementi prefabbricati modulari, oppure ottenuto ‘versando’ in una forma (o matrice) un materiale
che si solidifica asciugandosi. Gettare, giustapporre e stratificare sono i principi della costruzione ‘a
massa’.
La seconda azione rimanda all’equivalente teorico della costruzione continua, la stereotomia, l’arte
di tagliare le pietre in forme di misura equivalente e di giustapporle in modo tale che la loro semplice
risposta alla forza di gravità garantisca la stabilità dell’intero edificio.
Questo tipo di costruzione sopporta infatti solo forze ‘di compressione’ e non – a differenza di
quanto avviene per i sistemi discontinui – forze di ‘trazione’. Nei sistemi ‘a massa’ la costruzione di
un muro definisce immediatamente uno ‘spazio interno’ perché la funzione portante e la funzione
di separazione coincidono. Le dimensioni delle bucature sono generalmente ridotte, poiché ogni
interruzione della struttura la indebolisce.
10
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Louis I. Kahn, Esherick house
Philadelphia, Stati Uniti, 1959 – 1961.
Heinz Ronner e Sharad Jhaveri,
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Zurigo, 1990, pp. 152-155.
11
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
acciaio
9
SANAA, Casa en un Huerto de circuleos,
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10
Valerio Olgiati, School in Paspels,
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Harmonized discordances. 1996/2011,
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11
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Londra, Inghilterra, 2008.
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14
mattoni
Marcus Wespi & Jérome de Meuron, House,
Morcote, Svizzera, 2003.
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15
12
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
SANAA
Casa en un Huerto de ciruleos
Tokyo, Gappone | 2003
13
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Valerio Olgiati
School in Paspels
Zurigo, Svizzera | 1996 - 1998
14
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
M. Pezo & S. von Ellrichsausen
Casa Fosc
San Pedro, Chile | 2007 - 2009
15
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Takao Shiotsuka
Summer House near Saiki
Tokyo, Giappone | 2007
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Adjaye Associates
Residence in London
Londra, Inghilterra | 2008
17
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Marcus Wespi & Jérome de Meuron
House in Morcote
Morcote, Svizzera | 2003
18
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.4
sistemi discreti
Nei sistemi discontinui, discreti o ‘a telaio’ che dir si voglia, la funzione portante e la funzione di
separazione spaziale sono svolte dall’insieme degli stessi elementi (pilastri-travi) che formano
un’impalcatura planare o tridimensionale.
Questa ‘impalcatura’ portante contiene molti ‘vuoti’, per definire lo spazio architettonico nei sistemi
discontinui sarà dunque necessario un ulteriore passaggio: ‘chiudere’ i buchi o ‘rivestire’ la struttura.
La separazione tra ‘spazio interno’ e ‘spazio esterno’ è quindi ottenuta attraverso l’impiego di elementi secondari e non attraverso la sola struttura portante.
19
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Louis I. Kahn, Yale centre for british art and studies,
New Haen, Stati Uniti, 1969 – 1974.
Heinz Ronner e Sharad Jhaveri,
Louis I. Kahn complete work 1935-1974,
Zurigo, 1990, pp. 152-155.
20
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
acciaio
19
Hamonic & Masson, Abitazione temporanea,
Parigi, Francia, 2003.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, p.72-75.
cls
20
Christian Kerez, Edificio Escolar, Leutschenbach,
Zurigo, Svizzera, 2009.
Christian Kerez. Basics on architecture. 2000/2009,
in El Croquis, n.145,
El Croquis Editorial, Madrid, 2009, pp.110-141.
21
Alexander Reichel, Edificio di abitazioni e uffici,
Kassel, Germania, 1999.
Herzog Krippner Lang, Atlante delle facciate,
edizioni UTET, Monaco, 2004, pp.116-117.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, pp.106-109.
legno
22
Mauricio Pezo & Sofia von Ellrichshausen Casa Rivo,
Valdivia, Chile, 2003.
Pezo Von Ellrichshausen, in 2G, n.61,
Editorial Gustavo Gili, Barcellona, 2012, pp.20-31.
21
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Hamonic + Masson
Abitazione temporanea
Parigi, Francia | 2003
22
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Christian Kerez
Edificio Escolar en Lentschenbach
Zurigo, Svizzera | 2009
23
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Alexander Reichel
Edificio di abitazioni e uffici
Kassel, Germania | 1999
24
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Mauricio Pezo & Sofia von Ellrichshausen
Casa Rivo
Valdivia, Chile | 2003
25
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.5
sistemi ed elementi bidimensionali
Nei sistemi prefabbricati a elementi bidimensionali la struttura portante è formata da pannelli piani
per pareti e solai che svolgono nel medesimo tempo la funzione di partizioni spaziali. Si tratta, sia nel
caso di piccolo sia di grande formato, di elementi autoportanti.
I sistemi costruttivi ad elementi bidimensionali sono organizzati secondo tre principi strutturali:
sistema a piccolo pannelli, sistema a grandi pannelli e sistemi a setti trasversali portanti.
Il sistema a piccoli pannelli è utilizzato ormai soltanto in edifici di altezza ridotta.
Le pareti sono formate da pannelli alti quanto un singolo piano e di larghezza compresa tra i 60 e i
120 cm. Aspetto rilevante in fase di progettazione è che i pannelli di piccolo formato sono più flessibili
sul piano progettuale di quelli di grande formato.
Nel sistema a grandi pannelli la struttura portante è formata da pareti longitudinali e trasversali
sulle quali viene appoggiata, lungo i quattro lati, il solaio. Se la piastra del solaio viene appoggiata
trasversalmente, la funzione portante viene esercitata solo dalle pareti longitudinali, mentre quelle
trasversali servono unicamente da elementi di stabilizzazione e da partizioni spaziali.
Per quanto riguarda il sistema a setti trasversali portanti in questo caso la struttura portante è
costituita da pareti trasversali disposte parallelamente tra loro (setti) che servono da appoggio per
gli elementi del solaio. La stabilizzazione della struttura è garantita dalle pareti longitudinali o dal
corpo delle scale. Gli elementi delle pareti esterne devono soddisfare tutti i requisiti fisico-tecnici
necessari (isolamento termico-acustico,…), non devono, inoltre, essere troppo pesanti per esigenze
di trasporto e montaggio.
26
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Nei sistemi ad elementi bidimensionali i pannelli possono essere in acciaio, in legno e in materiali
derivati, in calcestruzzo o in muratura.
I sistemi ad elementi bidimensionali in acciaio comprendono tutti i sistemi a telaio in acciaio, Cocoon
Transformer, pannelli in lamiera profilata, elementi sandwich, lamiera di acciaio.
Principio strutturale di base è il sistema a montanti, il telaio in acciaio funziona come una lastra in
collaborazione con il rivestimento.
Telaio e nervatura in acciaio costituiscono un sistema costruttivo misto che viene prodotto in fabbrica.
Se realizzati in legno comprendono strutture a pannelli, a telaio, a blocchi sovrapposti e a moduli.
Nelle costruzioni a pannelli gli elementi bidimensionali sono costituiti da pannelli di legno massiccio o
materiali derivanti dal legno, nelle costruzioni a telaio si tratta di strutture a telaio in legno.
Sistema più diffuso della categoria di elementi prefabbricati bidimensionali è invece il pannello
bidimensionale in calcestruzzo.
Vari i principi strutturali esistenti (a setti trasversali portanti, a piccoli pannelli, e a grandi pannelli)
quello a setti portanti è il più sfruttato negli edifici residenziali multipiano.
Le pareti portanti (setti) attraversano in larghezza tutto l’edificio ed assolvono in questo modo anche
alla funzione di separazione tra unità abitative contigue. Dato che possiedono una massa sufficiente
per poter essere portanti, i setti soddisfano anche i requisiti di isolamento acustico e di protezione
antincendio.
Caratteristica estetica principale di questi complessi è la perfetta leggibilità della struttura interna in
base alla trame dei giunti visibile sulle facciate.
Riguardo la produzione industriale degli elementi bidimensionali in murature e in laterizio è
un’evoluzione del lavoro svolto artigianalmente nei cantieri tradizionali. I componenti prefabbricati in
muratura sono elementi di qualità elevata impiegati per pareti, solai e coperture che vengono prodotti
in officina utilizzando blocchi di laterizio, pietra pomice o pietra calcarea di formati differenti.
27
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
cls
26
Claus en Kaan Architecten, Building in Ijburg,
Amsterdam, Paesi Bassi, 2007.
Concrete Construction, in Detail, n.1+2,
Edizioni Detail, Monaco 2010, p.32-35.
27
Marte.Marte Architekten, Boarding School for handicapped
children, Kramsach, Austria, 2003.
Concrete Construction, in Detail, n.1+2,
Edizioni Detail, Monaco 2010, p.27-31.
legno
28
Bearth & Deplazes Architekten, Abitazione a Sumvitg,
Svizzera, 1998.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, pp.126-127.
29
Christina Wagner, Abitazione, Gams,
Zurigo, Svizzera, 1995.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, pp.96-99.
28
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Claus en Kaan Architecten
Building in Ijburg
Amsterdam, Paesi Bassi | 2007
29
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Marte. Marte Architekten
Boarding School for handicapped children
Kramsach, Austria | 2003
30
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Bearth & Deplazes Architekten
Abitazione a Sumvitg
Svizzera | 1998
31
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Christina Wagner
Abitazione a Gams
Zurigo, Svizzera | 1995
32
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.6
sistemi a cellule tridimensionali
Moduli spaziali per l’edilizia, assemblati in cantiere, che possono avere funzione portante o
autoportante. Le cellule, prefabbricate con la struttura portante e parte delle finiture a seconda
della funzione per cui sono previste possono essere prodotte in serie con un elevato grado di
prefabbricazione, ad esempio già complete di impianti e finiture interne. I metodi di produzione
avanzati utilizzati per le cellule tridimensionali ne consentono la personalizzazione in base alle
esigenze individuali.
La struttura portante delle cellule tridimensionali è generalmente in acciaio, legno o calcestruzzo ed
è dimensionata a seconda delle possibilità di trasporto. L’elevato grado di prefabbricazione consente
il montaggio rapido degli edifici in opera.
L’aggregazione delle cellule tridimensionali in fase di montaggio avviene contemporaneamente per
direttrici verticali e orizzontali.
Tra i sistemi di chiusura perimetrale utilizzati per le cellule ci sono le facciate appese in alluminio,
legno, acciaio o vetro e intonaco, in combinazione con sistemi composti di isolamento termico.
33
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Cellule tridimensionali in acciaio.
Le cellule tridimensionali in acciaio sono impiegate sia per i programmi a lunga durata che per funzioni
temporanee (es.: elementi di collegamento nel caso di interventi di riqualificazione o restauro).
Le cellule possono essere assemblate fino ad un’altezza di sei piani, le dimensioni variano in
funzione del programma architettonico, delle condizioni di trasporto, del sistema costruttivo utilizzato.
Il formato standard è 3 x 8 m, fino ad un massimo di 6 x 20 m.
La struttura primaria è formata da un telaio connesso con saldature o bulloni e da profilati di acciaio
pieni o cavi che costituiscono la struttura tridimensionale; lo schema statico è lo stesso di una struttura
a scheletro. Le cellule sono collegate tra loro ad accoppiamento dinamico tramite bulloni, saldature,
innesti o graffe. Solitamente già complete di tamponamenti, per quanto riguarda il rivestimento
è previsto l’impiego di lamiere profilate zincate o di elementi sandwich in lamiera di acciaio con
isolamento in schiuma rigida.
Cellule tridimensionali in legno.
Riguardo le cellule tridimensionali in legno, esse sono costituite, di norma, da chiusure verticali e
coperture orizzontali, vengono aggregate secondo principio ordinatore modulare. Le cellule vengono
prodotte in laboratori di carpenteria speciali, e grazie al peso inferiore rispetto a quelle in calcestruzzo
hanno un raggio operativo che copre grandi distanze.
Le misure delle cellule tridimensionali in legno sono vincolate alle dimensioni di trasporto,
corrispondono di norma ad una larghezza di 3 m, una lunghezza di 8 m e un’altezza di 3,2 m.
Formato massimo misura 6,0 x 20,0 x 3,7 m. La struttura portante può essere realizzata con telai in
legno rivestiti o in legno massiccio.
Qualunque sia la sua tipologia, il sistema a telaio prevede la realizzazione di una struttura portante a
scheletro costituita da elementi in legno lamellare; i vuoti tra i montanti riempiti in materiale isolante
per rispondere ai requisiti di isolamento termico e acustico. La stabilizzazione del telaio avviene in tre
modi: applicando su entrambe le facce un rivestimento in pannelli di derivati del legno, tramite uno
strato di lastre di cartongesso sulla faccia interna, o altrimenti con spigoli verticali rigidi resistenti a
flessione. Le facce esterne delle pareti vengono ulteriormente coibentate in base ai requisiti specifici.
