TECNOLOGIA DEGLI ELEMENTI COSTRUTTIVI
prof. R. Vittorini
La facciata continua: definizione e caratteristiche funzionali
Le chiusure verticali esterne ricoprono un ruolo fondamentale negli organismi edilizi per il loro complesso rapporto sia con
l'ambiente interno sia con quello esterno. Esse devono assicurare
una molteplicità di prestazioni che, se non assolte in termini progettuali, possono dare luogo a gravi patologie edilizie. Le facciate
degli edifici non solo influenzano il comfort degli ambienti interni,
ma esprimono il linguaggio stilistico dell'architettura nonché del
progettista e, contestualizzate, caratterizzano il volto di una
città. Non meraviglia dunque che esse godano presso i progettisti
di maggiore attenzione rispetto a tutti gli altri componenti edili.
Le chiusure verticali di un edificio possono essere interamente realizzate mediante una struttura leggera, non portante ed
esterna al corpo di fabbrica, denominata "facciata continua". Si
tratta di un sistema costruttivo costituito da specchiature estese
a tutta la superficie, trasparenti od opache, collegate ad una
struttura metallica di supporto a sua volta connessa agli elementi
portanti dell'edificio. Non contribuisce quindi alle funzioni portanti dell'edificio e presenta il grande vantaggio di essere molto più
snella e leggera di una chiusura tradizionale. L'esigenza di far
entrare all'interno dell'edificio una certa quantità di radiazione
solare, per il necessario comfort visivo e termico, implica che
spesso la componente principale di una facciata continua sia
quella trasparente e il materiale utilizzato sia il vetro.
L'accezione "facciata continua" traduce l'anglosassone "curtain wall". A differenza della terminologia originale, che esplicita
un sistema appeso (la traduzione letterale del termine è "muro
cortina" o "muro tenda"), la dizione italiana si riferisce piuttosto
alla continuità geometrica della superficie.
Anche se talvolta la denominazione "curtain wall" resta
associata esclusivamente alla tipologia di facciata a montanti e
traversi, la prima ad essere concepita e realizzata e tuttora la più
impiegata, il termine ha subito nel corso del '900 una progressiva
estensione di significato, in seguito all'introduzione di nuovi
sistemi costruttivi, agli sviluppi delle tecnologie produttive e alla
spinta architettonica verso nuove forme. Oggi tale definizione
identifica una vasta gamma di possibilità costruttive e formali, in
rapporto ai sistemi di fissaggio delle specchiature e alle caratteristiche dei componenti, che ancora non cessa di arricchirsi dei
risultati ottenuti dall'evoluzione tecnologica del settore e delle
sperimentazioni dei progettisti.
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Inoltre il termine attualmente interessa non solo il campo
delle facciate leggere, ma anche quello delle coperture trasparenti e degli involucri, ovvero di edifici in cui le pareti e le coperture
diventano la medesima cosa, senza visibili soluzioni di continuità.
I componenti di una facciata continua sono sostanzialmente
tutti eseguiti in officina e montati in opera. A differenza di quanto accadeva in passato, oggi gli edifici dotati di facciate continue
sfruttano i risultati dei progressi della tecnologia e i materiali
sempre più evoluti a disposizione, raggiungendo alti livelli prestazionali e soluzioni formali affascinanti.
L'uso del curtain wall impone anche la risoluzione di problemi di natura statica, soprattutto relativi alla compatibilità delle
deformazioni della struttura portante dell'edificio, in genere
cementizia, con quelle della facciata. Il fatto poi che la facciata
sia autonoma implica una maggiore difficoltà nella risoluzione dei
problemi di tenuta all'acqua e all'aria, di isolamento termico e di
isolamento acustico. Inoltre in una facciata continua in vetro
l'ampia dimensione della superficie trasparente facilita la captazione di calore e la sua dispersione, con conseguente aumento
dei costi di climatizzazione.
La facciata continua presenta un'elevata complessità funzionale perché è chiamata ad assolvere i compiti che tradizionalmente sono svolti sia dalla parete perimetrale che dagli infissi
esterni. Per svolgere tali funzioni essa è costituita da due strati
funzionali: lo strato di protezione e lo strato resistente.
