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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE
________________________________________
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
Corso di Laurea in Ingegneria Civile
VERIFICHE PRESTAZIONALI E ATTESTAZIONE
CONFORMITÀ EUROPEA (MARCHIO CE) DI PARETI IN
CALCESTRUZZO CON CASSERATURE A PERDERE:
IL SISTEMA “CLIMABLOCK”.
Relatore:
Laureando:
Chiar.mo Prof. Francesco CHINELLATO
Diego DE STALIS
“Σεο Πεο”
Aristotele 350 a.C.
Indice
Indice
Indice
.............................................................................................. I
Introduzione......................................................................................... VII
Capitolo 1: CHIUSURE VERTICALI.................................................. 1
1.1 Introduzione ................................................................................... 1
1.2 Murature in pietra......................................................................... 2
1.2.2
Caratteristiche e requisiti. ..................................................... 2
1.2.2
Posa in opera......................................................................... 4
1.3 Murature in terra e laterizio......................................................... 5
1.3.1
Terra cruda............................................................................ 6
1.3.1.1 Adobe. ................................................................................... 6
1.3.1.2 Pisé........................................................................................ 7
1.3.2
Argilla. .................................................................................. 7
1.3.2.1 Lavorazione dell’argilla. ...................................................... 8
1.3.3
Materiali ceramici................................................................. 8
1.3.4
L’apparecchio murario in laterizio. ...................................... 9
1.3.5
Requisiti delle murature...................................................... 12
1.4 Murature armate. ........................................................................ 15
1.4.1
Murature miste armate........................................................ 18
1.4.2
Murature armate ad armatura diffusa. ................................ 19
1.4.3
Murature armate ad armatura concentrata.......................... 21
1.4.4
Murature calcolate. ............................................................. 23
1.4.5
Murature postcompresse..................................................... 23
1.5 Pareti in legno. ............................................................................. 24
1.5.1
Il legno. ............................................................................... 24
1.5.1.1 Classificazione dei legnami. ............................................... 25
1.5.1.2 Caratteristiche e requisiti dei legnami. .............................. 26
1.5.1.3 Trattamenti del legno.......................................................... 27
1.5.2
Prodotti derivati dal legno. ................................................. 28
1.5.3
Pannelli di legno. ................................................................ 30
1.6 Facciate leggere............................................................................ 31
1.6.1
Pannelli metallici. ............................................................... 32
1.6.2
Laminati plastici. ................................................................ 35
1.6.3
Pareti traslucide. ................................................................. 35
1.6.3.1 Vetrocemento. ..................................................................... 35
1.6.3.2 Vetri strutturali. .................................................................. 36
1.6.3.3 Materiali sintetici................................................................ 37
I
Indice
Capitolo 2: PARETI IN CALCESTRUZZO: REQUISITI E
PRESTAZIONI .................................................................39
2.1 Introduzione .................................................................................39
2.2 Resistenza al fuoco .......................................................................39
2.2.1
Riferimenti normativi. ........................................................40
2.2.2
Prove di laboratorio. ...........................................................40
2.2.3
Verifiche su progetto. .........................................................40
2.2.4
Verifiche in opera. ..............................................................41
2.3 Resistenza meccanica...................................................................41
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.4 Resistenza al vento. ......................................................................43
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.5 Resistenza alle dispersioni elettriche..........................................44
2.5.1
2.5.2
2.6 Resistenza agli agenti aggressivi chimici. ..................................45
2.6.1
2.6.2
2.7 Resistenza al gelo. ........................................................................47
2.7.1
2.7.2
2.8 Stabilità chimico reattiva. ...........................................................48
2.8.1
2.8.2
Capitolo 3: PARETI IN CALCESTRUZZO: TIPOLOGIE E
TECNOLOGIE .................................................................51
3.1 Il calcestruzzo. ..............................................................................51
3.1.1
Caratteristiche e requisiti. ...................................................52
3.1.2
Additivi. ..............................................................................53
