copertura continua isolata rovescia

Materiali e Progettazione di elementi costruttivi
Prof. Angela g. Leuzzi
CHIUSURE ORIZZONTALI
CHIUSURA ORIZZONTALE INFERIORE
La chiusura orizzontale inferiore è l'unità tecnologica costituita dall'insieme degli elementi
tecnici orizzontali e sub orizzontali aventi la funzione essenziale di separare gli spazi interni
dell'organismo edilizio dal terreno.
Le chiusure orizzontali inferiori si dividono in due classi di elementi tecnici:
- solai a terra;
- infissi orizzontali inferiori.
I solai a terra sono definibili, secondo un criterio geometrico - funzionale, in relazione allo
specifico ruolo di frontiera con il suolo. Tale ruolo implica determinate funzionalità indotte dalle
condizioni d'uso degli spazi e dagli agenti esterni.
In particolare i solai collocati controterra possono essere interessati dalla presenza di acqua in
modo più o meno persistente.
La tenuta all'acqua è quindi la funzione fondamentale a cui devono spesso assolvere i solai a
terra tramite idonee soluzioni di impermeabilizzazione, eventualmente integrabili con opere di
drenaggio del terreno.
Le funzioni fondamentali, tra quelle che la chiusura orizzontale inferiore può assolvere in
relazione alle situazioni d'uso, sono:
- resistere meccanicamente ai carichi propri e di esercizio;
- non consentire il passaggio di vapore;
- non consentire il passaggio dell'acqua;
- isolare termicamente;
- irradiare calore;
- essere attrezzabile per impianti.
Bisogna fare una distinzione, all’interno delle chiusure orizzontali inferiori in pavimentazioni a
terra e in solai a terra, specificando che solo questi ultimi sono dei veri e propri solai in quanto
caratterizzati dalla presenza di strato portante o di elementi strutturali portanti.
Simboli grafici dei modelli funzionali delle chiusure
orizzontali inferiori
Pavimentazioni a terra per suolo asciutto:
- pavimentazione a terra semplice;
- pavimentazione a terra termoisolata;
- pavimentazione a terra termoisolata radiante;
- pavimentazione a terra con intercapedine
attrezzabile.
Pavimentazioni a terra per suolo umido:
- pavimentazione a terra igroisolata;
- pavimentazione a terra igrotermoisolata;
- pavimentazione a terra igrotermoisolata radiante;
- pavimentazione a terra igroisolata, con intercapedine
attrezzabile.
Pavimentazioni a terra per suolo bagnato in assenza di
pressione idrostatica:
- pavimentazione a terra impermeabilizzata;
- pavimentazione a terra impermeabilizzata e
termoisolata;
- pavimentazione a terra impermeabilizzata e
termoisolata radiante;
- pavimentazione a terra impermeabilizzata, con
intercapedine attrezzabile.
Solai a terra per suolo asciutto:
- solaio a terra semplice;
- solaio a terra termoisolato (b e c);
- solaio a terra termoisolato radiante.
Solai a terra per suolo umido:
- solaio a terra ventilato;
- solaio a terra ventilato e termoisolato;
- solaio a terra ventilato e termoisolato radiante.
Solai a terra per suolo bagnato in assenza di pressione
idrostatica:
- solaio a terra impermeabilizzato;
- solaio a terra impermeabilizzato e termoisolato;
- solaio a terra impermeabilizzato e termoisolato
radiante;
- solaio ventilato;
- solaio ventilato e termoisolato;
- solaio ventilato e termoisolato radiante.
Solai a terra per suolo bagnato in presenza di
pressione idrostatica:
- solaio a terra in falda impermeabilizzato;
- solaio a terra In faida impermeabilizzato e
termoisolato;
- solaio a terra in falda impermeabilizzato e
termoisolato radiante;
- solaio a terra in falda impermeabilizzato e
termoisolato, con intercapedine attrezzabile.