Lo strato resistente viene realizzato, solitamente, mediante
estrusi di alluminio vincolati alla struttura portante dell'edificio
attraverso elementi di acciaio. Esso ha il compito di resistere al
peso proprio dei componenti della facciata e alle sollecitazioni ad
essa applicate, nonché di collegare lo strato di protezione agli
elementi portanti dell'edificio.
Lo strato di protezione si compone generalmente dei
seguenti elementi:
- i tamponamenti, che possono essere trasparenti od opachi, ai
quali è affidato il compito di separare lo spazio interno da quello
esterno, regolare il flusso di calore, aria, rumore, e consentire la
visuale e il passaggio;
- le guarnizioni e i sigillanti, generalmente in silicone, che hanno
la funzione di resistere all'azione degli agenti atmosferici, ridurre
la trasmissione termica tra interno ed esterno e assorbire le
deformazioni della facciata e le dilatazioni termiche degli elementi costituenti;
- gli eventuali schermi per la regolazione della radiazione solare.
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In definitiva le principali funzioni di una facciata continua
possono essere riassunte nel modo seguente:
- garantire la propria stabilità strutturale: resistere ai carichi
permanenti (peso proprio dei componenti) ed accidentali (vento,
sisma, urti, ecc.) applicati alla facciata e trasmettere gli stessi
alla struttura portante dell'edificio; assecondare le deformazioni
della struttura portante dell'edificio, oltre che le deformazioni e
le dilatazioni termiche degli elementi costituenti;
- resistere al fuoco;
- separare e conformare gli spazi interni rispetto all'esterno svolgendo le funzioni di: proteggere gli ambienti interni, consentire e
regolare l'illuminazione e la ventilazione degli ambienti interni,
nonché la visibilità; permettere il passaggio;
- garantire l'isolamento termico, l'isolamento acustico e la tenuta
all'acqua e all'aria;
- controllare l'irraggiamento solare;
- permettere una facile manutenzione.
I diversi tipi di facciata continua
Le facciate continue rappresentano un campo estremamente
vasto e ancora in fase evolutiva.
Sulla base di quanto stabilito dal progetto di norma europeo
peEN 33202 "Curtain walling -Terminology", può essere proposta
una classificazione dei tipi di facciata continua in relazione ai
principali schemi di funzionamento adottati:
- facciata continua a montanti e traversi,
- facciata continua ad elementi,
- facciata continua a telai,
- facciata continua strutturale,
- facciata continua a pannelli,
- facciata continua a copertura dei pilastri,
- facciata continua sospesa.
Al di fuori dell'ambito strettamente normativo, altri tipi di
facciata continua si possono individuare nel panorama produttivo
contemporaneo :
- facciata continua con struttura a cavi tesi,
- facciata continua a doppia pelle,
- facciata continua fotovoltaica.
Bibliografia
AA.VV., Atlante del vetro, Torino, Utet, 1999
AA.VV., Atlante delle facciate, Torino, Utet, 2004
N. Sinopoli, V. Tatano (a cura di), Sulle tracce dell’innovazione: tra tecniche e
architettura, Milano, Franco Angeli, 2002
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Facciata continua a montanti e traversi
È un sistema di stretta derivazione dal campo della serramentistica
e grazie alla semplicità concettuale
ed ai continui perfezionamenti cui è
sottoposto, resta il sistema ancora
oggi più diffuso.
È costituito da una maglia intelaiata di montanti verticali ancorati
alla struttura portante dell'edificio e
di traversi orizzontali di collegamento, in genere in alluminio cui vengono fissati i pannelli di tamponamento, trasparenti o opachi, fissi o apribili.
Il sistema viene assemblato in
cantiere: prima i montanti, poi i traversi, poi i pannelli.
Poiché i montanti hanno spesso
spessore maggiore del pannello sporgono in genere verso l'interno della
facciata. Montanti e traversi hanno di
solito sezione scatolare e sono dotati
di appendici che consentono l'inserimento dei vetri che vengono bloccati
meccanicamente da pressori che
accolgono anche le guarnizioni di
tenuta. Nella maggior parte dei casi i
profili sono 'a taglio termico' cioè
forniti di un inserto plastico che
interrompe la continuità del profilo
per migliorarne le prestazioni dal
punto di vista termico.