3.2 Murature gettate in opera...........................................................55
3.3 Pannelli in calcestruzzo...............................................................56
3.3.1
Il coordinamento dimensionale...........................................57
3.3.2
La finitura esterna dei pannelli. ..........................................59
3.3.3
La posa in opera. .................................................................60
II
Indice
3.4 Murature in blocchi. ................................................................... 62
3.6 Sistemi costruttivi con cassero a perdere. ................................. 67
3.6.1
Il sistema EMMEDUE........................................................ 67
3.6.1.1 Pannello singolo. ................................................................ 67
3.6.1.2 Pannello doppio.................................................................. 68
3.6.1.3 Le caratteristiche del sistema. ............................................ 69
3.6.2
Il prodotto CELENIT.......................................................... 70
3.6.2.1 Le caratteristiche del sistema. ............................................ 73
3.6.2.2 Utilizzo del pannello Celenit come cassero a perdere. ...... 75
3.6.3
Il sistema ARGISOL. ......................................................... 75
3.6.3.1 Caratteristiche tecniche...................................................... 76
3.6.3.2 Caratteristiche e vantaggi del sistema. .............................. 77
Capitolo 4: PARETI IN CALCESTRUZZO: IL SITEMA “ARXX”
E IL SITEMA “CLIMABLOCK” .................................. 81
4.1 Arxx Wallsystem ICF™. .............................................................. 81
4.2 Che cos’è l’ICF?........................................................................... 81
4.3 Per cominciare. ............................................................................ 82
4.3.1
Attrezzi, strumenti e “project planning”............................. 82
4.3.2
Fondazioni “Slabs On Grade” (SOG)................................. 82
4.3.3
“Wall Layout”..................................................................... 84
4.3.4
Posa in opera del materiale................................................. 85
4.3.5
Posa in opera dei ricorsi...................................................... 85
4.4 I prodotti “Arxx”. ........................................................................ 86
4.4.1
“Standard Form Units”. ...................................................... 87
4.4.2
“Corner Form Unit”............................................................ 89
4.4.3
“Adjustable Corner Form Unit”. ........................................ 90
4.4.4
“Tapered Top Form Unit”. ................................................. 91
4.4.5
“Extended Brick Ledge Form Unit”................................... 92
4.4.6
“Fixed 45° Form Unit”. ...................................................... 95
4.5 Armature. ..................................................................................... 96
4.5.1
Rinforzo orizzontale. .......................................................... 96
4.5.2
Rinforzo verticale. .............................................................. 97
4.5.3
Sovrapposizione delle barre................................................ 98
4.6 Il getto di calcestruzzo................................................................. 98
4.6.1
Fattori che condizionano la miscela cementizia................. 98
4.6.2
Il getto di calcestruzzo........................................................ 99
4.6.3
Maturazione del calcestruzzo. .......................................... 100
4.7 Finiture interne. ......................................................................... 100
4.7.1
Contropareti in cartongesso (Drywall®). .......................... 100
4.7.2
“Paneling”......................................................................... 101
III
Indice
4.8 Finiture esterne. .........................................................................101
4.8.1
EIFS. .................................................................................101
4.8.2
Intonaco a base cementizia. ..............................................102
4.8.3
Finiture in muratura. .........................................................102
4.8.3
“Siding”.............................................................................104
4.9 CLIMABLOCK®. ......................................................................105
4.9.1
Caratteristiche e applicazioni............................................105
4.9.2
CLIMABLOCK®, quali vantaggi. ....................................106
Capitolo 5: SISTEMA “CLIMABLOCK”. REQUISITI E
PRESTAZIONI. ..............................................................112
5.1 Sistema CLIMABLOCK: verifiche collegate all’attestazione
“CE” (Prodotti Componenti). ..................................................113
5.1.1
Che cos’è il marchio “CE”?..............................................113
5.1.2
Certificazione e marchio CE.............................................113
5.1.3
La marchiatura CE e la Direttiva CPD. ............................114
5.1.3.1 I requisiti essenziali. .........................................................115
5.1.3.2 Specifiche tecniche............................................................116
5.1.3.3 Attestazione della conformità. ..........................................116
5.1.4
Enti di Certificazione. .......................................................119
5.1.5
Percorso marchiatura CE per i prodotti da costruzione....121
5.1.6
Percorso marchiatura CE per i pannelli in EPS................122
5.1.7
L’appendice ZA della norma di prodotto UNI EN 13163......