Esempio di pavimentazione a terra semplice su suolo asciutto
Esempio di pavimentazione a terra termoisolata su suolo asciutto
Esempio di pavimentazione a terra termoisolata radiante
su suolo asciutto
Esempio di pavimentazione a terra con intercapedine
attrezzabile su suolo asciutto
Esempio di pavimentazione a terra igroisolata su suolo
umido
Esempio di pavimentazione a terra igrotermoisolata su
suolo umido
Esempio di pavimentazione a terra igrotermoisolata
radiante su suolo umido
Esempio di pavimentazione a terra igroisolata con
intercapedine attrezzabile su suolo umido
Esempio di pavimentazione a terra impermeabilizzata su
suolo bagnato in assenza di pressione idrostatica
Esempio di pavimentazione a terra impermeabilizzata e
termoisolata su suolo bagnato in assenza di pressione
idrostatica
Esempio di solaio a terra semplice su suolo asciutto
Esempio di solaio a terra termoisolato su suolo asciutto
Esempio di solaio a terra ventilato su suolo umido
Esempio di solaio a terra ventilato e termoisolato su
suolo umido
Nodo tra pavimentazione a terra
impermeabilizzata – termoisolata – radiante
e parete perimetrale
I principali requisiti connotanti la classe delle chiusure orizzontali inferiori sono:
- controllo della condensazione superficiale;
- isolamento elettrico;
- tenuta all'acqua.
- controllo dell'assorbimento acustico;
- controllo dell'orizzontalità e della planarità;
- controllo della reazione al fuoco;
- controllo della condensazione interstiziale;
- controllo dell'inerzia termica estiva e invernale;
- controllo della freccia massima;
- isolamento termico;
- resistenza al fuoco;
- resistenza all'acqua;
- resistenza meccanica;
- tenuta al vapore.
CHIUSURA SUPERIORE
Per chiusura superiore s'intende l'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.
I flussi luminosi, termici, sonori e gassosi attraversano gli strati funzionali e gli infissi della
chiusura in modo tale che lo scambio sia controllabile.
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.
Le chiusure superiori possono essere suddivise in:
copertura, classe che sopporta i carichi naturali e quelli dovuti all'utilizzo impedendo il
passaggio di persone, animali e oggetti anche nei casi di shock meccanico; controlla il passaggio
di sostanze liquide e gassose e il passaggio di energia termica fra interno ed esterno;
infisso esterno orizzontale, classe che controlla il passaggio di persone, animali, oggetti,
sostanze liquide e gassose e il passaggio di energia fra interno ed esterno.
La copertura può essere classificata in base alla morfologia, agli strati funzionali caratteristici,
all'accessibilità e alla geometria.
La classificazione morfologica riveste una particolare importanza. Questa differenzia le
coperture in base alla loro continuità, cioè all'assenza di interruzioni nello strato di tenuta
all'acqua, determinando due sottoclassi alle quali fanno riferimento i modelli funzionali: le
coperture continue e le coperture discontinue.
Coperture continue.
Realizzano la tenuta all'acqua indipendentemente dalla pendenza della superficie della
struttura.
Coperture discontinue.
Realizzano la tenuta all'acqua a condizione che la pendenza della struttura sia considerevole.
La pendenza minima ammissibile è in funzione del materiale impiegato e delle condizioni
ambientali.
La copertura può essere inoltre classificata in base agli strati funzionali caratteristici, in base
all'accessibilità e in base alla geometria.
In base agli strati funzionali:
Coperture non isolate e non ventilate
Coperture isolate e non ventilate
Coperture ventilate e non isolate
Coperture isolate e ventilate.
In base all'accessibilità:
- Copertura di classe A: accessibile esclusivamente per la sua manutenzione.
- Copertura di classe B: accessibile per la sua manutenzione e per quella degli impianti su di essa
installati.
- Copertura di classe C: accessibile ai pedoni (carico 400 kg/m2)
- Copertura di classe D: accessibile ai veicoli leggeri
- Copertura di classe E: accessibile ai veicoli pesanti
- Copertura di classe F: soddisfa le funzioni relative al giardino pensile (sollecitazioni meccaniche
e chimiche).
In base alla geometria:
Coperture planari orizzontali: la pendenza è inferiore a 1%.
Coperture planari sub orizzontali: la pendenza varia da 1% a 5%.
Coperture planari inclinate: la pendenza è superiore a 5%.
Coperture curve: la superficie dell’estradosso delle coperture presenta un andamento curvo che
può essere regolare o irregolare.
La copertura trasparente può essere cosi classificata:
In base alla mobilità: fissa, apribile (infissi);
In base alla continuità: vetrata continua strutturale, vetrata continua su montanti e traversi, a
nastro, infisso verticale, cupolino, infisso inclinato su falda ecc.
in base alla geometria: piana, a falda, a falde multiple, a volta, a cupola.
Sulla base delle esigenze individuate, i
requisiti relativi alla chiusura superiore
consentono di definire la qualità richiesta per
gli elementi tecnici. Da ciascuna classe di
elementi tecnici ci si aspetta un livello
prestazionale rispondente ai requisiti stabiliti.