In genere ogni montante ha la lunghezza di un interpiano, mentre ogni
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1 montante
2 traverso
3 organo di attacco alla
struttura portante
4 spandrel
5 vetro
Facciata continua a montanti e traversi
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1 profilo di montante
2 vetrocamera
3 profilo di traverso
4 sistema pressore a vite,
profilo isolante, copertina
Nodo di facciata a montanti e traversi
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1 profilo di montante
2 accessorio per il collegamento dei traversi ai montanti (vincolo a carrello)
3 profilo di traverso
1 profilo di montante
2 accessorio per la giunzione dei montanti (vincolo a
carrello)
Giunto di dilatazione nei montanti
Sistema di aggancio tra montante e traverso
traverso è lungo quanto il passo tra i
montanti, generalmente tra 80 e 150
cm. In genere ogni interpiano è diviso in due specchiature, una inferiore,
generalmente fissa e opaca, e una
superiore trasparente e apribile.
Quella inferiore può essere
costituita da un pannello sandwich
con isolante che può avere la lastra
esterna di vetro, o se non è necessario uniformarla a quella superiore, di
altro materiale.
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Sezione orizzontale
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I montanti hanno la funzione di
trasmettere i carichi agenti sulla facciata, alla struttura portante dell'edificio. Sono appesi agli elementi orizzontali (solai) della struttura portante dell'edificio. Montanti e traversi
sono dotati di giunti di compensazio-
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Sezione verticale
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vetrocamera
pressore
vite
profilo isolante
copertina
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guarnizione
profilo di montante
profilo di traverso
tassello
Sezioni di un nodo di facciata a montanti e traversi
5
ne delle dilatazioni termiche e delle
deformazioni differenziali tra struttura e facciata. Le variazioni di temperatura, l'azione del vento, del sisma
e i sovraccarichi accidentali determinano sulla facciata e sulla struttura
spostamenti orizzontali, verticali,
torsionali, flessionali che devono
essere assecondati. A tal fine i montanti sono collegati tra loro tramite
un vincolo a carrello che ne permette
gli spostamenti verticali mentre i traversi sono connessi ai montanti tramite un incastro ad una estremità e
un carrello all'altra per poter effettuare spostamenti orizzontali.
Gli elementi di attacco dei montanti alla struttura sono posti in corrispondenza dei solai e assolvono le
funzioni di sostenere il peso della
facciata, trasmettere i carichi alla
struttura. In genere sono utilizzati
profili di acciaio a C ammorsati alle
travi di bordo o nelle solette con
modalità diverse: frontale (aumento
della distanza tra solaio e facciata),
sopra il solaio (riduzione della
distanza, ma interferenza tra finitura
del solaio e posa della facciata), su
nicchia del solaio (oneroso per la
realizzazione della nicchia), sotto il
solaio (sotto i carichi verticali, l'elemento lavora a trazione).
I principali vantaggi della tecnologia di facciata a montanti e tra-
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Attacco frontale
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Attacco sopra il solaio
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Attacco su nicchia del solaio
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Attacco sotto il solaio
1 solaio
2 profilo a C
3 staffa
4 montante
5 squadretta
I diversi modi di attacco degli ancoraggi all’edificio
versi possono essere riassunti in:
- adattabilità a diverse esigenze
progettuali;
- costo contenuto;
- facilità di aggiustaggi in cantiere;
- facilità di trasporto;
- facilità di stoccaggio e necessità
di spazi contenuti per eseguirne il
montaggio.
I principali problemi di tale
tecnologia risiedono nella necessità
dell'installazione di onerosi ponteggi esterni per le operazioni di montaggio e nella richiesta di un'elevata attenzione nell'organizzazione
della spedizione e dello stoccaggio
nel cantiere dei vari pezzi. Inoltre,
essendo un tipo di facciata realizzata prevalentemente in opera, è
maggiore il rischio di una cattiva
tenuta agli agenti atmosferici e
all'aria rispetto ai sistemi prefabbricati.
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1 trave di bordo
2 staffa per la connessione dei
montanti alla struttura portante
3 vite
4 profilo a C
di ancoraggio
Sistema di posa dei dispositivi di ancoraggio
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1 trave di bordo o soletta
2 staffa con superfici
zigrinate e asole
3 vite
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4 profilo a C
5 piatto zigrinato a
contrasto della staffa
6 profilo di montante
Sistema di connessione del montante all’edificio
Facciata continua ad elementi
La facciata continua ad elementi, chiamata anche facciata a cellule
o unit system, è costituita da elementi preassemblati in officina completi di telaio in alluminio, pannelli
sottofinestra e vetrature fisse o apribili. Gli elementi presentano un'altezza pari all'interpiano dell'edificio e
vengono ancorati mediante staffe di
collegamento, in modo analogo al
sistema a montanti e traversi.