...........................................................................................124
5.1.7.1 Compiti dell’organismo notificato....................................125
5.1.7.2 Compiti del produttore......................................................135
5.1.7.3 Codice di designazione. ....................................................142
5.1.7.4 Certificato CE e dichiarazione di conformità. .................143
5.1.7.5 Marcatura CE ed etichettatura.........................................144
5.1.8
Classificazione dei prodotti. .............................................144
5.1.9
Valutazione della conformità: UNI EN 13172. ................145
5.2 Sistema CLIMABLOCK: requisiti e prestazioni del pacchetto
tecnologico. .................................................................................147
5.2.1
Esigenze dell’utenza. ........................................................148
5.2.2
Analisi dei requisiti tecnologici. .......................................148
5.2.3
Verifica della qualità.........................................................149
5.2.4
Metodi di controllo. ..........................................................150
5.2.5
Requisiti e metodi di verifica per pareti verticali. ............150
5.3 Resistenza meccanica e stabilità (Rms). ..................................153
5.3.1
Resistenza agli urti [RU]...................................................157
5.3.2
Resistenza al vento [RV]. .................................................158
IV
Indice
5.3.3
Resistenza meccanica [RM] e resistenza meccanica ai
carichi sospesi [RMCS]...................................................... 159
5.4 Sicurezza in caso d’incendio..................................................... 159
5.4.1
Resistenza al fuoco [RF] e controllo della reazione al fuoco
[CRF]. ............................................................................... 164
5.5 Igiene, salute e ambiente........................................................... 166
5.5.1
Comportamento biologico dell’EPS................................. 167
5.5.2
Caratteristiche elettriche. .................................................. 167
5.5.3
Rilascio di sostanze pericolose [RSP]. ............................. 168
5.5.3
Tenuta all’acqua [TW]...................................................... 168
5.6 Sicurezza nell’impiego. ............................................................. 169
5.7 Protezione dal rumore. ............................................................. 170
5.7.3
Normative di riferimento. ................................................. 171
5.8 Risparmio energetico e ritenzione del calore.......................... 176
5.8.1
Certificazione energetica. ................................................. 176
5.8.2
Iperisolamento od inerzia?................................................ 177
5.8.3
EPS ed isolamento termico............................................... 179
5.8.4
Certificazione energetica degli edifici.............................. 180
5.8.5
Controllo dell’inerzia termica invernale [CITI] ed estiva
[CITE]................................................................................ 188
5.8.6
Trasmissione del vapore d’acqua [TVA]. ........................ 188
5.8.7
Tenuta all’aria [TA].......................................................... 188
5.9 Durabilità. .................................................................................. 188
5.9.1
Resistenza al gelo-disgelo. ............................................... 189
5.10 Sostenibilità. ............................................................................. 189
Conclusioni .......................................................................................... 194
Riferimenti bibliografici ..................................................................... 196
V
Indice
VI
Introduzione
Introduzione
Premessa
La presente tesi ha preso avvio a seguito di una collaborazione dell’Università degli
Studi di Udine, Dipartimento di Ingegneria Civile, e la “Pontarolo Engineering”,
ditta che da anni opera nel settore dell’edilizia e specializzata nello sviluppo di
tecnologie innovative e ad alta fruibilità.
Tra le ultime iniziative di cui tale ditta si è resa protagonista c’è la messa a punto di
un sistema costruttivo, denominato CLIMABLOCK®, che sfrutta la tecnologia ICF
(Insulated Concrete Form), già da diverso tempo utilizzata in realtà differenti dalla
nostra (soprattutto dal punto di vista normativo).
Proprio dalle conoscenze e dalle esperienze messe a disposizione da alcuni dei
promotori di questa nuova tecnologia, operanti nei paesi del Nord America (USA e
Canada in particolare), ha preso avvio la proposta CLIMABLOCK®.
Obiettivi
La finalità del presente lavoro non è tanto quella di scoprire quali siano i vantaggi e
gli svantaggi del sistema, in realtà già conosciuti, quanto di dimostrarli, soprattutto in
rapporto ai riferimenti normativi con cui il Sistema CLIMABLOCK® dovrà
confrontarsi.
L’approccio al problema non può prescindere dalla conoscenza della tecnologia ICF,
dunque il primo passo è quello di raccogliere quanto più possibile materiale e
riorganizzarlo al fine di poter descrivere dettagliatamente le caratteristiche tecniche
della soluzione, senza tralasciare il continuo confronto con tipologie edilizie più
convenzionali.
Una volta fatte proprie le necessarie competenze ci si propone di individuare quali
siano i modi per valorizzare le potenzialità del sistema CLIMABLOCK®,
principalmente confrontandolo con le disposizioni e le indicazioni proposte dal
sistema normativo comunitario e secondariamente applicando al caso specifico tutti
gli strumenti comparativi che appartengono al mondo delle costruzioni.