Il collegamento viene effettuato ad accoppiamento dinamico per mezzo di lamiere perforate chiodate.
Per poter soddisfare requisiti statici e di protezione antincendio l’altezza di queste strutture non può
mai superare i tre piani.
Cellule tridimensionali in calcestuzzo.
Cellule tridimensionali in calcestruzzo sono costituite da elementi in calcestruzzo normale o leggero.
Pareti, solai e pavimenti sono portanti e devono essere calcolati e armati in base alla loro funzione
statica. La produzione, effettuata in cementificio, permette di realizzare gettate tridimensionali prive
di giunzioni. La cassaforma in acciaio permette la realizzazione di pareti lisce su entrambe le facce,
non necessitano di finiture delle superfici interne.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
cls
33
Mecanoo architecten, Student Halls of Residence,
Delft, Paesi Bassi, 2009.
Prefabrication, in Detail, n.6, Edizioni Detail,
Monaco 2012, p.632-636.
legno
34
Oskar Leo Kaufmann und Albert Rüf, Hotel near Reutte,
Dorbirn, Austria, 2009.
Prefabrication, in Detail, n.6, Edizioni Detail,
Monaco 2012, p.614-619.
35
Kaufmann 96, Ampliamento di un hotel a Bezau,
Austria, 1998.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, pp.182-185.
acciaio
36
Stefan Eberstadt, Rucksack house,
Monaco, Germania, 2003.
Microarchitecture, in Detail, n.12, Edizioni Detail,
Monaco 2004, p.1463-1465.
37
Christophe Nogry, Annesso in container,
Nantes, Francia, 2009.
Architettura + riciclaggio, in Detail, n.6,
Edizioni Detail, Monaco 2012, p.1298-1300.
38
Dollmann + Partner, Edificio per uffici a Fellbach,
Germania, 1998.
Staib Dorrhofer Rosenthal,
Atlante della progettazione modulare, edizioni UTET,
Monaco, 2008, pp.164-167.
35
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Mecanoo Architecten
Student Halls of Residence
Delft, Paesi Bassi | 2009
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Oskar Leo Kaufmann und Albert Rüf
Hotel near Reutte
Dorbirn, Austria | 2009
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Kaufmann 96
Ampliamento di un hotel a Bezau
Australia | 1998
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Stefan Eberstadt
Rucksack house
Monaco, Germania | 2003
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Christophe Nogry
Annesso in container
Nates, Francia | 2009
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Dollmann + Partner
Edificio per uffici a Fellbach
Germania | 1998
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
1.7
sistemi misti
Le strutture miste comprendono di norma l’impiego congiunto di due principali sistemi costruttivi: un
sistema continuo (in muratura portante) e un altro sistema puntiforme (a pilastri).
La maggioranza delle strutture miste con pareti in muratura portante è rappresentata da costruzioni
con elementi in altra tecnologia disposti altimetricamente allo stesso piano delle murature.
La resistenza all’azione sismica è affidata esclusivamente agli elementi resistenti della struttura
muraria, considerata l’elevata rigidezza di tali elementi rispetto a quelli in diversa tecnologia, quali ad
esempio pilastri in c.a..
Occorre, tuttavia, sottolineare che le recenti NTC 2008 prevedono che si possa considerare la
collaborazione delle pareti in muratura con elementi di diversa tecnologia, nella resistenza alle azioni
sismiche, purché verificati secondo analisi non lineare.
Dal punto di vista progettuale l’impiego della struttura mista permette la realizzazione di costruzioni
in muratura portante adeguatamente concepite dal punto di vista strutturale e, al tempo stesso,
architettonicamente svincolate da limitazioni troppo restrittive.
I vantaggi legati a questi sistemi sono in sintesi: libertà distributiva interna e flessibilità architettonica
esterna, realizzazione di un involucro perimetrale in grado di assorbire le azioni sismiche, termoigrometricamente omogeneo (privo di ponti termici dovuti ai pilastri), dotato di elevata inerzia termica
e capace di garantire elevato isolamento acustico.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
2.
sistemi di attacco a terra
L’attacco a terra formante la frontiera orizzontale inferiore di una costruzione costituisce un tema
di rilievo nel progetto architettonico e costruttivo, sia per quanto riguarda questioni tecniche legate
all’isolamento termico-acustico dell’edificio, sia per quanto riguarda la morfologia dello spazio
d’ingresso e la relazione con ciò che costituisce la base su cui poggia o si eleva l’intero edificio.
Il tema dell’attacco a terra in passato è stato affrontato secondo diverse declinazioni:
basamento come prolungamento del suolo naturale
come “vuoto”
come “pieno”
come elemento monumentale
Se consideriamo l’edificio come un oggetto enfatizziamo tre principi della relazione terreno-edificio:
edificio come un oggetto che cresce dal terreno, che poggia sul terreno o che si eleva sopra di esso.
Oggigiorno, alle nostre latitudini ogni attività costruttiva, anche quelle che si ergono più puramente
sopra il terreno, inizia con uno scavo. Quello che vogliamo indicare con questo è di trovare per
l’edificio uno strato resistente capace di sopportare il peso della costruzione. Il modo più facile per
ottenere questo è di creare un basamento o un interrato.
Di norma è il basamento a regolare la relazione tra struttura-terreno. Attualmente, quando si parla
del basamento generalmente si intende un componente indipendente dell’edificio con proprietà
differenti rispetto la facciata, la quale può apparire come rivestimento o muro solido. Tuttavia allo
stesso tempo parliamo di “dettaglio del basamento” anche in riferimento ad un contatto con il terreno
“senza basamento”.
Lo sviluppo storico del basamento si estende da motivazioni legate alla preparazione effettiva del sito
di costruzione sino alla protezione personale da pericoli esterni (animali, clima, guerra, …). Verso la
metà del XIX secolo il piano del basamento rimase un tema associato a palazzi e ville, mentre tutti
gli altri edifici presentavano un piano terra indistinto rispetto ai piani superiori. Il carattere fortificato e
solido del basamento, associato al plinto continuò sino al XX secolo.
Al di là di preferenze architettoniche, è altresì la topografia del luogo a determinare il tipo di
basamento in funzione del tipo di costruzione che andrà poi a realizzarsi. Mentre su terreni piani
è ancora possibile sopprimere o ridurre il basamento, su terreni in declivio siamo immediatamente
posti d’innanzi alla questione se il dislivello possa essere adattato formando un piano dedicato
appositamente al ‘basamento’ o se piuttosto debba essere il basamento a seguire la linea del terreno.
Si tratta di domandarsi se è il basamento ad svolgere la funzione di fondazione per la costruzione
sovrastante, e quindi debba essere parte ‘portante’, o se esso si configuri quale ‘schermo protettivo’
per ovviare ai problemi di umidità e pressione del terreno?
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
In sintesi ciò che influenza la progettazione è la seguente distinzione, se l’edificio riempie lo scavo
completamente, o se piuttosto l’edificio è posizionato come una struttura autonoma distinta dai confini
dello scavo, in modo che il sostrato non eserciti alcuna pressione sull’edificio.
Quest’ultimo approccio permette di utilizzare un’identica forma costruttiva sia come sottostruttura
sia come sovrastruttura, semplificando al contempo questioni legate alla ventilazione naturale e
illuminazione diurna. Abbiamo, dunque, una struttura che, in funzione di quanto affonda nel terreno,
svela molti o pochi piani di attacco a terra, ma anche un basamento che si può estendere ben oltre
i piani superiori. Quello che vediamo al piano terra è dunque spesso solo una frazione dell’intera
struttura (ad esempio in opere ipogee).
Il movimento di terreno è un’operazione difficile da prevedere, i cui dettagli sono normalmente
pianificati da ingegneri civili e geologi. Lo scavo deve esser generalmente 60 cm più largo del limite
esterno dell’edificio, al fine di garantire un margine di lavoro per l’appaltatore.
In generale si avranno due soluzioni: edifici sopraelevati rispetto al terreno (su pilotis) ed edifici
appoggiati al terreno.
Per edifici sospesi su pilotis intendiamo tutti quegli edifici nei quali l’attacco a terra è trattato come
“vuoto” o nei quali l’intero complesso dell’edificio risulta ‘autonomo’ rispetto al terreno.
Il sistema costruttivo di riferimento è di norma rappresentato da strutture puntiformi, a pilastri (su
fondazione continua o discontinua). Le implicazioni spaziali legati a questo tipo di sistema sono
principalmente due: una maggiore permeabilità spaziale legata alla ‘liberazione’ della pianta (anche
se sarebbe forse più corretto parlare in senso esteso di liberazione dello spazio) con conseguente
flessibilità nella progettazione, conversione e adattamento degli ambienti interni, e in secondo luogo
un’autonomia strutturale dal sistema ‘facciata’.
La possibilità di svincolare la struttura portante dal sistema di facciata permette la realizzazione
di pareti esterne più o meno permeabili a livello fisico e visivo, più o meno massive o addirittura
completamente trasparenti, in funzione del carattere e dei requisiti prestazionali dell’edificio e quindi
del materiale e del tipo costruttivo di facciata che si sceglie di dottare.
Appartengono alla categoria di edifici appoggiati a terra, invece, tutte quelle soluzioni dove la
relazione edifico-terreno è diretta e serrata. Dove in termini di configurazione esterna l’edificio
“appoggia” direttamente sul terreno.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Il sistema portante e di fondazione di riferimento alla base di questa categoria non è unico, può
essere continuo o puntiforme, aspetto importante è il fatto che il basamento risulti ancorato alla quota
di terra. In questa categoria potrebbero rientrare, come prima anticipato, anche i sistemi su pilotis, nel
caso in cui la soluzione finale sia stata quella di adottare un sistema di facciata materico e massivo
(muratura, facciata ventilata con rivestimento lapideo, …) e si sia scelto dunque di andare a ‘coprire’
o ‘riempire’ i vuoti creati dal sistema pilotis, per lo meno per quanto riguarda la chiusura perimetrale.
Questa costituisce una soluzione ibrida, in cui ad uno spazio flessibile interno corrisponde una
struttura di facciata massiva, chiaro richiamo ad un sistema portante di tipo continuo.
Per quanto riguarda l’aspetto climatico ed energetico legato a queste due soluzioni, si vuole ricordare
che un sistema di basamento appoggiato a terra richiederà una progettazione della facciata legata
all’orientamento, all’isolamento termico e all’aspetto delle aperture (ventilazione e illuminazione),
mentre per il sistema su pilotis trasparente sarà necessario oltre uno studio dettagliato delle aperture,
del tipo di rivestimento trasparente o traslucente che si vuole adottare e del tipo di schermatura,
anche uno studio mirato al tipo di ambiente che si andrà a relazionare direttamente con l’involucro
trasparente, del suo dimensionamento, funzione e rapporto con le altre unità ambientali adiacenti, al
fine di minimizzare le dispersioni termiche, massimizzare l’apporto energetico e migliorare i requisiti
funzionali-prestazionali dell’ambiente coinvolto.
45
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
44
Ryue Nishizawa, House,
Tokyo, Giappone, 2013.
Concrete Construction, in Detail, n.6,
Edizioni Detail, Monaco 2014, pp.591-594.
45
Gigon Guyer, Museum,
Kalkriese, Germania, 2001.
Architectural detail 2003,
Annual Selected Edition from Detail,
Edizioni Detail, Monaco 2004, pp.32-37.
46
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Ryne Nishizawa
House in Tokio
Tokyo, Giappone | 2013
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Gigon Guyer
Museum
Kalkriese Gerania | 2001
48
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
47
Rafael Moneo, Centro Congressi e Auditorio,
San Sebastian, Spagna, 1999.
Christian Schittich (a cura di), Involucri Edilizi,
Progetti, Strati funzionali, Materiali, ed. Birkhauser,
Basilea, 2003, pp.118-125.
48
Steven Holl, Padiglione,
Amsterdam, Paesi Bassi, 2000.
Christian Schittich (a cura di), Involucri Edilizi,
Progetti, Strati funzionali, Materiali, ed. Birkhauser,
Basilea, 2003, pp.88-91.
49
Wiel Arets, Stazione di Polizia,
Boxtel, Paesi Bassi, 1997.
Christian Schittich (a cura di), Involucri Edilizi,
Progetti, Strati funzionali, Materiali, ed. Birkhauser,
Basilea, 2003, pp.114-117.
50
SANAA, Novartis Office Building,
Basilea, Svizzera, 2003-2006.
SANAA. Architectural topology. 2004/2008,
in El Croquis, n.139, El Croquis Editorial,
Madrid, 2008, pp.120-137.
51
Promontorio Arquitectos, Edificio residenziale,
Lisbona, Spagna, 1998.
52
Josep Lluis Mateo, Nuova sede della Deutsche Bank,
Chemnitz, Germania, 2004.