Perimetralmente sono dotati di
innesti a maschio-femmina ricavati
nei profili dei montanti che consentono gli accoppiamenti tra un telaio e
l'altro, sia in orizzontale che in verticale. Esternamente le fughe tra una
cellula e l'altra sono ben visibili
variando da 1 a 2 cm di spessore.
Il fissaggio delle parti vetrate
può essere meccanico, con pressori
avvitati ai telai, oppure effettuato
attraverso l'impiego di siliconi strutturali.
I vantaggi del sistema ad elementi sono legati all'ottimizzazione
dei tempi della posa in opera, che si
sviluppa dal basso verso l'alto proseguendo di pari passo con l'elevazione
delle strutture verticali ed orizzontali
dell'edificio, e alla facilità delle operazioni di montaggio, che procedono
dall'interno adoperando l'edificio
stesso come impalcatura.
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1 elemento completo di telaio, spandrel e vetro
2 organo di attacco alla struttura portante
Facciata continua ad elementi
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1 elemento con innesto perimetrale a maschio
2 elemento con innesto perimetrale a femmina
3 guarnizione
Sezione orizzontale di un nodo di facciata a cellule
Gli altri vantaggi di questa tecnologia sono:
- maggiori livelli di tenuta grazie alla
migliore qualità delle sigillature e al
più accurato montaggio dei componenti, che avviene in officina;
- maggiori possibilità di aggiustaggio
degli elementi nel piano della facciata attraverso giunti telescopici;
- migliore assorbimento delle deformazioni della facciata, grazie alla sua
struttura a cellule;
- minori costi di montaggio, richiedendo meno manodopera specializzata in cantiere ed opere provvisionali
limitate;
I principali svantaggi di questa
tipologia di facciata risiedono nella
necessità di ampi spazi per la movimentazione e lo stoccaggio delle cellule, nonché nella richiesta di particolari precauzioni durante il trasporto, lo stoccaggio e la movimentazione delle cellule stesse, per evitare di
alterare le tolleranze dimensionali
stabilite e di causare fessurazioni o
rotture delle lastre vetrate o delle
guarnizioni di tenuta.
Posa in opera delle cellule: aggancio a terra
Posa in opera delle cellule: sollevamento al piano
Posa in opera delle cellule: fissaggio all’edificio
Aspetto finito di una porzione di facciata
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Facciata continua strutturale
La facciata continua strutturale,
o structural sealant glazing, è costituita da pannelli di tamponamento
trasparenti, opachi, fissi o apribili,
incollati mediante siliconi strutturali
a telai metallici, di solito in alluminio. L'incollaggio dei pannelli ai telai
può avvenire esclusivamente in officina in quanto l'operazione necessita
di particolari condizioni ambientali
che in cantiere non è possibile
garantire.
Una volta terminata l'operazione in officina, gli elementi vengono
posti in opera fissando i telai,
mediante appositi accessori, al reticolo di montanti e traversi già precedentemente connesso alla struttura
portante dell'edificio. In alternativa,
telai e vetri possono essere prodotti
come cellule e applicati direttamente
al corpo di fabbrica, senza l'interposizione di un'ulteriore sottostruttura
metallica.
Questo sistema trova impiego
ogni qual volta si desideri che la
superficie della facciata sia "tutto
vetro", in quanto permette di mantenere la struttura in alluminio totalmente dietro la vetrata e quindi di
ottenere cortine vetrate uniformi e
perfettamente planari, senza alcun
elemento metallico di sostegno in
vista.
In questo caso sono i sigillanti
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1 profilo di montante
2 vetrocamera incollato
mediante silicone strutturale al telaio
3 telaio
4 profilo di traverso
5 spandrel
Nodo di una facciata continua strutturale
siliconici che devono rispondere alle
sollecitazioni indotte dal vento, dal
peso proprio della parete, dalle dilatazioni termiche dei vari elementi
della facciata (vetri, telai, struttura
portante) e dall'eventuale sisma, e
devono trasferirle all'intelaiatura
metallica.