Avendo, infine, riscontrato a più livelli un crescente interesse nei confronti di
argomenti quali certificazione e aspetti normativi, si è cercato di dare alla trattazione
dei connotati metodologici, che possano essere ripresi e sfruttati (con le opportune
modifiche ed integrazioni) anche da altri operatori, qualora si trovino nella necessità
di affrontare un’analisi prestazionale di un prodotto da costruzione, con particolare
riferimento al percorso della marcatura CE.
Metodi e fasi
La prima parte del lavoro di tesi riguarda un processo di caratterizzazione tipologica
della soluzione CLIMABLOCK®, confrontandola con il panorama delle tecnologie
costruttive che già rappresentano affidabili soluzioni della tipologia delle chiusure
verticali e procedendo ad un progressivo e sempre più particolare inquadramento del
sistema stesso.
La descrizione tecnica, a causa della fase ancora embrionale in cui si trova la messa a
punto del Sistema CLIMABLOCK®, è stata affrontata affiancando alle prime
specificazioni dei progettisti e dei ricercatori della “Pontarolo Engineering”, un più
VII
Introduzione
completo insieme di caratteristiche e informazioni offerto dalla ditta “Arxx”,
operante in territorio canadese, promotrice di una soluzione molto vicina all’idea
CLIMABLOCK®.
A questo punto sono state prese in esame le procedure e le prove necessarie alla
marcatura CE, obbligatoria per i prodotti da costruzione, prima da un punto di vista
generale e poi specificando a fondo l’iter particolare che deve seguire il prodotto
proposto dalla “Pontarolo”. È proprio il concetto di prodotto che rende necessario il
lavoro affrontato successivamente; le prove e le problematiche affrontate nel corso
della marcatura CE sono riferite esclusivamente al prodotto, cioè al pannello in
polistirene espanso, e non all’intera parete proposta dalla soluzione CLIMABLOCK.
Si dimostra, dunque, necessario individuare una serie di verifiche che vadano ad
indagare anche le prestazioni dell’intera struttura.
Alla luce di tale intreccio (anche normativo), difficilmente semplificabile, si è scelto,
innanzitutto, di assecondare le esigenze del produttore, prendendo in esame le
procedure e le prove relative al marchio CE. Quindi, con riferimento alla lista
generale delle proprietà dei prodotti da costruzione, si è individuato un sistema di
requisiti e prestazioni specifico per il pacchetto tecnologico nel suo complesso,
segnalando quelli che già sono stati considerati nell’ambito del percorso di prove per
la marchiatura CE. Va infatti precisato che per alcuni requisiti le prove sui singoli
componenti garantiscono in modo pressoché automatico la qualità della soluzione
tecnologica, mentre per altri la questione è più complessa. A tale riguardo si sono
cercati di evidenziare gli aspetti problematici e le verifiche ritenute necessarie.
VIII
CHIUSURE VERTICALI
Capitolo 1: CHIUSURE VERTICALI
1.1 Introduzione
Con il termine “chiusura verticale” si intende un elemento che ha l’ufficio di
delimitare un determinato spazio.
La chiusura verticale di un organismo edilizio ha funzione portante quando è
deputata a sostenere i carichi statici trasmessi dalle strutture sovrastanti e i carichi
dinamici a cui può essere assoggettata durante l’esercizio, compartecipando alla
stabilità dell’organismo edilizio stesso.
La struttura verticale è portata quando la statica dell’organismo è affidata ad altri
elementi di fabbrica. Comunque sia, la chiusura verticale deve sostenere il peso
proprio e, per la parte che le compete, deve resistere agli urti e all’azione del vento;
in questo caso assolve principalmente il compito di tamponamento.
La chiusura verticale portante o portata, deve garantire i requisiti di sicurezza, di
protezione dagli agenti atmosferici e di comfort ambientali richiesti dalle
destinazioni d’uso degli spazi delimitati.
“I muri sono quelle strutture di fabbrica composte di pietre naturali o artificiali o di
altri materiali da costruzione, opportunamente collegati tra loro con l’interposizione
o no di malte o di altre materie adatte allo scopo che servono a limitare i diversi
ambienti di un edificio e più ancora a sopportare e resistere ai pesi e alle azioni loro
trasmesse da altre strutture o da agenti esterni.”
[Paolo Graziosi, voce Muro, Enciclopedia Treccani.]