Benché i requisiti si riferiscano all'elemento
tecnico nel suo complesso, esistono strati
specifici incaricati di rispondere a uno o più
requisiti.
Il soddisfacimento dei requisiti derivati dalle esigenze degli utenti è garantito dalla scelta di strati; gli strati
posti in opera possono essere continui o discontinui.
Si possono distinguere strati principali e strati complementari. I primi hanno funzioni autonome e spesso
contribuiscono direttamente al soddisfacimento di un requisito; la presenza degli strati complementari
risponde invece essenzialmente a ragioni tecniche (legate a materiali e tecnologie), ausiliarie rispetto alla
funzionalità della copertura.
Gli strati principali hanno la funzione:
- di tenuta all'acqua;
- di barriera al vapore;
- termoisolanti;
- di isolamento acustico;
- di assorbimento acustico;
-portante.
Gli strati complementari hanno la funzione:
- di protezione;
- di ventilazione;
- di diffusione del vapore;
- di collegamento;
- di continuità e regolarizzazione;
- di supporto;
- di imprimitura;
- di ripartizione dei carichi;
- di pendenza;
- di separazione o scorrimento;
- drenante;
- filtrante.
COPERTURE CONTINUE
Ciò che caratterizza la copertura continua è la presenza di uno strato di tenuta all'acqua che non
presenta soluzioni di continuità ed è composto da materiali impermeabili che, posti all'esterno
dell'elemento portante, garantiscono da soli una barriera alla penetrazione delle acque
meteoriche.
La scelta di questo tipo di copertura può essere determinata da ragioni compositive o di
morfologia dell'edificio: non essendo lo strato di impermeabilizzazione vincolato a pendenze o
morfologie specifiche è possibile la realizzazione di superfici curve o piane orizzontali o sub
orizzontali. L'opzione per una copertura continua può anche nascere da ragioni funzionali: la
superficie orizzontale consente infatti la creazione di tetti accessibili per il soggiorno e il transito
di pedoni e veicoli, nonché di vere e proprie terrazze giardino.
Nei climi di montagna è sconsigliato l'utilizzo di questo tipo di copertura sui tetti piani che,
favorendo l'accumulo della neve, possono essere soggetti ai rischi conseguenti al sovraccarico e
al gelo.
Una leggera pendenza (anche dell’1%) permette il rapido deflusso delle acque meteoriche che,
ristagnando sulla terrazza, potrebbero creare problemi di sovrappeso oltre che di accumulo di
sporcizia. La pendenza è ottenuta tramite massetti in cls o cls alleggerito, realizzati al di sopra
dello strato resistente, oppure direttamente grazie all'inclinazione dello stesso strato resistente
in lamiera grecata, legno o latero -cemento.
COPERTURA CONTINUA ISOLATA
l modello prevede l'inserimento di uno strato di isolamento termico tra l'elemento di tenuta e gli
strati sottostanti.
Lo strato è in genere costituito da pannelli a conducibilità termica ridotta che supportano
direttamente il manto impermeabile.
La copertura isolata contribuisce a soddisfare le esigenze di benessere igrotermico nella stagione
fredda, limitando le dispersioni termiche, e collabora al mantenimento delle temperature
interne nel periodo estivo, bloccando il flusso di calore entrante. Il modello permette, inoltre,
un'efficace protezione dell'elemento portante dagli sbalzi termici, migliorandone la durabilità. La
presenza del manto impermeabile all'estradosso della copertura, aumentando il rischio di
condensa nell'isolante, rende necessaria la presenza di uno strato di barriera al vapore, o
almeno di uno schermo, ed eventualmente di uno strato di diffusione del vapore.
Esempio di copertura continua isolata, non accessibile.
Esempio di copertura continua isolata, accessibile ai pedoni
COPERTURA CONTINUA ISOLATA ROVESCIA
Anche questo modello inserisce uno strato di materiale isolante nella successione degli strati
funzionali posizionato, contrariamente alla disposizione tradizionale (da cui la definizione di
copertura "rovescia"), al di sopra del manto impermeabile. La presenza dello strato Isolante
permette di soddisfare l'esigenza di benessere igrotermico in modo analogo al modello della
copertura isolata.
Le specificità della copertura rovescia nascono dal posizionamento esterno dei pannelli isolanti
che, non coperti dallo strato di tenuta, permettono l'infiltrazione delle acque fino al manto
impermeabile.