La facciata strutturale può
essere a due o a quattro lati, a
seconda di quali lati del pannello
vengono incollati. Nel primo caso il
pannello è incollato su due lati opposti, quelli verticali, mentre in alto e
in basso è tenuto da ritegni meccanici. Nel secondo caso, quello più classico, la lastra è incollata su tutti i
lati al telaio.
Le incertezze sulla capacità dei
sigillanti di mantenere le proprie proprietà prestazionali costituiscono il
fattore critico del sistema. Per questo motivo, sovente nelle facciate a
quattro lati si prevede l'inserimento
di un ritegno meccanico di sicurezza,
posto in corrispondenza dei giunti
orizzontali, che impedisca la caduta
accidentale della lastra di vetro qualora vi fosse una perdita di adesione
del sigillante. In alcuni Paesi il ritegno meccanico deve obbligatoriamente collaborare col silicone alle funzioni portanti. Quando il ritegno collaborante corre a vista lungo tutto il
perimetro del pannello, allora si
parla di facciata semi-strutturale.
In una facciata strutturale la comple-
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Sezione orizzontale
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Sezione verticale
1 vetrocamera
2 elemento plastico per
taglio termico
3 silicone strutturale
4 guarnizione
5 sistema di connessione telaio-montante o
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telaio-traverso
telaio
profilo di montante
profilo di traverso
tassello
ritegno meccanico di
sicurezza
Sezioni di un nodo di facciata strutturale
ta planarità della superficie vetrata è
interrotta soltanto in corrispondenza
dei giunti tra le lastre. La necessità
di assorbire le dilatazioni termiche e
le deformazioni della facciata richiede infatti una certa distanza tra le
lastre, che normalmente non è inferiore a 1 cm, o a 2 cm nel caso di
edifici molto alti.
La scelta del vetro è fondamentale per la buona riuscita della facciata poiché la superficie vetrata in
un sistema strutturale è molto superiore rispetto alle altre tipologie e
anche i bordi delle lastre sono esposti all'azione degli agenti atmosferici
e alla vista. Pertanto le facciate
strutturali richiedono la massima
cura nel taglio e nella molatura degli
spigoli delle lastre perché superfici
irregolari o incrinature dei bordi, se
ammissibili in una facciata continua
tradizionale, non possono essere
accettate in un sistema strutturale.
Se si impiegano vetri isolanti è
necessaria una particolare attenzione
nella sigillatura dell'intercapedine, a
causa della prolungata esposizione
degli spigoli agli agenti atmosferici e
alla radiazione ultravioletta. Una cattiva messa in opera dell'unione al
perimetro provoca la formazione nell'intercapedine del fenomeno di
appannamento delle lastre, a causa
della permeabilità al vapore acqueo.
Nel caso si utilizzino vetri stra-
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Sezione orizzontale
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Sezione verticale
1 vetrocamera
2 elemento plastico per
taglio termico
3 guarnizione
4 ritegno
meccanico
collaborante
5 silicone strutturale
6 sistema di connessione telaio-montante o telaio-traverso
7 telaio
8 profilo di montante
9 profilo di traverso
10 tassello
Sezioni di un nodo di facciata semi-strutturale
tificati, di solito impiegati nelle lastre
interne dei vetrocamera, il continuo
contatto degli spigoli con gli agenti
atmosferici può causare il deterioramento dello strato di PVB interno al
pannello, che produce una colorazione giallastra dei bordi decisamente
antiestetica. Questa eventualità può
essere evitata creando uno sfalsamento tra la lastra esterna e quella
interna del vetrocamera, garantendo
la protezione perimetrale dello stratificato poiché solo l'elemento esterno
del vetrocamera viene incollato alla
sottostruttura.
Esistono due tipi fondamentali
di silicone strutturale: monocomponente e bicomponente. Il primo è più
economico e di facile applicazione ma
richiede un lungo tempo di polimerizzazione (due o tre settimane). Il
secondo è più costoso e più difficile
da applicare ma polimerizza in un
tempo minore (tre-cinque giorni).
A prescindere dal tipo impiegato, in
un sistema strutturale il silicone deve
assolvere i seguenti compiti:
- sostenere il peso delle lastre e trasferire i carichi orizzontali accidentali
alla sottostruttura
metallica;
- assorbire le dilatazioni termiche
degli elementi della facciata;
- resistere ai raggi UV, all'umidità e
alla pioggia;
- assorbire le deformazioni della
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struttura dell'edificio sotto l'azione
delle forze orizzontali (vento e componente orizzontale del sisma) e verticali (carichi accidentali e permanenti dei solai, componente verticale
del sisma).