Il modo di realizzare il muro è legato alle condizioni ambientali: al tipo di agenti
atmosferici prevalenti da cui è necessario difenderci, ai materiali che si trovano più o
meno facilmente. Sono i conci di ghiaccio dell’abitazione invernale dell’eschimese, è
il pane d’argilla essiccato al sole nelle valli del Nilo. La prima, è noto, è perduta ogni
anno con l’arrivo della primavera, la seconda è fatta per durare di più; pur tuttavia
piogge intense, rare, la potrebbero facilmente deteriorare.
L’uso del concio è generalmente subordinato a quello del legante che rende gli
elementi solidali tra loro per una migliore statica del muro aumentando, nel
contempo, la capacità di tenuta.
Il muro è anche segno importante: è documento o indizio per rileggere o ipotizzare
storie complesse. L’esistenza di strutture murarie testimonia il passaggio dal
nomadismo alla città: dalla pastorizia, alle coltivazioni terrazzate di Zagros,
all’insediamento stabile. Il modo di realizzare il muro, il tipo di concio o di malta
aiutano a datare le opere.
Il passaggio dalla maniera poliedrica a quella isodoma segna l’entrata della civiltà
nell’Età del Ferro: la possibilità di utilizzare nuovi strumenti. Sull’arte di costruire un
muro si misurano i livelli di una cultura. Davanti alla precisa combinazione dei conci
nell’opera poligonale delle mura preincaiche di Cuzco, gli spagnoli giunsero a
supporre che gli antichi peruviani conoscessero l’arte di ammorbidire la pietra per
poterla lavorare con tanta maestria.
1
Capitolo 1
Non solo è l’apparecchio della fabbrica ma tutti gli elementi ad esso correlati a dare
caratteristiche diverse all’involucro: sono gli accenti dei cornicioni, i sedili degli
attacchi a terra, la grana del concio; il diamante, il bugnato rustico, la martellina;
l’uso dei rivestimenti fino al disegno del graffito, le imitazioni dello stucco o le più
semplici tinte.
Il muro protegge e difende; impedisce l’ingresso ai nemici e agli agenti atmosferici
contrari ma anche alle influenze nefaste di origine inferiore; è il rito della prima
pietra. Come recinto ha però l’inconveniente di limitare il campo, di separare:
nazioni, tribù, individui.
È dunque un simbolo doppio: la perimetrazione della nuova città coincide con il
primo atto di guerra che Romolo recita nella leggenda per difenderla.
1.2 Murature in pietra.
La pietra costituisce gran parte della crosta terrestre. I materiali lapidei si distinguono
in funzione della composizione chimica e della natura geologica della formazione da
cui provengono.
Tutti i materiali lapidei derivano da aggregati di minerali:
• monominerali, se della stessa natura;
• poliminerali, se di diversa natura.
Le masse disomogenee di tali minerali sono denominate rocce. Le pietre possono
essere distinte tenendo presente la classificazione geologica delle rocce. La
classificazione comunemente adottata per le rocce le divide secondo tre gruppi:
eruttive, sedimentarie e metamorfiche.
A ciascun tipo di roccia si può associare un particolare impiego nel processo edilizio;
così alcune rocce eruttive piroclastiche come le pozzolane le ritroviamo nella
confezione di leganti mentre rocce metamorfiche come i marmi sono molto
impiegate nella fabbricazione di lastre per rivestimenti. I materiali lapidei sono
probabilmente la materia prima principe per quanto riguarda l’edilizia e la loro
varietà dal punto di vista fisico-chimico permette di poter coprire, con il loro utilizzo,
la gran parte delle esigenze di ogni singolo passo del processo edilizio, dal
confezionamento dei leganti alla fabbricazione di lastre di rivestimento.
1.2.2 Caratteristiche e requisiti.
Le caratteristiche tecniche delle rocce dipendono dalla composizione mineralogica e
dall’ambiente geologico di formazione. Le proprietà di una roccia possono variare da
un punto all’altro dello stesso giacimento.
Nel provino utilizzato per determinare le caratteristiche del materiale, infatti, si deve
indicare la faccia coincidente con il piano di posa del giacimento in cava.
I riferimenti normativi fanno capo alla R.D. del 16 novembre 1939, n° 2232, Norme
per l’accettazione delle pietre naturali da costruzione; in questo decreto sono
descritte le prove e le modalità di prova per determinare la rispondenza dei materiali
ai requisiti. Attraverso le prove si determinano le caratteristiche fisiche, di resistenza
meccanica e chimica del materiale.