Josep Lluis Mateo, Projects, works, writings,
Ediciones Poligrafa, Barcellona, 2005, pp.280-285.
Josep Lluis Mateo, in 2G, n.25,
Editorial Gustavo Gili, Barcellona, 2002, pp.26-31.
49
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Rafaele Moneo
Centro Congressi e Auditrium
San Sebastian, Spagna | 1999
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Steven Holl
Padiglione
Amsterdam, Paesi Bassi | 2000
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Wiel Arets
Stazione di polizia a Boxtel
Boxtel, Paesi Bassi | 2000
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
SANAA
Novartis Office Building
Basilea, Svizzera | 2003-2006
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Promontorio Arquitectos
Edificio residenziale
Lisbona, Spagna | 1998
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Josep Lluis Mateo
Nuova sede della Deutsche Bank
Chemnitz, Germania | 2004
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
3. sistemi di copertura
La copertura costituisce il sistema di chiusura superiore dell’edificio, si tratta, nella fattispecie,
dell’unità tecnologica che separa, in senso orizzontale, l’interno dell’edificio dall’esterno. Attraverso
la regolazione dei flussi di materia ed energia, tale separazione realizza all’interno le condizioni
necessarie allo svolgimento delle attività umane. Le particolarità funzionali e formali della chiusura
superiore, cioè la protezione dagli agenti atmosferici, la conclusione formale del volume e la
definizione del rapporto fra cielo e terra nell’edificio, ne determinano la specificità.
Nell’immaginario collettivo il tetto è legato al mito della costruzione e all’istinto originario di proteggersi.
Probabilmente l’origine del tetto ha a che fare con l’idea atavica di spazio, vale a dire, la tenda.
Come illustra chiaramente F. Collotti: “So the roof is a longing on the part of the building, a desire for
a covering, the promise of protection, as well as completion.” (Deplazes)
Il tetto completa l’edificio, questo riguarda anche i tetti piani che alcuni vorrebbero ideologicamente
abolire dalla categoria “tetti”, per il semplice motivo di non essere ben visibili. Tuttavia qualche
volta ciò di cui necessita un buon architetto è una semplice cornice, un profilo sottile, per conferire
l’impressione del tetto.
La copertura è inoltre legato molto al contesto locale, non solo per le caratteristiche climatiche ma
specialmente per i simboli che genera, che differenziano un luogo da un altro.
Le chiusure superiori possono essere differenziate in due classi di elementi tecnici: la copertura,
deputata a sopportare i carichi permanenti, d’esercizio e accidentali, a controllare il passaggio di
sostanze liquidi e gassose e il passaggio di energia termica fra interno ed esterno; l’infisso esterno
orizzontale il cui ruolo si risolve nel controllo del passaggio di sostanze, persone ed energia termica
tra interno ed esterno.
La copertura può essere classificata in base alla morfologia (coperture continue/discontinue), agli
strati funzionali caratteristici (coperture non isolate e non ventilate, c. isolate e non ventilate, c.
ventilate e non isolate, c. isolate e ventilate), all’accessibilità (coperture di classe A,B,C,D,E,F) e alla
geometria (coperture planari orizzontali - p 1%, planari suborizzontali - 1%<p.<5% ,inclinate - p.>
5%, curve).
Per quanto riguarda invece le coperture trasparenti, queste possono essere classificate in base alla
mobilità, alla continuità, alla geometria.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
La classificazione morfologica differenzia le coperture in base alla loro continuità, suddividendo in due
classi principali: coperture continue e coperture discontinue. Le caratteristiche delle due classi, che
determinano le modalità di funzionamento, influiscono in modo decisivo sulla forma della copertura,
sia dal punto di vista geometrico che da quello formale e simbolico.
Nelle coperture di tipo continuo, la tenuta all’acqua è risolta indipendentemente dalla pendenza
della superficie della struttura.
Nelle coperture discontinue, al contrario, la tenuta all’acqua è garantita a condizione che la
pendenza della struttura sia considerevole.
Requisiti ed elementi:
Individuate le esigenze e i requisiti a cui deve rispondere una copertura, è possibile definire le qualità
richieste per gli elementi tecnici.
Nel progetto di una copertura è rilevante, dunque, rispondere a determinate classi di esigenza,
in particolare per quanto concerne la sicurezza (resistenza meccanica ai carichi statici, ai carichi
dinamici, agli urti, all’esplosioni, agli incendi, ai fenomeni elettromagnetici, allo shock termico, agli
agenti chimici/biologici e radioattivi, ecc…), il benessere (tenuta all’acqua, permeabilità all’aria,
isolamento termico, controllo dell’inerzia termica, controllo delle condensazioni, isolamento acustico,
rumorosità, emissione di sostanza nocive, comfort tattile), la fruibilità (attrezzabilità), la gestione
(contenimento dei consumi energetici, durabilità e manutenzione).
Sebbene i requisiti si riferiscano all’elemento tecnico nel suo complesso, esistono strati specifici
incaricati di rispondere ad uno o più requisisti.
Il soddisfacimento di tutte queste classi prestazionali è funzione del progetto nella sua interezza e ad
un livello più tecnico è garantito dalla scelta degli strati la cui organizzazione permette diversi schemi
di funzionamento della copertura.
Si possono distinguere strati principali e strati complementari, ciascuno deputato a differenti funzioni
di protezione, tenuta, isolamento, ventilazione.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
agenti esterni
1. Pioggia
2. Soleggiamento
3. Vento
4. Temperatura
5. Trasmissione del vapore
6. Neve
7. Urti
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
stratigrafia copertua piana
non ventilato | praticabile
- pavimentazione
- strato drenante
- impermeabilizzazione
- isolamento termico
- barriera al vapore
- strato di allettamento
- solaio
- finitura interna
ventilato | non praticabile
- finitura
- aria/listelli
- tavolato
- isolamento termico
- barriera al vapore
- strato di allettamento
- solaio
- finitura interna
non ventilato | non praticabile
- strato drenante
- impermeabilizzazione
- isolamento termico
- barriera al vapore
- strato di allettamento
- solaio
- finitura interna
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
stratigrafia copertua a falda
non ventilato | praticabile
- rivestimento esterno
- struttura rivestimento
- aria/ventilazione
- strato protettivo
- aria/ventilazione
- isolamento termico
- solaio
- barriera al vapore
- finitura interna
non ventilato | praticabile
- rivestimento esterno
- struttura rivestimento
- strato protettivo
- struttura portante
- isolamento termico
- barriera al vapore
- struttura portante- solaio
non ventilato | praticabile
- rivestimento esterno
- struttura portante
- aria/ventilazione
- isolamento termico
- struttura portante
- barriera al vapore
- struttura portante
- solaio
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
3.1 copertura piana
La copertura piana appartiene alla categoria di copertura continua, caratterizzata da uno strato
di tenuta all’acqua continuo e composta da materiali impermeabili posti all’esterno dell’elemento
portante che garantiscono da soli una barriera alla penetrazione delle acque meteoriche.
La scelta di questo tipo di copertura può dipendere da ragioni compositive o di morfologia dell’edificio,
nonché da ragioni funzionali, la superficie orizzontale consente infatti la creazione di tetti accessibili
per i pedoni nonché di vere terrazze giardino.
La finitura superficiale e il colore della copertura dipendono dalla scelta dello strato di impermeabile,
che può esser lasciato a vista (è il caso delle coperture non praticabili), o protetto da pavimentazioni
o manti erbosi (copertura praticabile e green roof).
La copertura piana è consigliata per climi temperati, mentre è da evitare nei climi di montagna,
dove le precipitazioni nevose richiedono uno smaltimento dei carichi di neve assolto dall’andamento
inclinato dei tetti.
È da sottolineare, tuttavia, che le coperture piane presentano anch’esse una leggera pendenza, pari
al1%, per garantire il rapido deflusso delle acque meteoriche, le quali altrimenti creerebbero problemi
di ristagno e accumulo di rifiuti. La pendenza è assolta da uno strato apposito, denominato massetto
delle pendenze generalmente in cls o cls alleggerito, o altrimenti tramite l’inclinazione dello stesso
strato resistente in lamiera grecata, legno o laterocemento. Nella posa del massetto saranno previsti
dei frazionamenti lungo linee su cui si realizzeranno i pontage dell’impermeabilizzazione.
Il tracciato geometrico delle pendenze fornisce la pianta delle coperture e va opportunamente
progettato per garantire il convogliamento delle acque meteoriche verso i canali di evacuazione.
I pluviali sono disposti e dimensionati a servizio di una porzione definita della copertura, di norma il
diametro dello scarico considera un deflusso ammissibile per m2 di 3l/min.
La risposta di questo tipo di copertura alla tenuta all’acqua è funzione della continuità dello strato
impermeabile, fondamentale sarà dunque la progettazione di punti importanti: soglie, giunti, rilievi
verticali.
Esistono coperture piane isolate, coperture isolate rovesce, isolate e ventilate, non isolate.
61
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Copertura isolata
Riguardo la copertura isolata essa è caratterizzata dall’inserimento dello strato di isolamento termico
tra l’elemento di tenuta e gli strati sottostanti, questo particolare strato è in genere costituito da
pannelli a conducibilità termica ridotta che supportano direttamente lo strato di impermeabilizzazione.
Il modello di copertura isolata presenta una serie di vantaggi: in primo luogo soddisfa le esigenze
di benessere igrometrico nella stagione fredda, limitando le dispersioni termiche, e collabora al
mantenimento delle temperature interne durante il periodo estivo, bloccando il flusso di calore
entrante; inoltre garantisce la durabilità dell’elemento portante proteggendolo dagli sbalzi termici.
In fase di progettazione del pacchetto di copertura è importante inserire tra lo strato isolante e il
manto impermeabile uno strato di barriera al vapore che dissipi la eventuale formazione di condensa
provocata dallo strato impermeabile.
Copertura isolata “rovescia”
Quando lo strato isolante viene posto al di sopra del manto impermeabile, si parla di copertura
isolata “rovescia”. La presenza dello strato isolante permette di soddisfare l’esigenza di benessere
termoigrometrico in modo analogo al modello di copertura isolata, inoltre protegge il manto
impermeabile dagli sbalzi termici, mantenendolo a temperature vicine a quelle dell’elemento portante
(comprese tra i 15° e i 25° C nei climi temperati).
Lo strato isolante, direttamente esposto alle precipitazioni e agli agenti atmosferici, deve essere
idrorepellente e resistente agli agenti atmosferici, e la sua resistenza meccanica e spessore sono
leggermente maggiori (del 10% circa) che nei casi di coperture isolate tradizionali.
La collocazione dell’isolante al disopra dello strato di tenuta consente di evitare l’inserimento di una
barriera al vapore la cui funzione è assolta dalla stessa membrana impermeabile.
A livello di comportamento termoigrometrico il posizionamento esterno dei pannelli isolanti, non
coperti dallo strato di tenuta, permettono l’infiltrazione delle acque fino al manto permeabile.
Nel funzionamento estivo, la circolazione delle acque e il ristagno di umidità penalizzano il rendimento
termico dell’isolante in inverno; ne consegue che questo modello di copertura è da preferirsi nei
climi caldi, ance per la protezione che offre allo strato di impermeabilizzazione. L’alternativa del
tetto rovescio è altresì indicata nei casi di adeguamento termico di coperture esistenti con strati di
impermeabilizzazione continui messi in opera direttamente sul supporto resistente o su insufficienti
spessori di isolante.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Copertura isolata e ventlata
La copertura isolata e ventilata è caratterizzata invece dall’inserimento nella stratificazione
funzionale, di uno strato di ventilazione, collocato tra l’isolamento termico e il manto impermeabile ed
è direttamente in comunicazione con l’esterno.
In questo caso occorre inserire uno strumento di supporto allo strato di tenuta che non può essere
messo in opera direttamente sull’isolante, questo schermo assolve alla duplice funzione di proteggere
gli ambienti interni dalle precipitazioni e dall’irraggiamento solare.
Durante il periodo invernale la ventilazione, facilitando l’evacuazione del vapor acqueo, permette di
evitare la formazione di condensazioni nella massa dello strato isolante, mentre nel periodo estivo
elimina il calore in eccesso contribuendo al benessere termico degli ambienti interni.
Il modello di copertura isolata e ventilata è di norma utilizzato, oltre nei casi in cui l’elemento portante
è in legno, nella chiusura di grandi spazi con coperture leggere, laddove l’elemento portante si
identifica con quello di tenuta (coperture discontinue a grandi elementi) e in cui lo spazio isolato
termicamente non coincide col volume interno complessivo; inoltre è consigliata per applicazione a
tetti non accessibili che permettono l’utilizzo di materiali leggeri di supporto.
In ambienti a forte umidità relativa interna può essere necessaria una barriera al vapore al di sotto
dell’isolante.