Nel funzionamento estivo, la circolazione d'acqua al di sotto dell'isolante collabora al
raffrescamento degli ambienti sottostanti. La stessa circolazione delle acque e il ristagno di
umidità penalizzano peraltro il rendimento termico dell'isolante in inverno (coefficiente di
conducibilità termica meno favorevole). Il modello può essere perciò preferito nei climi caldi,
anche per la protezione che offre allo strato di impermeabilizzazione.
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Esempio di copertura continua isolata rovescia, accessibile solo per la manutenzione
Esempio di copertura continua isolata rovescia, accessibile ai pedoni
COPERTURA CONTINUA ISOLATA E VENTILATA
Il modello del cosiddetto tetto freddo, tradizionalmente riferito alle coperture discontinue, può
essere applicato alle coperture continue tramite l'inserimento, nella stratificazione funzionale, di
uno strato di ventilazione. Lo strato, che non deve presentare soluzioni di continuità, è collocato
tra l'isolamento termico e il manto impermeabile ed è direttamente in comunicazione con
l'esterno.
Esempio di copertura continua isolata e ventilata, accessibile solo per la manutenzione
COPERTURA CONTINUA NON ISOLATA
L'applicazione del modello della copertura continua senza uno strato isolante è oggi molto rara e
riservata ai grandi spazi aperti pubblici (tribune, mercati) o a destinazione industriale (magazzini,
hangar), per i quali non è necessario uno specifico controllo delle temperature interne.
Esempio di copertura continua non isolata, accessibile solo per la manutenzione
Esempio di copertura continua non isolata, accessibile ai pedoni
COPERTURA DISCONTINUA
Le coperture discontinue sono caratterizzate dalle soluzioni di continuità dell'elemento di tenuta
all'acqua e richiedono, per funzionare, una pendenza minima del piano di posa che dipende dai
componenti adottati e dal clima.
I modelli funzionali appartenenti alla sottoclasse delle 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.
COPERTURA DISCONTINUA ISOLATA
Questo modello funzionale è caratterizzato dalla presenza dello strato di isolamento termico che
viene inserito fra l'elemento di tenuta e gli strati sottostanti. L'interesse del modello risiede
essenzialmente nel risparmio energetico che è possibile conseguire e nella possibilità di abitare
il sottotetto.
Lo strato di isolamento termico deve essere posizionato oltre lo strato resistente in modo tale da
proteggere quest'ultimo dagli sbalzi termici, da sfruttarne l'inerzia termica e da diminuire il
rischio di condense interne. L'isolante termico utilizzato non dovrà deformarsi a causa
dell'umidità contenuta nell'aria.
Esempio di copertura discontinua isolata
COPERTURA DISCONTINUA ISOLATA E VENTILATA
Il modella funzionale è caratterizzato 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 adatto alla realizzazione di sottoetti
abitati e ai climi caratterizzati da forti escursioni termiche. In queste particolari condizioni si
ottiene un sensibile aumento 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, è di profondità
costante e privo di soluzioni di continuità. AI fine di evitare l'impiego dello strato di tenuta
all'aria, che potrebbe ostacolare la diffusione del vapore, l'isolante termico dovrà svolgere
questa funzione.
Durante l'inverno lo strato di ventilazione consente l'uscita del vapore proveniente dall'interno
attraverso le apposite aperture. Durante l'estate la ventilazione contribuisce a disperdere il
calore accumulato dalla copertura. Impedendo il verificarsi di condensazioni interne, il
dispositivo di ventilazione aumenta il livello di comfort igrotermico.
L'isolamento termico viene applicato fra la struttura resistente e lo strato di ventilazione. In
questo modo vengono protetti dagli sbalzi termici la struttura portante e l'ambiente interno,
viene utilizzata l'inerzia termica dell'elemento resistente e diminuito il rischio di condense
interne.
La circolazione d'aria evita l'adozione della barriera al vapore, che sarà prevista solo in caso di
ambienti a igrometria interna particolarmente elevata o in caso di ventilazione debole.
Esempio di copertura discontinua isolata e ventilata
COPERTURA DISCONTINUA VENTILATA
Questo modello funzionale è caratterizzato dallo strato di ventilazione che consente il controllo
del comportamento igrotermico. Non controlla la trasmissione del calore anche se, durante il
periodo estivo, la ventilazione migliora il comfort termico. La sua utilizzazione riguarda le
coperture separate dall'edificio e quelle di spazi privi della chiusura verticale.
Riguarda inoltre gli edifici, prevalentemente industriali e commerciali, in cui le condizioni
climatiche e l'utilizzazione dello spazio non richiedano l'isolamento termico.