La norma UNI 8558 si interessa per ora alla sola unificazione della terminologia e
della classificazione dei prodotti lapidei.
I dati che qualificano i materiali lapidei da costruzione sono:
• peso specifico e peso di volume: il peso specifico Ps è il rapporto tra il peso
della roccia ridotta in polvere ed il peso di un ugual volume di acqua a 4°C.
2
CHIUSURE VERTICALI
•
•
•
•
•
Il peso di volume Pv è il rapporto tra il peso di un volume di roccia espresso
in g e lo stesso volume espresso in cm3 seccato a 110°C. Il peso di volume è il
più utilizzato;
compattezza: è il rapporto tra peso di volume e peso specifico: C=Pv/Ps. Più
il rapporto si discosta dall’unità, più la roccia è porosa o cavernosa;
imbibizione e gelività: il coefficiente di imbibizione è la differenza del peso
del provino imbibito secondo modalità standard Gm e il peso del provino
asciutto G rapportato a quest’ultimo: (Gm-G)/G.
Per la gelività si fanno tre serie di prove a compressione sul cubetto asciutto,
sul cubetto bagnato e sul cubetto congelato secondo modalità standard. La
prova prevede venti cicli;
coefficiente di dilatazione e conducibilità termica: l’incremento
dimensionale che subisce un provino di misure standard, sottoposto alla
variazione termica di 1°C, determina il coefficiente di dilatazione. Tale
parametro è importante per determinare e scegliere le modalità di posa in
opera del materiale lapideo in correlazione con altri materiali.
La conducibilità termica è la quantità di calore, espressa i Kcal, capace di
attraversare in un’ora una lastra di materiale avente 1 m2 di superficie e lo
spessore di 1 m, quando le temperature delle due superfici differiscono di
1°C. La conducibilità termica delle rocce è molto bassa; sono più conducibili
le rocce compatte, meno quelle porose o cavernose. Alcune rocce sono
sensibili agli sbalzi termici;
resistenza alle sollecitazioni e agli urti: la resistenza a compressione è
espressa dal minimo carico che provoca la rottura del provino; il dato è
fornito in kg/cm2.
La resistenza a trazione ha valori così bassi da non essere considerata nella
normativa; nella realizzazione costruttiva, quindi, non devono essere previsti
elementi lapidei sollecitati a trazione.
La prova a flessione viene fatta su una lastra appoggiata tra due coltelli e
sollecitata in mezzeria con un terzo coltello a punta tonda a cui è applicato il
carico. Il dato è fornito in kg/cm2.
La prova d’urto è seguita facendo cadere una sfera di ghisa da 1 kg su una
lastra posta su letto di sabbia alto cinque volte lo spessore della lastra stessa.
Relativamente alla resistenza all’urto, le rocce possono distinguersi in tenaci e
fragili;
lavorabilità: è determinata da durezza, spaccabilità, negabilità, scolpibilità e
lucidabilità. La durezza è la resistenza a scalfittura del materiale. È
significativa per i materiali compatti o monominerali. Per gli altri materiali si
determina riportando la resistenza media a schiacciamento ed il contenuto in
percentuale di minerali con durezza maggiore di 5,5° della scala di Mohs.
La spaccabilità è la proprietà di alcune pietre di rompersi secondo superfici
preferenziali, più o meno piane.
La segabilità è l’attitudine delle roccie a lasciarsi tagliare da diversi tipi di
utensile, quali seghe a dente, seghe lisce a sabbia silicea, seghe a diamante.
La segabilità è determinante per la valutazione dei costi di lavorazione.
La scolpibilità è la possibilità di lavorare la roccia con le tecniche scultoree.
La lucidabilità in genere migliora la resistenza della roccia agli agenti
atmosferici. Le rocce tenere possono essere lucidate solo se sono omogenee e
3
Capitolo 1
coerenti come gli alabastri. Le rocce dure e semidure presentano più
attitudine alla lucidatura: tra queste ci sono i marmi, i calcari compatti, le
serpentine, le scisti cristalline. A volte può essere necessario far precedere la
lucidatura da un’opportuna stuccatura, come nel caso dei travertini vacuolari.