Copertura non isolata
Molto rara e riservata ai grandi spazi aperti pubblici (tribune, mercati) o a destinazione industriale
(magazzini, hangar), è la copertura non isolata. Il pacchetto funzionale è in questo caso estremamente
semplificato: lo strato impermeabile è posizionato direttamente al di sopra dell’elemento resistente
che riceve una protezione in funzione della destinazione d’uso della terrazza. La membrana
impermeabile è messa in opera in semidipendenza tramite cartoni forati e colle a caldo, incollaggio
puntuale a freddo o fissazioni meccaniche, oppure posata semplicemente indipendente in presenza
di una protezione con funzione di zavorra. Da evitare invece la posa per aderenza totale per gli
sforzi cui rischia di sottoporre lo strato impermeabile. Gli elementi resistenti comprendono solai in
laterocemento o in cls armato, pannelli prefabbricati in cls o in cls. alleggerito e, solo per i tetti non
praticabili, i pannelli in legno.
La copertura non isolata sviluppa però problemi specifici, legati alla posa diretta del manto
impermeabilizzante sullo strato di supporto resistente, questo è soggetto a variazioni dimensionali
che possono sollecitare il rivestimento impermeabilizzante.
63
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
62
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Eduardo Souto De Moura
Casas patio en Matosinhos
Matosinhos, Portogallo | 1993-1999
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Aires Mateus
Hogar De Ancianos en Alcácer Do Sal
Portogallo 2004-2011
66
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
DD1 Architekten
House in Dresden
Dresden, Germania | 2002
67
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Herzog e De Meuron
Amplión del Museo de Arte de Aarau
Arau, Svizzera | 1997 - 2003
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Bregenz Theo Lang & Karl Schwärzler
Badehaus in Lochau
Lochau, Austria | 2010
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Konz-Molo e Barchi Arcitekten
Student Halls of Residence in Mendrisio
Mendrisio, Svizzera 2008
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
3.2 copertura a falda
La falda inclinata solitamente realizzata con piccoli elementi, possiede una forma fortemente
radicata nella memoria collettiva e per questo diffusa. I modelli funzionali appartenenti alle coperture
discontinue permettono la realizzazione di coperture a falde inclinate; la loro stratificazione
garantisce il comfort del sottotetto e un’elevata protezione termica dell’edificio. Offre, inoltre, la
possibilità di realizzare coperture ventilate al fine di migliorare il comfort interno e la rapidità della
manutenzione grazie alla sostituibilità degli elementi. La copertura a falda appartiene, dunque, alle
coperture discontinue, caratterizzate da soluzioni di continuità dell’elemento di tenuta all’acqua e la
cui pendenza minima del piano di posa dipende dai componenti e dal clima. La configurazione della
copertura a falde dipende da molteplici fattori quali la forma e l’andamento perimetrale dell’edificio,
e la disposizione delle strutture portanti. In tutti i casi la determinazione geometrica delle falde viene
eseguita scegliendo la pendenza compatibile con lo strato di tenuta adottato, e adeguata al clima della
zona disponendo le linee di massima pendenza perpendicolarmente a quelle di gronda, le bisettrici
degli angoli saranno utilizzate per determinare i compluvi e i displuvi. Lo strato di tenuta, costituito da
elementi distinti, di dimensione variabile secondo i casi, presenta discontinuità che potrebbe essere
all’origine di infiltrazioni d’acqua. Al fine di evitare l’insorgere di infiltrazioni d’acqua nella copertura,
gli elementi vengo messi leggermente sovrapposti e posati in pendenza. Lo strato di tenuta all’acqua
presenta punti critici costituiti da dispositivi di raccolta dell’acqua, dai rilievi verticali dal raccordo
tra falde. I canali di gronda, le converse e i pluviali costituiscono il sistema di raccolta dell’acqua,
la sezione dei canali di gronda può essere circolare o trapezoidale, essere metallici o polimerici,
la loro posizione dovrà impedire all’acqua di oltrepassare il canale stesso. Nei climi di montagna,
caratterizzati da forti nevicate, sono necessarie notevoli pendenze per garantire lo scivolamento
regolare della neve lungo la falda, adottando invece pendenze intermedie la neve tende a staccarsi
a grandi blocchi; in questi casi si ricorre ai dispositivi ferma neve che limitano al caduta dei blocchi.
La pendenza è anche strumentale a diminuire la componente verticale dei carichi di neve. Altro
fattore che incide sulla pendenza della copertura è la presenza di vento. In generale sul territorio
nazionale si adottano pendenze del 60% in zone montane, del 45% nelle zone marittime e a clima
continentale, 30% al sud dove la presenza delle piogge è scarsa. Particolare tipo di protezione è la
copertura trasparente, generalmente impiegate negli spazi collettivi a elevato contenuto simbolico e
tecnico-funzionale. Aspetto fondamentale nelle coperture trasparenti è la schermatura, per regolare
la radiazione luminosa e termica è possibile adottare i dispositivi frangisole, o da particolari prismi
contenuti nelle vetrocamere, progettati in base alle condizioni climatiche e geografiche, garantiscono
un’illuminazione diffusa omogenea. Nel caso di spazi interrati o totalmente ipogei, possono essere
utilizzati prismi per l’orientamento della luce, che può essere raccolta e indirizzata da appositi schermi.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
modelli funzionali
discontinua isolata
tale modello di copertura è caratterizzata dalla presenza dello strato di isolamento termico inserito
fra gli elementi di tenuta e gli strati sottostanti, importante che sia posto oltre lo strato resistente in
modo tale da proteggerlo dagli sbalzi termici, da sfruttare l’inerzia termica e da diminuire il rischio
di condensazioni interne. L’interesse del modello risiede nel risparmio energetico e nella possibilità
di abitare il sottotetto. Il modello prevede inoltre, in funzioni delle condizioni termoigrometriche
dell’ambiente, l’adozione di uno schermo al vapore. Per alcune frequenze, inoltre l’isolamento termico
può migliorare anche l’isolamento acustico, per il quale determinante è massa e composizione dello
strato resistente. La pendenza della copertura varia in base alle caratteristiche degli elementi che
compongono lo strato di tenuta, alla loro messa in opera, alla loro sovrapposizione e al clima.
Lo strato di tenuta all’acqua oltre a resistere agli agenti atmosferici, contribuisce a determinare
l’aspetto formale della copertura e il comfort acustico. Se costituita da elementi rigidi, si consiglia
di limitare la complessità della copertura, di tenere costanti il valore delle pendenze delle falde e la
quota delle linee di gronda.
Diverse sono le tipologie associate a questo modello funzionale: copertura a piccoli elementi su
supporto discontinuo, copertura a piccoli elementi su supporto discontinuo a isolamento integrato,
copertura a grandi elementi su supporto discontinuo, copertura a grandi elementi su supporto
continuo. In conclusione la copertura discontinua isolata è caratterizzata dalla semplicità costruttiva,
e se ne consiglia l’utilizzo nelle zone climatiche temperate fredde.
discontinua ventilata
Caratterizzata dallo strato di ventilazione che consente il controllo del comportamento termoigrometrico.
Non controlla la trasmissione del calore anche se, la ventilazione migliora il comfort termico nel
periodo estivo. Utilizzata generalmente per le coperture separate dell’edificio e quelle di spazi privi
della chiusura verticale, nonché per edifici industriali e commerciali dove non è richiesto l’isolamento
termico. Questo tipo di copertura discontinua è costituita dallo strato di tenuta e da uno strato di
ventilazione. Il modello inoltre prevede l’adozione di supporto sia continui che discontinui.
discontinua non isolata
Modello funzionale limitato alla copertura dei depositi e degli edific industriali in cui non è prevista
la permanenza delle eprsone.
Questo modello è privo dello strato di isolamento e dello strato di ventilazione, pertanto non controlla
il comportamento igrotermico e la trasmissione del calore della copertura, protegge l’ambiente
sottostante da pioggia neve e vento. Due sono quindi gli starti principali: lo strato di supporto e lo
strato di tenuta all’acqua.
Le tipologie associate a questo modello funzionale sono: copertura a piccoli elementi su supporto
discontinuo, a grandi elementi su supporto discontinuo, a grandi elementi su supporto continuo.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
copertura discontinua isolata e ventilata
Caratterizzata, invece, dalla presenza degli strati di ventilazione e di isolamento termico, che
consentono il controllo del comportamento igrotermico e della trasmissione del calore. Queste
caratteristiche rendono il modello particolarmente adattato alla realizzazione di sottotetti abitati e
ai climi caratterizzati da forti escursioni termiche, inoltre si ottiene un sensibile miglioramento del
comfort, termico e igrotermico, rispetto ai modelli privi di ventilazione.
Lo strato di ventilazione, compreso fra lo strato di tenuta e l’isolante termico presenta uno spessore
costante e e privo di soluzioni di continuità.
Durante l’inverno lo strato di ventilazione consente l’uscita del vapore proveniente dall’interno
attraverso le apposite aperture, durante il periodo estivo, invece, la ventilazione contribuisce a
disperdere il calore accumulato. L’isolamento termico viene applicato tra la struttura resistente
e lo strato di ventilazione, in questo modo si protegge dagli sbalzi termici al struttura portante e
l’ambiente interno, viene utilizzata l’inerzia termica dell’elemento resistente e diminuito il rischio di
condensazioni interne. La circolazione d’aria evita l’adozione della barriera al vapore, da prevedere
solo nei casi di ventilazione debole.
Dal punto di vista geometrico, un’eccessiva complessità delle falde potrebbe causare complicazioni
nella realizzazione e criticità nel funzionamento. Si possono distinguere coperture con strato di
ventilazione a profondità costante o variabile, nel primo caso la ventilazione è realizzata all’interno
della falda e consente di abitare il sottotetto; nel secondo caso la ventilazione è realizzata nello spazio
che separa la falda del solaio sottostante, che pertanto è abitabile.Sia nel caso di coperture con strato
di ventilazione costante sia variabile, è opportuno prevedere delle aperture di ventilazione, aventi
sezione pari almeno a 1/500 della superifcie di copertura. Le aperture a diretto contatto con l’esterno
saranno costituite da componenti con tenuta all’acqua e protette da griglia metallica, disposte lungo
la linea di gronda e in corrispondenza del colmo del tetto.Le alternative tecniche dotate di strato
di ventilazione esterno alla struttura portante risultano le migliori sinora, tuttavia esistono ulteriori
alternative, nelle quali lo strato di ventilazione si trova fra le travi di copertura, o tecniche nella quali la
ventilazione viene attivata dall’aria che circola attraverso il sottotetto (in questi casi sarà prevista una
barriera impermeabile). Per quanto riguarda le soluzioni che utilizzano il volume del sottotetto come
camera di ventilazione prevedono aperture verticali di immissione (ricavate nel tratto di muratura
verticale che separa solaio orizzontale dalla falda) e di espulsione dell’aria (collocate nella parte
superiore della falda). Il solaio sottostante la falda si differenzia nella struttura e nella praticabilità.
Esistono anche qui diversi tipi di copertura discontinua isolata e ventilata: copertura ventilata a piccoli
elementi su supporto continuo, a grandi elementi su supporto continuo, a piccoli elementi su supporto
discontinuo, a grandi elementi su supporto discontinuo, a piccoli elementi su supporto integrato, a
grandi elementi su supporto integrato, a piccoli elementi su supporto ventilato, a doppia camera di
ventilazione su supporto discontinuo, ventilata attraverso il sottotetto.
73
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
72
Valentin Bearth & Andrea Deplazes, Casa Willimann-Lotshed,
Sevegein, Svizzera, 1998.
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76
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Valentin Bearth & Andrea Deplazes
Casa Willimann - Lotshed
Sevegein, Svizzera | 1998
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Valerio Olgiati
Atelier in Flims
Flims, Svizzera | 2008
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Guillermo Vázquez Consuega
Recupero Palazzo San Telmo
Siviglia, Spagna | 2010
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Johannes Norlander
Sommerhaus dei Göteborg
Göteborg, Svezia | 2010
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Theam & Videgård Architektenus
Holiday home on Lagnӧ
Stockholm, Svezia | 2012
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4. involucri architettonici
“Il termine “facciata” è ambiguo, sottolinea l’aspetto esteriore, la forma, la fisionomia di un edificio.
Vista dall’esterno la facciata è spesso indicata come l’involucro o la pelle esterna dell’edificio. Questo
ci porta tuttavia a riflettere oltre l’aspetto superficiale, a considerarne la materialità, la configurazione
e la struttura. Su un altro livello di significato la parola facciata fa riferimento al muro esterno, aprendo
la questione a due aspetti: nell’espressione muro esterno, il termine esterno è utilizzato nel senso
di periferia o conclusione andando a sottolineare un aspetto spaziale della facciata. La facciata
definisce la separazione spaziale tra interno ed esterno, o piuttosto la delimitazione spaziale degli
spazi interni dall’interno e degli spazi esterni dall’esterno.”