I vantaggi principali della facciata continua strutturale possono
essere riassunti nel modo seguente:
- maggiore libertà formale di progettazione;
- migliori prestazioni isolanti e
termo-acustiche;
- riduzione dei ponti termici, non
essendo la sottostruttura a diretto
contatto con l'esterno.
I principali difetti risiedono invece
nella:
- difficoltà di ottenere una perfetta
compatibilità di adesione dei sigillanti strutturali con i vetri, le guarnizioni e i telai metallici;
- limitata durabilità delle sigillature
strutturali e particolare sensibilità
delle stesse alla radiazione solare;
- perdita di adesione dei sigillanti di
seconda barriera dei vetrocamera con
penetrazione di vapor d'acqua all'interno dell'intercapedine e conseguente appannamento delle lastre;
- richiesta di maggiori controlli sull'esecuzione delle sigillature.
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Facciata continua a doppia pelle
La facciata a doppia pelle si
basa sul principio della facciata ventilata. A differenza della classica
parete ventilata, lo strato esterno è
sempre trasparente e l'intercapedine,
godendo di uno spessore rilevante
che genera in molti casi dei veri e
propri atri, può consentire la ventilazione degli ambienti interni. La pelle
interna è di norma realizzata
mediante la tecnologia a montanti e
traversi mentre quella esterna può
essere realizzata con varie soluzioni,
come a telai, a montanti e traversi o
a fissaggio puntuale. La facciata a
doppia pelle consente, in generale, di
gestire l'energia naturale per il
riscaldamento e il raffrescamento
dell'interno e permette di isolare
acusticamente l'edificio.
L'intercapedine può funzionare
come zona di ventilazione o come
serra, cioè come raccolta del carico
termico solare. La ventilazione consente nei mesi caldi di espellere l'aria viziata degli ambienti interni
mentre l'"effetto serra", nei mesi
freddi, trasmette il calore all'interno
dell'edificio. Una facciata a doppia
pelle garantisce il risparmio di energia: nei periodi caldi l'aria surriscaldata presente nell'intercapedine può
essere espulsa da bocchette sommitali, impedendone l'ingresso negli
ambienti interni; nei periodi freddi,
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apertura per l’espulsione dell’aria
parete esterna dell’edificio
strato isolante ancorato sulla parete esterna
struttura su cui si aggancia il rivestimento
camera d’aria ventilata
rivestimento
apertura per l’ingresso dell’aria
Sezione verticale di una facciata ventilata
invece, l'intercapedine può funzionare da collettore di radiazioni solari
accumulando calore e riducendo la
trasmissione di energia termica dall'interno verso l'esterno. Talvolta l'intercapedine è chiamata soltanto a
garantire un miglior isolamento
termo-acustico e non permette il
ricambio d'aria degli ambienti, che
invece avviene attraverso finestre a
doppio telaio integrate nella facciata.
Questo sistema di facciata è detto "a
cuscinetto termico".
Si distinguono facciate a ventilazione forzata e a ventilazione naturale, a seconda del sistema adottato
per indurre il movimento ascensionale dell'aria.
Nei sistemi a ventilazione forzata la ventilazione dell'intercapedine
avviene attraverso l'aria riscaldata
proveniente dall'ambiente interno,
che viene aspirata da un impianto
meccanico per poi essere ricondotta
in una centrale di trattamento. In
questo modo l'intercapedine, attraverso la sua funzione di canale di
conduzione dell'aria, può essere considerata come parte integrante dell'impianto di climatizzazione. Per
ridurre le perdite di calore per trasmissione termica, di solito lo strato
esterno della facciata è realizzato in
vetro isolante. I vantaggi di questo
sistema sono dovuti principalmente
alla possibilità di adattarsi a condi-
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apertura per l’espulsione dell’aria
vetrata interna
intercapedine
vetrata esterna
apertura per l’ingresso dell’aria
Sezione verticale di una facciata a doppia pelle
zioni ambientali sfavorevoli, di ottimizzare le prestazioni dell'intercapedine nelle varie stagioni e di consentire la realizzazione di intercapedini
di minore profondità.