Il modello è costituito dallo strato di tenuta e dallo strato di ventilazione; quest'ultimo è
delimitato inferiormente da uno strato di tenuta all'aria permeabile al vapore. Il modello
prevede l'adozione di supporti sia continui che discontinui.
Esempio di copertura discontinua ventilata
COPERTURA DISCONTINUA NON ISOLATA
L'utilizzazione di questo modello è limitata alla copertura dei depositi e degli edifici industriali in
cui non sia prevista la permanenza di persone.
Il modello, essendo privo dello strato di isolamento termico e dello strato di ventilazione, non
controlla il comportamento igrotermico e la trasmissione di calore della copertura; protegge
invece l'ambiente sottostante dalla pioggia e dalla neve e, anche se non dotato dello specifico
strato di tenuta all'aria, funziona da barriera al vento.
Esempio di copertura discontinua non isolata
LA COPERTURA TRASPARENTE
La trasparenza alla radiazione luminosa definisce questo modello funzionale sulla cui base
l'elemento tecnico, trasparente, protegge lo spazio interno dagli agenti atmosferici.
Questa circostanza funzionale e formale determina una condizione di chiusura dello spazio
interno del tutto particolare, dove lo spazio è riparato dagli agenti atmosferici e presenta una
luminosità simile a quella esterna. Infatti, sia la luce zenitale che il rapporto visivo coni il cielo si
riferiscono idealmente agli spazi aperti.
L'involucro trasparente, che nella maggior parte dei casi è chiuso, costituisce un elemento di
captazione della radiazione luminosa e attraverso l'effetto serra riscalda l'ambiente interno.
Dopo aver verificato l'applicabilità del modello sulla base dei criteri generali (latitudine, clima,
esposizione), occorre tenere conto dell'effetto serra sul bilancio termico generale, in modo tale
da definire meglio l'alternativa tecnica.
Dal punto di vista del comfort termoigrometrico si deve prestare particolare attenzione al clima
della zona; occorre, per esempio, evitare di realizzare queste coperture nei climi
particolarmente caldi. L'effetto serra e le condizioni climatiche potrebbero essere tali da rendere
molto onerosa e complessa l'impiantistica necessaria per ottenere il desiderato comfort. In tutti
i casi, il consistente apporto di calore di una coperture trasparente deve essere gestito, per
esempio, attraverso il recupero del calore e la sua utilizzazione per quelle parti dell'edificio che,
essendo esposte al nord, richiedono un ulteriore contributo termico.
SISTEMA A MONTANTI E TRAVERSI
Questa alternativa, la più diffusa, prevede un sistema
di montanti e traversi sui quali vengono montate le
vetrocamere, trasparenti. Un sistema di guarnizioni e
di canali di drenaggio assicura la tenuta all'acqua della
copertura.
Le coperture trasparenti possono essere autoportanti
nel caso di una falda di lunghezza non superiore a 6
metri; negli altri casi necessitano di una struttura
portante, solitamente metallica. AI fine di conservare
la piena trasparenza della copertura, la progettazione
della struttura deve avere come obiettivo formale un
limitato impatto visivo, perseguibile anche contenendo
la sezione degli elementi.
La schermatura delle coperture può essere realizzata
attraverso schermi esterni o interni. Benché gli schermi
esterni siano particolarmente efficienti, le difficoltà di
manutenzione ne condizionano l'applicazione. È quindi
più comune l’applicazione di schermi frangisole interni:
più facilmente raggiungibili e protetti dagli agenti
atmosferici. Gli schermi, metallici o polimerici,
possono essere dotati di dispositivi di avvolgimento
(schermi flessibili) e di orientamento (schermi rigidi).
VETRATE STUTTURALI APPOGGIATE
Questa alternativa tecnica, meno diffusa di quella
realizzata con montanti e traversi, prevede una
struttura portante sulla quale vengono appoggiate le
lastre di vetro usando dispositivi di fissaggio
puntiformi. Con lo stesso sistema le lastre possono
essere sospese attraverso la struttura portante; in
questo caso le connessioni risultano esposte agli
agenti atmosferici.
Le lastre vengono unite mediante un sigillante
siliconico, compatibile con il vetro e i film in esso
contenuti, al quale è affidata la tenuta all'acqua della
copertura.
Di solito vengono utilizzate lastre singole; è tuttavia
possibile applicare speciali vetrocamere adatte al
particolare sistema di fissaggio. Queste ultime,
composte da un vetro temperato esterno e da un vetro
stratificato interno, offrono un isolamento termico
superiore, ma presentano una notevole complessità
tecnica e un costo maggiore.