(Deplazes, 2013)
Il presente studio oscilla consapevolmente tra una interpretazione dei rivestimenti esterni in
chiave di “sistemi di chiusura”, con una accezione attenta agli aspetti esigenziali e prestazionali
e un’interpretazione in chiave di “facciata” come elemento di “rappresentazione” dell’edificio.
Infatti l’insieme dei sistemi di chiusura esterni devono assolvere funzioni strettamente inerenti con
il benessere dell’uomo: devono soddisfare requisiti di sicurezza statica, proteggere dagli agenti
atmosferici, dal fuoco, devono durare e poter essere conservati attraverso modalità di manutenzione
e gestioni semplici ed economici; devono manifestare, attraverso il linguaggio, il messaggio
architettonico del committente e del progettista.
La condizione di separazione tra struttura resistente dell’edificio e struttura di chiusura, ha posto
l’architetto davanti alla libertà di scelta dell’involucro esterno dell’edificio: la diffusione di sistemi e
componenti di facciata come prodotti “ready-made” impone al progettista di conoscere e controllare
in maniera approfondita le tecnologie a disposizione, per non incorrere nella condizione di “subire”
in maniera acritica le condizioni imposte dai produttori di sistemi, e non controllare gli esiti espressivi
delle scelte operate. D’altro canto la crescente capacità di rispondere a requisiti e prestazioni offerti
dai sistemi e componenti industrializzati, ne ha determinato la capillare diffusione e l’imposizione nel
settore delle costruzioni.
La norma UNI 8290, concepita in base all’approccio esigenziale e prestazionale della tecnologia
edilizia, definisce e classifica le unità tecnologiche e gli elementi tecnici dei diversi sistemi che
compongono un organismo edilizio.
Nella normativa, il sistema di chiusura verticale di un edificio , o facciata, è designato con due
differenti termini: “parete verticale perimetrale” oppure come “infisso verticale esterno”, quali classi
di elementi tecnici distinte.
Le distinzioni principali tra le due classi consistono, nell’interpretazione normativa, nella differenza
di funzioni che “prevalentemente” esse assolvono: mentre la parete verticale esterna principalmente
“impedisce” il passaggio di persone animali materiali, cioè “cinge” e chiude l’edificio, l’infisso
verticale esterno , principalmente, “regola” tale passaggio, completando e integrando la funzione
80
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
dell’interpretazione verticale; si sottolinea l’uso dei termini “prevalentemente” e “principalmente”,
perché, se da un lato questa schematica separazione tra parte fissa/chiusa e parte mobile/apribile
della facciata è utile per stabilire una classificazione, dall’altro si osserva la tendenza recente ed
attuale all’ibridazione e “fusione” della parete di chiusura in infisso e viceversa. Infatti proprio grazie
alla possibilità di un sempre più consapevole controllo e regolazione degli scambi di energia tra
l’ambiente esterno dell’edificio e alla capacità degli stessi elementi tecnici di soddisfare una gamma
sempre ampia di più requisiti, ha fatto sì che oggi sia spesso difficile inserire molti degli attuali sistemi
di facciata nella “classe” delle pareti verticali o nella classe degli infissi. È proprio in tale senso che
si preferisce usare il termine di facciate, perché capace di essere più generale e di contemplare la
complessità delle soluzioni.
Il rivestimento degli edifici con la sua funzione di protezione dalle intemperie e dalle aggressioni
oltre che al riparo per scorte e provviste, rappresenta uno degli aspetti più rilevanti della pratica del
costruire. In qualità di componente transitorio tra esterno e interno - parte della casa e parte dello
spazio urbano - spetta all’involucro la principale funzione di naturale protezione dal vento e dal clima,
di delimitazione della proprietà al fine di definire la sfera privata, e da ciò deriva il suo ruolo di rilievo
quale mediatore estetico e culturale.
Il concetto di “parete esterna” definisce nelle sue parti essenziali tanto la posizione, cioè l’ “esterno”,
quanto il carattere di questo “sottosistema” edilizio, ovvero quello della parete. Tuttavia nella storia
dell’edilizia le pareti sono per grandissima parte non solo una delimitazione dello spazio, ma anche
una componente essenziale della struttura portante. Pertanto al concetto di parete, e di parete
esterna, viene associato quello di stabilità, robustezza, pesantezza, chiusura, di separazione.
La facciata, considerata quale elemento tecnologico dell’edificio, risponde alla funzione elementare
portante, di isolamento e protezione. Funzioni che generalmente seguono questo ordine dall’interno
verso l’esterno. La funzione portante è di norma necessaria dal momento che una minima parte
dei carichi dei solai sospesi e della copertura sono supportati dai bordi e devono essere trasferiti
verticalmente. Se si riflette sul ruolo di protezione dell’edificio e della costruzione stessa della facciata,
nonché di isolamento dai fattori esterni, la facciata rappresenta la componente più complessa
dell’edificio. Essa richiede il coordinamento intelligente delle funzioni portanti, isolanti e protettive per
creare un sistema efficiente nel suo complesso.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Di norma si distingue tra sistemi sintetici e complementari.
I sistemi sintetici rispondono alle funzioni primarie strutturali e fisiche dell’edificio attraverso
uno strato singolo e multifunzionale. Un tipico sistema sintetico è la facciata isolante in cemento
faccia-vista, in questo caso lo strato protettivo svolge simultaneamente funzioni portanti e isolanti.
L’isolamento è garantito non da un materiale distinto isolante, bensì dalla conduttività termica dello
stesso materiale da costruzione.
Ciò che accumuna i modelli sintetici di costruzione della facciata sono l’immediatezza espressiva
e l’autenticità associata. Combinando in un unico strato la portanza, l’isolamento e la protezione, il
sistema strutturale interno è direttamente proiettato sul prospetto esterno della facciata.
Nei sistemi complementari, invece, le funzioni strutturali e fisiche della facciata sono collocate
in diversi strati, ognuno con specifiche proprietà monofunzionali, andando a combinare due o tre
diversi strati complementari.
Esistono diverse configurazione di sistemi complementari (a tre strati, a due strati, …), l’utilizzo di
una struttura di facciata complementare, in particolare quella a tre starti, modifica la dipendenza
costruttiva tra la struttura interna e la struttura della facciata. In conclusione occorre tener presente
che esiste una dipendenza trasversale del sistema costruttivo della facciata che influenza la
variabilità della superficie esterna, una interdipendenza inscindibile, meccanica e costruttiva tra la
struttura interna e la struttura della superficie di facciata.
Tra i sistemi complementari la maggioranza ha uno strato esterno monofunzionale protettivo. Questo
strato protettivo può, in effetti, esser realizzato con diversi materiali, a differenza degli strati portanti o
isolanti, i cui materiali per necessità prestazionali e funzionali variano in un intervallo limitato.
Lo strato protettivo della facciate odierne, mostra un elevato grado di libertà compositiva in termini
di materiali, costruzione e relazione con i sottostanti strati portanti e isolanti, ne consegue che il
progetto di facciata è fortemente integrato alla scelta del materiale.
Uno dei criteri chiave per la scelta del materiale da utilizzare per la superficie della facciata sono
le proprietà tecnologiche del materiale unitamente alla competenza e abilità delle maestranze che
applicheranno il materiale prescelto.
Oltre a dover rispondere alle azioni degli agenti esterni (sole, vento, pioggia, neve, temperature,
agenti meccanici e chimici), il materiale di facciata esprime l’identità (essenza) di una cultura del
costruire. Spesso il significato astratto del materiale di facciata supera l’attuale motivo costruttivo
alla base della scelta del materiale. La superficie di facciata esprime ad un livello formale nozioni di
tradizione e Zeitgeist.
82
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
In termini architettonici, la facciata può variare da molto sottile, solida, a cassaforme, a lastre in
laterizio; da piatta fino scolpita o modellata.
In termini costruttivi questo strato risulta omogeneo o altrimenti frammentato in pezzi congiunti.
In questo ambito il termine omogeneo non è da confondersi con sintetico, dal momento che si riferisce
alla struttura della facciata nel suo aspetto finito.
Molti materiali di facciata sono realizzati in elementi o moduli singoli, grandi o piccoli, collegati.
Uno strato omogeneo è tecnicamente possibile grazie all’utilizzo di pochi materiali. I prerequisiti
per questo è che il materiali realizzi un legame chimico inerente il materiale stesso in cantiere (es:
cemento, determinate plastiche).
Nel caso di facciate omogenee il tema della divisione dipende dalle fasi di lavorazione in sito, mentre
nel caso di facciate composte dipende dalle condizioni di produzioni dell’elemento o del modulo in
fabbrica.
La modellazione è spesso il risultato di interdipendenze complesse e tecniche. Le dimensioni e
geometrie di un mattone dipende ad esempio dai metodi di pressatura e cottura dei mattoni. Al
contrario le dimensioni si prodotti in legno sono determinate dalle macchine presenti nell’industria di
falegnameria.
Generalmente, l’architetto può influenzare questi fattori e processi sino ad un certo punto,
principalmente per motivi economici, e ciò implica una profonda conoscenza delle relazioni tra
proprietà del materiale, produzione e forma finale. La produzione artigianale offre il massimo della
libertà nel progetto di facciata, la produzione semi-industriale si basa invece su prodotti semi finiti,
finiti o complessi, la disponibilità dei materiali dipende dal mercato e dai cataloghi.
La produzione digitale, invece, apre il campo a nuovi scenari in questo ambito.
Grazie alla digitalizzazione sistematica e semplificata delle interfacce tra pianificazione e processi
manifatturieri della macchina, si risolve l’apparente contraddizione tra progetto individuale e
produzione di massa.
Oltre alla produzione anche la logistica e le tempistiche svolgono un ruolo importante nel progetto
dei componenti di facciata. In altre parole, altro fattore che influenza l’espressione della facciata
sono le condizioni di trasporto in cantiere e le condizioni di costruzione in situ. Il comportamento
legato al ciclo di vita del materiale è una questione critica per la modificabilità della facciata. Il giunto
inevitabilmente è il risultato di due parti, ed è legato ad una questione sia tecnica che architettonica.
Il legame di una struttura superficiale deriva dalla compatibilità geometrica e costruttiva dei
collegamenti di diverse parti della facciata più o meno larghe. Il giunto regola la relazione costruttiva
tra parti individuali della facciata. È allo stesso tempo un elemento di divisione e di unione.
83
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Si distingue di norma giunti con o senza inserzione di materiale legante aggiuntivo.
Giunti senza materiale legante sono basati sull’interdipendenza puramente meccanica tra le
componenti singole di facciata (es.: saldatura, sovrapposizione, incastro). La difficoltà legata a
questo genere di tecniche è quella di garantire la necessaria resistenza a vento ed acqua. Per questa
ragione, spesso viene inserito dietro starti di giunzione protettiva una membrana impermeabile o a
tenuta d’aria. Nei giunti con materiale complementare, viene inserito un ulteriore materiale tra le parti
della facciata per garantire le funzioni di connessione, separazione, sigillatura, resistenza.
Esempio tipico è quello della facciata in mattoni con intelaiatura orizzontale e verticale che tiene
legati insieme i diversi blocchi di mattoni, le facciate metalliche dove guarnizioni in neoprene sono
alloggiate nelle scanalature sui bordi degli elementi metallici.
Le parti giunte e gli stessi giunti della facciata sono soggetti a diversi requisiti strutturali, in funzione
del sistema esterno del muro. Una facciata portante o svincolata è assemblata in funzione del
principio portante, al contrario una facciata non portante può esser progettata senza tener conto di
questo fattore. Forma speciale di giunto è la fessurazione controllata, dove la fessurazione non è
causata dall’aggiunta di parti individuali, ma dalla rottura deliberata del materiale ad un determinato
punto. Questa strategia è utilizzata, ad esempio, in facciate di cemento facciavista o fuse dove
l’efficacia della facciata dipende dalla qualità del materiale.
Le potenzialità delle aperture in facciata è determinata fondamentalmente e permanentemente
dall’uso della struttura portante. Strutture solide portanti generalmente riducono la dimensione della
aperture a tipologie di taglio limitato o simili a piccole bucature. A livello delle parti di una facciata, un
apertura viene percepita in forma di omissione, uno spazio vuoto o una modulazione nella quale la
trasparenza dei singoli materiali varia col materiale o le caratteristiche della forma.
Riguardo i giunti, le dimensioni dello spazio del giunto possono variare fino a quando il giunto è quasi
permeabile e diviene esso stesso un’apertura.
L’apertura nella veste di distruzione del sistema di facciata si comporta come un elemento
autonomo, sovrastando le regole costruttive e geometriche della facciata. La composizione
architettonica appropriata degli strumenti della costruzione, materiali, componenti, giunti e aperture
porta alla specifica formulazione della facciata in relazione all’edifico come ad un complesso. A
livello di materiali, i colori, le textures, le proprietà visive e tattili dovrebbero essere coordinate tra
loro. È possibile ottenere una raffinata scultura di facciata adottando un largo numero di piccole
parti. Scalando le parti ed i giunti, le texture possono ulteriormente essere affinate. In contrasto con
strutture di piccolo formato, una superficie che include parti estese sembrerà avere una texture più
incisiva.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Di norma, la struttura di facciata offre un indicazione all’organizzazione interna dell’edificio, inoltre
la ripetizione della parti produce un struttura superficiale regolare, una griglia classica di pannelli.