Le facciate a ventilazione naturale si basano invece sul fenomeno
"effetto camino" movimento ascendente di aria calda dovuto alla differenza di pressione dell'aria all'interno
dell'intercapedine, man mano che
aumenta l'altezza (favorisce l'espulsione di aria calda in alto e l'aspirazione di aria fredda in basso. In questo caso si distinguono principalmente quattro varianti di facciata che,
utilizzando lo spazio dell'intercapedine in modi differenti, presentano
comportamenti,diversi riguardo gli
aspetti della ventilazione, della protezione dal fuoco e dell'isolamento
acustico.
Le quattro varianti sono:
- facciata a canale unico,
- facciata a corridoi,
- facciata a celle,
- facciata a canali.
Nella facciata a canale unico
l'intercapedine è continua sia in
senso verticale, che in quello orizzontale. I vantaggi di questa soluzione risiedono nella maggiore flessibilità costruttiva e nella massima trasparenza della facciata. Gli svantaggi
sono relativi alla difficoltà di gestire
la portata d'aria all'interno dell'intercapedine e di ventilare correttamente
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vetrata esterna
vetrata interna
apertura per l’espulsione dell’aria
canale di aspirazione meccanica dell’aria
Facciata a doppia pelle a ventilazione forzata
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vetrata esterna
vetrata interna
finestra apribile
apertura per l’espulsione dell’aria
apertura per l’ingresso dell’aria
Facciata a doppia pelle a ventilazione naturale
gli ambienti interni, in quanto l'aria
espulsa ai piani inferiori può rientrare in quelli superiori.
Nella facciata a corridoi l'intercapedine è segmentata da passerelle
orizzontali, poste in corrispondenza
del pavimento e del soffitto di ogni
piano, che formano corridoi praticabili. L'aria fresca entra di solito alla
base di ciascun corridoio mentre l'aria esausta viene espulsa nella parte
superiore. Il rischio che le correnti
d'aria in entrata e in uscita si mescolino può essere evitato sfalsando
lateralmente le bocchette di ventilazione o distanziandole in manie ra
sufficiente in verticale. Rispetto alla
soluzione con intercapedine continua,
questo sistema comporta un maggior
impegno costruttivo a causa della
maggiore quantità di aperture di
ventilazione necessarie, ma evita il
rischio di ristagno del calore nella
parte alta della facciata.
Nelle facciate a celle la segmentazione dell'intercapedine avviene sia in verticale, sia in orizzontale,
in corrispondenza dei marcapiani,
costituendo unità indipendenti dotate
di aperture per l'ingresso e l'espulsione dell'aria non comunicanti con
quelli adiacenti sotto il punto di vista
della ventilazione. Questo sistema,
che si adatta molto bene alla tecnologia di facciata ad elementi, ottimizza la gestione dei flussi d'aria a fronte di una maggiore complessità pro-
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vetrata interna
vetrata esterna
apertura per l’ingresso dell’aria
apertura per l’espulsione dell’aria
Facciata a doppia pelle a canale unico
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vetrata interna
vetrata esterna
partizione dell’intercapedine
apertura per l’ingresso dell’aria
apertura per l’espulsione dell’aria
Facciata a doppia pelle a corridoi
gettuale, di una più rigida composizione formale della facciata e di una
minore trasparenza complessiva.
Nelle facciate a canali l'intercapedine è costituita da canali verticali
chiusi alternati a canali verticali
dotati di bocchette per l'immissione
di aria esterna e di aperture per la
ventilazione degli interni. Le fasce
chiuse sono munite soltanto in sommità di fori per l'espulsione dell'aria
viziata che viene aspirata, tramite
l'"effetto camino", dalle cellule adiacenti per mezzo di bocchette poste in
corrispondenza delle partizioni verticali. Questa facciata corrisponde
quindi ad una combinazione tra una
facciata ad intercapedine continua,
nella zona delle compartimentazioni
verticali, e una facciata a celle, nella
zona delle bocchette di ventilazione.
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vetrata interna
vetrata esterna
partizione dell’intercapedine
apertura per l’ingresso dell’aria
apertura per l’espulsione dell’aria
Facciata a doppia pelle a celle
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Indipendentemente dal tipo di
facciata a doppia pelle impiegato,
questa tecnologia consente di aprire
finestre verso l'intercapedine permettendo l'aerazione dei locali, purché esse non presentino ingombri
notevoli verso la camera d'aria e non
ostacolino quindi i flussi dell'aria.