Tuttavia una griglia è una forma rigida e non può assecondarsi a contorni irregolari dell’edificio,
ciò significa che o la griglia domina il layout dell’edificio, o la griglia e modellata dall’andamento
dell’edificio.
Dove inizia quindi il progetto di facciata?
La facciata è conseguenza dell’espressione, o è l’espressione conseguenza del progetto di facciata?
In linea di massima, all’origine dell’indagine, la prima bozza di disegno può basarsi su criteri tecnici o
architettonici, senza porre limitazioni su dettagli o complessività dell’edificio.
La qualità e la complessità del processo si fonda nella gestione sia degli aspetti architettonici sia
costruttivi.
La parete perimetrale verticale può essere classificata in base all’impiego strutturale, alla complessità
morfologica, al rapporto pieno/vuoto, alla funzione caratteristica, alla sua posizione rispetto la struttura
portante dell’edificio, alla morfologia degli elementi e all’impiego di materiali. La classificazione
relativa all’impiego strutturale differenzia tra parete portante e parete non portante, dal punto di
vista morfologico invece si distinguono le pareti integrate, complesse e semplici. La classificazione
funzionale tende a distinguere l’involucro in: parete opaca, parete trasparente, parete doppia, parete
ventilata, parete isolata. Si parla invece di parete inserita, semi inserita o a cortina in riferimento
alla classificazione relazionale (relazione con la struttura portante). Se si considera l’aspetto relativo
alla morfologia degli elementi, la distinzione è in base alla parete perimetrale composta da piccoli
elementi definiti, da pannelli autoportanti, gettata, a struttura ausiliaria.
In questa sede, tuttavia, si è scelto di ricorrere ad una classificazione più operativa, svolta sul piano
dei materiali.
Il tema dell’involucro architettonico sarà, pertanto, inquadrato come di seguito:
85
Involucri in lamiera grecata
Involucri in alluminio e materie plastiche componibili
Involucri in policarbonato
Involucri in legno
Involucri laterizio
Involucri in vetro/vetromattone/Uglass
Involucri in gabbia di pietra
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.1 alluminio
Per quanto riguarda i rivestimenti in metallo, è da segnalare l’utilizzo dell’alluminio come rivestimento
di facciata.
Per molti anni l’impiego del metallo in edilizia si limitò alla realizzazione di copertine e cornici per
aggetti. Con l’avvento delle grandi finestre vetrate che il metallo fece il suo ingresso nella facciate con
forme nuove, generando una nuova estetica. L’evoluzione e la successiva evoluzione del metallo e
del vetro sono in stretto rapporto. L’impiego del metallo permette un alto grado di prefabbricazione
unito ad un elevata precisione esecutiva. Una tipologia di facciata legata a questo materiale e
completamente nuova è rappresentata dal Curtain Wall.
Questa tipologia costruttiva è importante per l’evoluzione delle facciate in metallo, perché gli elementi
di tamponamento tar i profilati portanti in metallo a vista e dei solai possono essere di diversi
materiali. Questo dà luogo a facciate il cui aspetto estetico è caratterizzato, oltre che da un elevata
quantità di vetro, dall’uniformità del metallo. A livello visivo, grazie alla sua resistenza, il metallo viene
utilizzato come materiale per la pelle esterna di mezzi di trasporto , se utilizzati invece come “pelle
esterna” di un edificio forniscono un immagine “tecnologica”. I progressi nella costruzione di facciate
metalliche danno la possibilità di realizzare con tali materiali rivestimenti per edifici dalle forme libere,
ciò permette di utilizzare tecniche avanzate di progettazione e di modellazione guidate al computer. I
progressi nella lavorazione delle leghe metalliche permettono di ottenere caratteristiche dei materiali
sempre più mirate, unitamente alla possibilità di ottenere nuove strutture materiche, come le schiume
metalliche tridimensionali. Un livello elevato di innovazione è quello che ci possiamo attendere
dai materiali compositi (composites), che uniscono le proprietà specifiche dei singoli materiali per
migliorare le prestazioni complessive.
Ritornando alle proprietà di tali materiali, si ricorda la loro tenuta al gas e al vapore acqueo. Da un
punto di vista costruttivo invece la dilatazione termica riveste un’importanza particolare.
Alcuni materiali metallici sono resistenti alla corrosione, mentre altri formano uno strato di protezione
autorigenerante (la patina). Un terzo gruppo (ferro e acciaio) richiede un particolare trattamento per
contrastare le aggressioni ambientali. I processi fondamentali di lavorazione del metallo sono la
fusione e foggiatura, il taglio, la giunzione, il rivestimento.
86
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
In virtù delle loro proprietà (ad esempio l’alta resistenza in presenza di una buona attitudine alla
foggiatura) i materiali metallici sono particolarmente adatti alla produzione di elementi sandwich.
La scelta degli elementi sandwich per la superficie di una facciata è spesso conveniente per le
proprietà isolanti, unite alla buona tenuta al vapore e alla stabilità meccanica.
Questi sistemi richiedono un trattamento speciale dei giunti ed ei bordi. I materiali impiegati per gli
starti esterni sono di solito l’alluminio, l’acciaio e l’acciaio legato.
Altro aspetto importante è la modalità di fissaggio alla sottostruttura.
Nelle facciate in metallo il fissaggio è in genere reversibile. Il metallo è adatto quanto nessun altro
materiale alla progettazione di facciate con un grado di prefabbricazione molto elevato.
Le dimensioni della lamiera a disposizione e le tecniche di foggiatura disponibili, permettono di
produrre elementi di grande formato che offrono soluzioni molto economiche, come pannelli, cassoni
o lamelle. Quest’ultime esistono in diverse lavorazioni: lamiera bugnata, a noduli, a lisca di pesce,
ondulata, stirata, a foratura, grigliata. Ma anche i processi artigianali tradizionali, che richiedono
l’impiego in cantiere di utensili per la sagomatura e piegatura, sono tutt’oggi ancor in uso.
87
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
alluminio
86
Herreros Arquitectos, Residential House,
Ávila, Spagna, 2013.
Cost-Effective Building, in Detail, n.5,
Edizioni Detail, Monaco 2012, p.476-479.
87
EM2N Architekten, Company Headquarters,
Schönbühl, Svizzera, 2013.
Simple form of construction, in Detail, n.12,
Edizioni Detail, Monaco 2014, p.1334-1337.
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Herreros Arquitectos
Residential House
Avila, Spagna | 2013
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particolare 1:5
EM2N Architekten
Company Headquarters
Schӧnbühl, Svizzera | 2013
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.2 materie plastiche
Altro materiale usato nel rivestimento di facciata è costituito dall’insieme delle materie plastiche.
Prima del 1950 il PVC era presente sul mercato solo nella declinazione di tubazioni e armature.
A partire dagli anni cinquanta, prese il via una lunga serie di sperimentazioni che aveva ad oggetto la
realizzazione di interi edifici in questo materiale. Uno dei primi utilizzi fu come tramite gusci e lastre
(stadio Olimpico di Monaco, 1972), e a seguire le strutture pretensionate.
Quest’ultime sono legate all’uso affiancato alle materie plastiche di tessuti e fogli di materiale sintetico,
che servirono alla creazione di strutture di rivestimento leggere e spesso anche permeabili alla luce e
pretensionate: pneumatiche (Walter Bird, 1948) e tensostrutture (Frei otto, 1950).
Le materie plastiche sono costituite da sostanze che nella loro forma definitiva non sono presenti
in natura, ricavate bensì in massima parete da derivati del petrolio e caratterizzate dall’avere una
struttura macromolecolare. A seconda del grado di reticolazione esistono tre tipi di materie plastiche:
materie termoplastiche, elastomeri, materie termoindurenti. Oggi nel settore dell’edilizia vengono
utilizzate oltre 30 differenti tipologie di plastica, di cui il PVC rappresenta la sezione maggiore.
La grande importanza di queste materie nel settore edilizio è da rintracciarsi nella resistenza a
compressione, trazione, rigidezza, durezza, elevata trasparenza e colorabilità, plasticità, resistenza
agli sbalzi termici, isolamento elettrico e bassa conducibilità termica, resistenza agli agenti atmosferici,
ottime qualità superficiali.
Inoltre il procedimento di fabbricazione e la composizione del materiale permettono di variarne
ampliamente le proprietà. Aspetto da tenere sotto controllo invece è il comportamento al fuoco del
materiale. Riguardo le diverse lavorazioni e forme sul mercato è disponibile una vasta serie di
manufatti semilavorati da impiegare nelle strutture di facciata, quali lastre piane, ondulate o nervate,
elementi stampati (tecnica di stampaggio per colata e laminazione), facciate in lastre ed elementi
stampate, fogli e tessuti di materiali sintetici, rivestimenti superficiali, facciate composte da strutture
pretensionate. Quest’ultima categoria comprende le strutture a membrana, dove le azioni esterne
(vento, neve) vengono contrastate pretensionando il foglio o il tessuto. Nelle strutture pneumatiche
è possibile coprire grandi luci con poco materiale, similmente alle strutture pretensionate
meccanicamente dove tuttavia a causa della sottigliezza del materiale e della presenza di un solo
strato le proprietà di isolamento termico e acustico sono limitate.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
materie plastichee
90
Studio M, Thom Faulders, Airspace,
Tokyo, Giappone, 2007.
Materie complesse, in Materia, n,58,
Il Sole 24 ORE, Bologna, pp.76-87.
Facades, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2008, p.1114-1117.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Studio M, Thom Faulders
Airspace
Tokyo, Giappone | 2007
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.3 policarbonato
Il policarbonato appartiene alla classe dei polimeri termoplastici, ottenuto dall’acido carbonico.
La produzione della plastica ha avuto inizio alla metà del XIX secolo con la trasformazione chimica
di materie prime organiche di origine naturale, la celluloide viene considerata il primo polimero
termoplastico.
Fino al termine del XIX secolo la produzione di questi prodotti plastici veniva effettuata con materie
prime rinnovabili, nel 1898 venne prodotta la prima plastica interamente sintetica. Fondamentale
per il processo di produzione delle plastiche è il legame che si instaura in presenza delle condizioni
adatte tra i singoli elementi molecolari attraverso una reazione chimica con la formazione di
macromolecole. Fino al 1940 l’industria della plastica ha sviluppato i processi produttivi per la maggior
parte delle plastiche oggi conosciute, in un primo momento le plastiche vennero utilizzate nel settore
elettrotecnico ed automobilistico, a partire dagli anni Sessanta si diffusero anche in campo edile.
I polimeri termoplastici amorfi sono trasparenti e a temperatura ambiente duri e fragili. Con l’aumento
del grado di cristallizzazione diminuisce la trasparenza, inoltre con l’aumento della temperatura la
forza di questi legami diminuisce mentre aumenta la mobilità delle singole catene, tanto che i polimeri
termoplastici passano da duri a termoelastici a termoplastici, caratteristica che consente numerosi
procedimenti di deformazione, lavorazione e riutilizzo.
Per quanto riguarda il policarbonato i primi studi di questo polimero risalgono al 1928 (da parte
dell’azienda chimica DuPont), impiegato in svariati campi in edilizia trova principale utilizzo quale
sostituto del vetro, quale lastra spessa o lastra alveolare.
I pannelli in policarbonato assicurano una trasparenza pari a 78-100%, ed una buona trasmittanza
luminosa. Le loro qualità isolanti determinano un sensibile abbattimento dei costi energetici rispetto
ad un’analoga realizzazione in vetro, e sono anche più sicuri e pratici. Ai pannelli è spesso possibile
applicare appositi filtri per trattenere le radiazioni ultraviolette, il cui effetto risulta altamente nocivo
per legno e vernici. Queste peculiarità rendono i pannelli in policarbonato adatti ad un campo di
applicazione estremamente vasto: finestrature fisse e con aperture, shed, tamponamenti, zone
trasparenti in accoppiamento con pannelli sandwich, pareti divisorie, ecc: la loro versatilità si presta
perfettamente all’impiego in edilizia civile ed industriale, con l’inserimento in tutte le strutture che
debbano assicurare leggerezza e luminosità. Diverse sono le modalità di montaggio: si può ricorrere
a silicone, chiodi o sigillanti, oppure avvalersi di incastri maschio – femmina. Spesso sono disponibili
anche in versione colorata, oltre alle tradizionali trasparente e opale.
94
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
policarbonato
93
Squire and Partners, Flagship Store and Headqurters,
Londra, Inghilterra, 2007.
Plastics, in Detail, n.5, Edizioni Detail,
Monaco 2008, p.498-502.
94
Lacaton & Vassal, Trade-Fair Hall,
Parigi, Francia, 2007.
Plastics, in Detail, n.5, Edizioni Detail,
Monaco 2008, p.498-502.
95
Herzog & de Meuron, Laban Center,
Londra, Inghilterra, 2007.
Architectural detail 2003,
Annual Selected Edition from Detail,
Edizioni Detail, Monaco 2004, pp.92-97.
95
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Squire and Partners
Flagship Store and Firmenzeutrale
Londra | Inghilterra | 2007
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Lacaton & Vassal
Trade-Fair Hall
Parigi, Francia | 2007
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Herzog e de Meuron
Laban Centre
Londra, Inghilterra | 2007
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.4 legno
Materiale da costruzione la cui applicazione è pressoché universale, le prime strutture complesse
realizzate con questo materiale risalgono addirittura al Neolitico, molto tempo dopo arrivarono le
prime strutture a scheletro in legname squadrato per edifici (strutture a traliccio) nonché costruzioni
in legno massiccio.
Le tecniche di lavorazione oggi più usate (segagione, truciolatura) risalgono al millennio scorso
trovarono larga applicazione con l’industrializzazione.
Tra le innumerevoli proprietà tecnologiche del legno per quanto riguarda la costruzione della facciata
vi sono:
- elevata resistenza in rapporto al peso ridotto
- buona lavorabilità
- elevata resistenza alla trasmissione del calore
- comportamento igroscopico
Riguardo la sua composizione, il legno è un materiale naturale, riciclabile al 100%; il 50% del legno
è costituito invece da cellulosa, le restanti componenti sono emicellulosa lignina pigmenti e tannino.
A livello di struttura la componente elementare è la cellula, esistono diversi tipi di cellule. La maggior
parte delle cellule hanno una forma allungata, per questo vengono dette fibre, giacciono quasi
principalmente in direzione longitudinale. Il legno di aghifoglie è quello con la struttura più semplice,
nelle latifoglie si ha invece un’elevata specializzazione delle cellule, che formano dei vasi.
Grazie alla loro struttura porosa i legni dell’Europa centrale presentano proprietà di isolamento
termico buone, inoltre negli ambienti interni il legno con la sua predisposizione ad assorbire e cedere
umidità, può influenzare il clima ambientale.
Nelle costruzioni, tuttavia, è necessario prendere in considerazione la proprietà del legno di assorbire
acqua, assorbimento che causa rigonfiamenti e ritiri. Oltre alla funzione di proteggere dall’umidità
(dalla pioggia battente) e di neutralizzare gli effetti della temperatura (isolamento termico invernale
ed estivo), della radiazione solare e del vento, i rivestimenti hanno lo scopo di caratterizzare la facies
dell’edificio. Si hanno a seconda del taglio rivestimenti di piccolo formato (scandole, tavole, …),
rivestimenti a pannelli di formati da medio a grande.
Per quanto riguarda i materiali a base di legno, il problema principale è ottimizzare la consistenza
e le qualità delle superfici. I legnami che possono essere utilizzati per le facciate sono: legname
tondo da costruzioni, legno lamellare incollato (BSH), tavole profilate, scandole, materiali a base di
legno legati, pannelli di legno lamellare, compensato con sfogliati a fibre parallele e SVL, pannelli di
truciolare, pannelli di particelle pressati, pannelli in fibre di legno, pannelli in fibrocemento.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Per quanto riguarda il fissaggi, questi hanno il compito di bloccare i componenti in facciata; è possibile
distinguere tra sistemi di fissaggio a vista e occultati.
I vari mezzi di fissaggio comprendono: chiodi, viti, clip e ganci (questi ultimi servono per fissaggi
invisibili). La sottostruttura per i rivestimenti in legno collega in modo permanente il rivestimento alla
struttura portante, per cui occorre pareggiare eventuali dislivelli. Talvolta la sottostruttura ha anche la
funzione di fare da supporto all’isolamento termico.
Nel caso di facciate non ventilate occorre prevedere un rivestimento per la controfaccia in legno,
inoltre a causa del rischio di macerazione è consigliabile uno strato di ventilazione. Le aperture di
immissione ed estrazione dell’aria devono essere provviste di griglie per evitare che il passaggio di
animali vada a compromettere il materiale organico.
La sottostruttura deve essere opportunamente dimensionata sotto l’aspetto statico. Il legno necessita
di essere trattato affinché la superficie non si rovini sotto l’azione agenti esterni.
Esistono a tal riguardo agenti chimici per la protezione da infestazioni di funghi, agenti biologici, cera,
resine naturali, trattamenti come l’impregnazione, verniciatura trasparente, laccatura, verniciatura
idrosolubile, oliatura.
100
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
legno
99
ACME, Casa di villeggiatura Hunsett Mill,
Norfolk, Inghilterra, 2010.
Riqualificazione, in Detail, n.5, Edizioni Detail,
Monaco 2011, p.608-612.
100 Hartwing N. Schneider Architekten, House,
Stuttgart, Germania, 2003.
Timber Construction, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2006, pp.1105-1108.
101
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
ACME Architetti
Casa di villeggiatura Hunsett Mill
Norfolk, Inghilterra | 2010
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Hartwing N. Schneider Archtekten
House
Stuttgart, Germania | 2003
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.5 laterizio
Il laterizio, elemento cotto di argilla, rappresenta il componente principale di tutti i materiali da
costruzione ceramici, il primo impiego risale a circa 7000 anni fa.
Nel corso degli ultimi decenni il numero delle pietre di produzione artificiale (di cui fanno parte anche
quelle in argilla) si è moltiplicato, grazie alla messa a punto di una grande varietà di additivi che
permettono di modificare in maniera significativa le proprietà della pietra artificiale (conducibilità
termica, resistenza alla compressione, colorazione, …).
La varietà dei prodotti è vasta, tuttavia è possibile distinguere in base ai sistemi di produzione tre
gruppi principali di pietre: pietre essiccate (forma più antica di pietra artificiale, di cui fanno parte i
mattoni di argilla cruda), pietre indurite (arenaria calcarea, cls, cls leggero), pietre cotte.
Le caratteristiche specifiche dell’argilla (miscela di fanghi argillosi e sabbie quarzifere) la rendono
attaccabile dall’umidità, per questo motivo in ogni parte del mondo sono riscontrabili soluzioni
e trattamenti simili , aventi lo scopo di proteggere i manufatti di argilla dall’erosione. Da millenni
dunque le pietre artificiali fanno parte dei materiali da costruzione di uso corrente. Le pareti esterne
in muratura portante svolgono anche la funzione di rivestimento degli edifici, lo spettro di alternative
e varianti esecutive è assai ampio per le diverse culture. Con l’utilizzo di elementi ceramici è possibile
ottenere superfici verticali permeabili alla luce e all’aria che fungono da schermi visivi e frangisole.
Nel caso del laterizio o clinker esiste alle volte il rischio di confondere il rivestimento con le murature,
il che può condurre a fraintendimenti di natura costruttiva.
Al contrario di altri rivestimenti di facciata, nell’involucro in muratura i singoli elementi (mattoni clinker)
vengono connessi velocemente utilizzando la malta in modo da formare un sistema costruttivo più
generale.
Il sistema costruttivo di facciata deve soddisfare requisiti che dipendono dall’orientamento,
dall’altezza, dal colore della facciata, trasmissione dei carichi, come in tutti i rivestimenti di facciata
devono esser trasmessi i carichi dovuti al peso proprio, così come alla pressione e depressione del
vento. In corrispondenza della aperture ancoraggi staticamente efficaci convogliano i carichi della
relativa sezione di facciata attraverso l’architrave fino agli elementi costruttivi portanti. Mentre la
stabilità necessaria nei confronti dell’azione del vento è assicurata dai tiranti che penetrano sino alla
muratura retrostante.
Per quanto riguarda i giunti, si distingue tra giunti di dilatazione orizzontale e verticale, l’ampiezza
dei giunti varia tra 10 e 20 mm riempita solitamente da una sigillatura elastica a lunga durata. In
direzione verticale, invece la dimensione dei giunti varia tra i 15 mm nei climi continentali e i 25 mm
nei climi marittimi. I giunti di dilatazione nella pratica sono richiesti a ciascun piano o ogni due paini.
La ventilazione della facciata avviene attraverso i giunti verticali disposti tra i singoli elementi.
104
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
All’estetica della facciata in mattoni, invece, contribuiscono molti elementi: il materiale (materia
originaria, cottura, colorazione), la struttura (disposizione e mescolanza di pietre differenti), e
infine, uno dei principali, il giunto. Legato al modulo primario dei blocchi, esso svolge una funzione
tecnologica ma anche di rilievo nel determinare l’aspetto esteriore degli edifici. Le tonalità più in
uso per le piastrelle di ceramica sono quelle naturali. In generale i colori dei materiali ceramici
sono influenzati dalla temperatura di cottura, dalla percentuale di ossigeno dell’aria nel forno, tipo e
percentuale di ferro, additivi. Con la produzione per trafilatura è la macchina a determinare la forma
del manufatto. Traforature di piccolo formato delle pareti esterne di materiali ceramici servono per far
penetrare aria e luce, a proteggere dal sole.
I sistemi più recenti impiegano piastrelle di ceramica e riguardano unicamente il sistema di facciate
ventilate.
Esistono sistemi di piccoli, medi e di grandi formati: i primi hanno il vantaggio di potersi adattare
con grande precisione alla geometria e alla struttura dell’edificio. La sottostruttura delle piastrelle
in ceramica deve trasmettere direttamente alle strutture portanti il carico statico risultante dal peso
proprio, pressione del vento e variazioni termiche di volume e massa. L’utilizzo di questo materiale
nei sistemi di facciata, è oggi molto diffuso sia per le sue qualità estetiche sia per le sue caratteristiche
di elevata inerzia termica.
105
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
laterizio
104 Florian Negler Architekten, Church Centre,
Monaco, Germania, 2004.
Wall construction, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2005, p.1124-1130.
105 Claus en Kaan Architect, Student Hall of Residence,
Amsterdam, Paesi Bassi, 2002.
Wall construction, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
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Christian Schittich (a cura di), Cost-Effective Building.
Economic concepts and constructions,
ed. Detail, Monaco, 2007, pp.92-95.
106 Fink + Jocher Architekten, House and Commercial Development, Neu-Ulm, Germania, 2007.
Wallings, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2009, p.1034-1039.
106
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Florian Nagler Architekten
Church Centre in Munich
Monaco, Gerania | 2004
107
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Claus en Kaan Architecten
Student Hall of Residence
Amsterdam, Paesi bassi | 2002
108
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
House and Cmmercial Development
Fink + Jocher Architetti
Neu-Ulm, Germania | 2007
109
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.6 vetro/vetromattone/uglass
Per quanto riguarda invece i rivestimenti in vetro e in tutti i suoi derivati e composti, esso appartiene
alla categoria di facciata trasparente.
La parete trasparente determina la visibilità dell’ambiente esterno e viceversa determina l’edificio
da un punto di vista formale realizzando un elevata omogeneità (integrazione di parete e infissi,
uniformità della superficie), conferendo qualità di trasparenza al volume e superando la tradizionale
separazione tra copertura e parete. L’adozione di questo modello richiede particolare attenzione ai
materiali e ai componenti impiegati, le cui caratteristiche influiscono sul rapporto tra edificio e il suo
intorno.
L’involucro trasparente costituisce uno strumento di captazione del calore e un elemento
potenzialmente dispersivo del quale occorre tener conto dal punto di vista energetico.
Il contenimento delle dispersioni termiche può essere ottenuto attraverso la stratificazione delle parti
trasparenti e opache che possono essere dotate dello strato di isolamento termico. Sia nel caso di
superfici inclinate sia verticali, dovrà essere adottata la schermatura dalla radiazione solare.
Il modello si adatta bene agli edifici con struttura in acciaio e in c.a. prevede due starti funzionali: lo
strat di protezione e lo strato resistente. La natura dei materiali e dei componenti impiegati rende il
modello applicabile principalmente a pareti portanti, vi sono però particolari tipi di strutture ausiliarie
che consentono la realizzazione di grandi superfici autoportanti. La facciata trasparente può generare
facciata a cortina, inserite o seminserite.
Le pareti trasparenti richiedono una pulizia frequente, per cui è consigliabile applicare dispositivi per
la manutenzione.