Pertanto le tipologie di aperture più
indicate sono quelle a vasistas e
scorrevoli. La dimensione tipica dell'intercapedine varia dai 40 ai 100
cm; quando le dimensioni superano
gli 80 cm le operazioni di manutenzione possono essere effettuate
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vetrata interna
vetrata esterna
partizione dell’intercapedine
apertura per l’ingresso dell’aria
apertura per l’espulsione dell’aria
Facciata a doppia pelle a canali
all'interno dell'intercapedine mediante delle passerelle grigliate poste in
corrispondenza di ogni piano di calpestio.
Il principio su cui si fonda la
facciata a doppia pelle è quello dell'isolamento "dinamico" o "intelligente"
dell'edificio, dovuto alla ventilazione
che si ingenera nell'intercapedine
d'aria. Secondo questo principio si
riducono negli ambienti interni gli
influssi della radiazione solare estiva,
nonché delle radiazione fredde e
delle dispersioni termiche invernali.
La presenza di un'intercapedine di
dimensioni rilevanti tra le due pelli
consente al suo interno di applicare
sistemi di schermatura della radiazione solare, anche in edifici alti soggetti a forti spinte del vento. Tali
dispositivi evitano l'eccessivo riscaldamento in estate e determinano un
controllo dinamico del flusso luminoso durante l'arco della giornata. I
sistemi oscuranti possono essere
impiegati inoltre per incrementare l'isolamento termico notturno, mediante dispositivi continui a tende.
L'intercapedine d'aria garantisce
anche il raffrescamento notturno
estivo attraverso le aperture poste
sulla pelle interna.
Stando a studi recenti, una facciata a
doppia pelle può portare ad una riduzione dei consumi energetici annuali
del 20% rispetto ad una facciata a
singolo strato.
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Facciata continua fotovoltaica
L'esigenza di ridurre le emissioni dei gas serra ha fatto si che in
questi ultimi trent'anni venissero
investite risorse economiche e scientifiche per lo sviluppo di fonti energetiche alternative.
Tra le fonti di energia "pulite"
quella fotovoltaica è stata individuata
come fondamentale, soprattutto per
le sue possibili applicazioni in edilizia
e in particolare nel settore delle facciate continue.
La tecnologia fotovoltaica consente di convertire la radiazione
solare incidente sulla superficie di
particolari moduli solari, collocati
nelle coperture o nelle facciate degli
edifici, in energia elettrica. I moduli
sono costituiti da pannelli di vetrocamera, di vetro stratificato o di altro
materiale che racchiudono al proprio
interno delle celle fotovoltaiche.
Queste ultime hanno un rendimento
tanto maggiore quanto più puro è il
silicio che le compone e quanto
minore è la loro temperatura superficiale. Ecco perché l'applicazione dei
pannelli fotovoltaici nelle facciate è
spesso abbinata ad un sistema di
retroventilazione.
Affinché vengano irraggiate
adeguatamente, le facciate fotovoltaiche devono essere orientate nel
nostro emisfero verso sud-ovest o
verso sudest e non devono essere
ombreggiate.
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Nodo di facciata continua fotovoltaica
L'energia elettrica prodotta dai
moduli fotovoltaici può essere utilizzata direttamente per:
- alimentare le dotazioni impiantistiche degli edifici;
- integrare la richiesta di energia nei
momenti di massimo consumo elettrico;
- essere stoccata in opportune batterie;
- essere immessa in rete.
L'impiego dei moduli fotovoltaici, che richiede un adeguato impianto
elettrico, non garantisce che tutto
l'irraggiamento solare annuo venga
trasformato in energia elettrica. Ciò
dipende dall'orientamento e dall'inclinazione della superficie dei moduli,
nonché dal rendimento delle celle,
che varia in funzione del tipo di silicio con cui sono costituite oltre che
dalle proprie temperature superficiali. Considerando un irraggiamento
medio annuo di 1200 KWh/m2 ed una
facciata fotovoltaica esposta a sud ed
inclinata di 90°, si possono ottenere
circa 9000 KW/anno.
La tecnologia fotovoltaica è
molto onerosa dal punto di vista economico e quindi la sua applicazione è
ancora limitata ad edifici di particolare prestigio.
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