La progettazione dovrà tener conto del particolare apporto luminoso in relazione alla possibilità di
illuminare contemporaneamente spazi interrati e fuori terra, spazi pubblici e particolari zone degli
edifici dove l’apertura e la chiusura dell’edifico vengono utilizzate sia come elemento di significazione
che come elemento funzionale. Tra le tipologie di vetro utilizzate in facciata vi è: il cristallo float
vetro chiaro di alta qualità con superfici piane e parallele, il vetro in lastre, vetro antico prodotto
con la tecnica della soffiatura a bocca, vetro grezzo o vetro ornamentale che si ottiene con la
stiratura continua, vetro armato prodotto come il vetro grezzo presenta un’armatura metallica,
vetro profilato (u-glass) prodotto tramite un processo di stiratura presenta un’elevata resistenza ai
carichi permettendo di realizzare facciate senza traversi, vetro mattoni cavi ottenuto attraverso al
fusione di due gusci ancora caldi, questo vetro presenta un elevata proprietà di isolamento termico
ed evita la formazione di condensa, e infine il vetrocemento, questo è un vetromattone massiccio
che viene fabbricato con procedimento di pressatura, a differenza del vetromattone , è in grado
di resistere anche a sollecitazioni statiche. Tuttavia le possibilità d’impiego del vetrocemento sono
limitate a causa del basso potere isolante. Per quanto riguarda il trattamento superficiale del vetro,
vi sono: l’opacizzazione (per ridurre la trasparenza delle lastre), la tempra chimica, rivestimenti non
portanti (vengono applicati durante la produzione del vetro, tra cui si ricordano gli ossidi metallici
che producono una riduzione delle trasmissioni di calore), i rivestimenti applicati che comprendono i
processi di smaltatura, serigrafia e pittura.
Esistono una particolare categoria di vetri, denominati vetri stratificati. Questi consistono in due o più
lastre di vetro che vengono incollate tra loro per mezzo di una pellicola elastoplastica o di resine. Il
vetro stratificato può essere realizzato in formato piano o curvo. Interessante tipologia, nel panorama
odierno, sono i vetri isolanti formati da due o più lastre con una camera d’aria larga da 8 a 24 mm,
sigillata ermeticamente.
Da un punto di vista costruttivo le facciate vetrate sono composte dai seguenti elementi funzionali:
vetrazione (es: lastra di vetro), sottostruttura (es: montanti, traversi, telaio), fissaggio e giunto.
110
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
vetro /vetromattone/Uglass
109 Alejandro Aravena, University Hall of Residence,
Austin, Texas, Stati Uniti, 2008.
Wallings, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2009, p.1040-1045.
110 Kada + Wittfeld Architects, Residence for senior,
Neumarkt am Wallersee, Austria, 2001.
Christian Schittich (a cura di), Housing for people of all ages.
Flexible, unrestricted, senior-frendly, ed. Detail, Monaco, 2007,
pp.100-103.
111 Adjaye Associates, Museum,
Denver, Stati Uniti, 2007.
Facades, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2008, pp.1119-1123.
112 bob 361 Architects, Extension to Semi-Datached House,
Heverlee, Belgio, 2006.
Translucent Materials, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2007, pp.1136-1139.
113 Steven Holl, Museo in Kansas City,
Stati Uniti, 2006.
Translucent Materials, in Detail, n.10, Edizioni Detail,
Monaco 2007, pp.1114-1120.
111
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Alejandro Aravena
University Hall of Residence
Austin, Texas, Stati Uniti | 2008
112
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Kada + Wittfeld Architects
Residence for Senior
Neumarkt am Wallersee , Austria | 2001
113
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Adjaye Associates
Museum
Denver, Stati Uniti | 2007
114
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
bob 361 Architects
Extension to Semi-Datached House
Heverlee, Belgio | 2006
115
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Steven Holl
Museo in Kansas City
Stati Uniti t| 2006
116
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
4.7 gabbioni in pietra
Nella progettazione spesso si trovano soluzioni ibride di rivestimento, rivestimenti che appaiono come
muri portanti o come recinzioni. È il caso dei gabbioni di pietra; questa soluzione, prima applicata
per la bordura e il contenimento di terreni, è stata recentemente trasposta in edilizia e applicata per
l’appunto all’edificio.
Si tratta di vere gabbie di metallo riempite con pietrame di diversa pezzatura. Il riempimento viene
effettuato con un impianto industriale che permette una notevole rapidità di produzione. La gabbia è
disposta su di un banco vibrante che garantisce un ottimo grado di compattazione.
Tali nuovi prodotti, sono altamente modulari, più rigidi e di più facile movimentazione rispetto a quelli
tradizionali e si prestano alla realizzazione di muri autoportanti alti fino a 7 metri. I tipi di riempimento
lapideo sono numerosissimi e consentono di pervenire a molteplici tessiture di stratificazione e di
colore; la facies di un muro in gabbioni è quella di una parete con dispositivo irregolare a secco,
percepita attraverso la filigrana metallica e segnata dalle sottili discontinuità tra i moduli appoggiati
l’uno sull’altro e l’uno accanto all’altro. Il nuovo concetto di muralità veicolato dai gabbioni, nella
sua plasticità, nelle sue superfici irregolari, espressive e vibranti di vuoti e di pieni, di arretramenti e
avanzamenti, di chiaroscuri, è riguardabile come una trasfigurazione della redazione architettonica
rustica; la rete, diaframma permeabile alla vista ed eventualmente al tatto, imprigiona le pietre
semplicemente spaccate o grossolanamente sbozzate, sostenendole, conferendo loro una volumetria
ed impedendo ad esse di franare per disporsi nella forma spontanea del cumulo; ma tutto ciò senza
intaccare minimamente con la sua presenza l’informalità naturalistica della compagine litica.
Accanto a tali aspetti formali, certo suscettibili di valorizzazione nella cultura costruttiva attuale,
l’applicazione dei gabbioni presenta una serie di caratteri tecnico-prestazionali in linea con alcune
fondamentali istanze dell’architettura contemporanea: la fabbricazione e la posa di tali elementi
sono a bassissimo impatto energetico e sono ecocompatibili; essi hanno una elevata capacità di
integrazione espressiva con il paesaggio naturale e, grazie alla loro originale capacità di combinare
funzioni di drenaggio con proprietà di modesta ritenzione idrica, possono costituire luogo di sviluppo
di una biocenosi vegetale spontanea o indotta; i gabbioni sono permeabili all’aria e, al contempo,
hanno in genere elevata inerzia termica; sono, economici, facili da trasportare, durevoli; non
richiedono manutenzione, sono modulari, smontabili e possono essere riutilizzati; inoltre, già dalla
prima fabbricazione, possono impiegare materiale di riciclo come riempimento.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
gabbioni in pietra
116 BCHO, Centro informatico e ricettivo,
Donyang, Cina, 2008.
Architettura + riciclaggio, in Detail, n.6, Edizioni Detail,
Monaco 2012, pp.1327-1331.
118
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
BCHO Architects
Centro informativo e ricettivo
Donyang, Cina | 2008
119
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
5. sistemi di collegamento
Le strutture di collegamento sono molto più di mere connessione tra diversi livelli. Quali elementi
architettonici verticali, possono creare sorprendenti scenari spaziali, creare nuove relazioni visive e
percettive in ambienti altrimenti separati. Attraverso una rottura del ‘pieno’ (solaio) creano un vuoto
con funzione di connessione.
Le strutture di collegamento verticale sono elementi costituiti da strutture a piano inclinato e gradonato
che permettono di raggiungere piani posti su quote differenti.
Esse possono essere distinte in:
-
Rampe (fino a circa l’8% di pendenza)
-
Rampe gradonate (fino a 20°di pendenza)
-
Scale (definite in rapporto alla funzione: scale esterne, per edifici, di ecc.)
servizio
La concezione spaziale e strutturale dell’elemento di collegamento verticale va riferita sia alle
caratteristiche del tipo di connessione che alla funzione che deve assolvere nonché alla collocazione
spaziale all’interno dell’edificio che il dislivello che esso deve superare.
Forma posizione e orientamento sono elementi condizionanti gli aspetti legati all’affaccio e alla
ventilazione. Ad esempio una scala collocata lungo una facciata principale, oltre che caratterizzarne il
prospetto, potrebbe implicarne scarsa ventilazione, eccessivo soleggiamento/ombreggiamento degli
spazi interni e favorire o meno l’introspezione.
Per una corretta impostazione del problema progettuale, oltre che la posizione planimetrica, è
necessario definire anche la direzione di percorrenza di scale e rampe che definisce e orienta i flussi
di percorrenza dell’edificio stesso.
Recenti concezioni architettoniche hanno individuato nella flessibilità e nell’indifferenza distributiva
di grandi spazi un elemento fondamentale per la definizione di edifici polifunzionali. Tale concezione
implica dunque la necessità di collocamento degli elementi di connessione verticale esternamente o
in punti specifici risultando così strutturalmente autonomi e morfologicamente caratterizzati rispetto
al resto dell’edificio.
120
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
5.1 scale
Gli elementi costituenti le scale sono:
-Gradino: a sua volta distinto in pedata (parte orizzontale destinata all’appoggio del piede) e alzata (parte verticale che rappresenta il dislivello fra ciascuna pedata)
- Rampante: parte strutturale di sostegno dei gradini
- Rampa: piano di calpestio inclinato e costituito da un insieme di gradini compresi tra due livelli differenti, la sua inclinazione è indicata in gradi o in percentuale.
- Ripiano: definito anche piano di sosta o pianerottolo che rappresenta il piano orizzontale strutturale intermedio tra due rampe successive.
- Pianerottolo: parte strutturale di arrivo ad una quota differente
- Vano scala: “gabbia” entro cui si sviluppa la scala
- Anima della scala o “tromba”: eventuale vuoto compreso tra le rampe
Le scale sono classificabili in funzione delle caratteristiche geometriche che distinguono scale e
rampe rettilinee e curvilinee.
Tipologie strutturali
Struttura a gabbia intelaiata
Struttura caratterizzata da pilastri disposti in corrispondenza dei vertci del vano scala ed eventualmente in posizione intermedia. Tale tipologia strutturale permette di realizzare strutture indipendenti
dall’edificio servito realizzando giunti tecnici o sismici. In alternativa la scala può essere parte integrante del telaio dell’edificio. Le rampe possono essere realizzate con travi “a ginocchio” (doppia o
singola) o con soletta appoggiata su travi rampanti (collegate alle travi di pianerottolo o sostenuta
da travi d estremità).
Struttura con nucleo portante perimetrale
Strutture di grande rigidezza data dalla presenza di un nucleo in c.a. tale struttura è impiegata
per lo più come controvento negli edifici a pareti portanti o a telaio. Essendo il nucleo resistente al
fuoco è preferibile ad altre soluzioni per realizzare scale a prova di fumo. Per la realizzazione dei
gradini, in questa soluzione strutturale, è possibile realizzare solette o gradini a sbalzo dalla muratura del nucleo. Data la presenza del vuoto centrale e la necessità di luce naturale, viene spesso
inserito un elemento trasparente nella sommità del nucleo che garantisce illuminazione naturale
zenitale (soluzione spesso impiegata come strategia bioclimatica per la creazione di camini solari e
di areazione naturale).
Strutture con setto o nucleo portante centrale
L’elemento portante centrale permette la realizzazione di una “scala aperta” tuttavia non impiegabile come elemento portante della struttura servita. Questa soluzione strutturale permette la realizzazione di rampe e gradini a sbalzo.
Strutture con pilastri centrali
In genere, tale soluzione prevede scale a doppia rampa, sostenute da due o più pilastri collocati
entro il pozzo della scala.
Travi e solette rampanti e sospese
Elementi strutturali orizzontali possono sostenere rape e solette le quali possono eventualmente
essere sospese mediante tiranti di bordo del solaio in corrispondenza del vuoto della scala.
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
scale
120 White Arkitekten, Harbour Baths, Hasle,
Danimarca, 2013.
Stairs, Ramps, Lifts, in Detail, n.4,
Edizioni Detail, Monaco 2014, p.298-301.
121 Mecanoo, Library,
Birmingham, Inghilterra, 2013.
Stairs, Ramps, Lifts, in Detail, n.4,
Edizioni Detail, Monaco 2014, p.320-324.
122 Atelier Ebner and friends, Company Headquarters,
Saint Paul, Minnesota, Stati Uniti, 2013.
Stairs, Ramps, Lifts, in Detail, n.4,
Edizioni Detail, Monaco 2014, p.326-330.
123 AllesWirdGut Architektur, Festival Arena in the Roman Quarry,
St. Margarethen, Austria, 2008.
Stairs, Ramps, in Detail, n.6, Edizioni Detail,
Monaco 2009, p.584-591.
122
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
White Arkitekter
Harbour Baths
Hasle, Danimarca | 2013
123
Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Mecanoo
Library
Birmingham, Inghilterra | 2013
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
Atelier Ebner and friends
Company Headquarters
Saint Paul, Minnesota, Stati Uniti | 2013
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
AllesWirdGut Architektur
Festival Arena in the Roman Quarry
St. Margarethen, Austria | 2008
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Architettura e Costruzione. Rassegna di elementi e sistemi costruttivi dell’architettura contemporanea