Le rocce durissime possono essere ben lucidabili. I componenti devono essere
di durezza similare. L’attitudine alla lucidatura è determinante per la
valutazione dei costi di lavorazione e di manutenzione;
• resistenza all’usura: si determina attraverso la prova d’usura per attrito
radente e la prova d’usura al getto di sabbia. L’attrito radente si calcola
rapportando l’abrasione sul provino a quella di un analogo campione tipo
(granito). I quarzi, per esempio, sono poco logorabili; comportamento
diverso, invece, per le rocce scistose e sedimentarie. L’usura la getto di
sabbia è determinata con una prova standard della durata di 2’. È valutabile a
vista attraverso la diminuzione di peso del provino;
• durata: la durata e le alterazioni del materiale lapideo dipendono dalla
composizione della roccia e dalla qualità del materiale, dall’ambiente in cui la
roccia è usata, dall’esposizione e dal microclima. Anche la presenza di piante
o animali (uccelli) può provocare il deterioramento del materiale;
• aderenza ai materiali cementanti: l’adesione, intesa come resistenza a
trazione dell’elemento cementato al supporto, è espressa in kg/cm2; dipende
da fattori meccanici e chimici. I fattori meccanici sono rappresentati dalla
possibilità del materiale cementante di aderire alle asperità superficiali o
penetrare nella roccia attraverso un sistema diffuso di vacuoli. I fattori
chimici dipendono dalla possibilità del materiale cementante di reagire con
alcuni componenti della pietra, come la silice e l’allumina. Attualmente
come, materiali cementanti, si usano anche le resine epossidiche.
Altri dati che possono interessare sono: il coefficiente di imbibizione,
l’assorbimento, l’igroscopicità e la permeabilità.
1.2.2 Posa in opera.
La muratura in pietra si mette in opera accostando conci più o meno regolari, posati a
secco o con l’impiego di malta. Si presta attenzione ad avere, tra un ricorso e l’altro,
piani d’appoggio pressoché orizzontali.
L’elemento lapideo può essere lavorato per rendere possibile un accostamento più
accurato tra i conci ed ottenere una maggiore stabilità di manufatto. Le pietre
possono essere sagomate, aggiustando la forma naturale secondo poligonali. I conci
lapidei vengono regolarizzati sino a divenire blocchi squadrati, di dimensioni più o
meno uniformi, in grado di organizzare la messa in opera degli elementi; i conci
squadrati sono disposti secondo ricorsi orizzontali, con l’accortezza di mantenere
sfalsati i giunti verticali, per assicurare una maggiore stabilità dell’opera. Le facce a
contatto possono essere adeguatamente ritagliate, mentre la faccia a vista del concio
può essere lavorata sino a far assumere all’elemento costruttivo anche funzione
decorativa.
Per solidarizzare meglio i conci lapidei tra loro si usano graffe in ferro o bronzo.
Per migliorare la solidità di una muratura eseguita in ricorsi di conci sbozzati si usa
eseguire ogni tanto, in ragione della regolarità degli elementi, uno o più ricorsi con
conci più regolari, eventualmente in altro materiale, che riprendano con maggior
rigore l’orizzontamento del piano di posa. Con i conci più regolari si eseguono altri
4
CHIUSURE VERTICALI
dettagli, quali le imbotti dei vani, le piattabande o la ricucitura degli angoli. Tale
modalità di realizzazione è chiamata opus mixtum.
Fig. 1.1a: muratura in
pietra non lavorata
Fig. 1.1b: muratura in
pietra non lavorata
Fig 1.2a: disposizione isodoma, il concio è
disposto in senso perpendicolare al muro
Fig. 1.1c: muratura in
pietra non lavorata
Fig. 1.1d: muratura
poligonale
Fig 1.2b: disposizione pseudoisodoma, il
senso di disposizione è alternato
Fig. 1.1e: muratura in
pietra sbozzata
Fig. 1.1f: muratura con
blocchi squadrati
Fig 1.2c: opus caementicum
Fig. 1.1g: muratura
pseudoisodoma con conci
di diversa altezza
Fig 1.2d: opus reticolatum
1.3 Murature in terra e laterizio.
Con il termine “muratura”, che deriva dal latino murus, muro, si indica il prodotto
dell’operazione del murare, cioè di mettere in opera materiali, elementi o conci atti a
5
Capitolo 1
realizzare un elemento parallelepipedo avente larghezza e altezza nettamente più
grandi dello spessore.
1.3.1 Terra cruda.
La costruzione in terra testimonia una cultura architettonica estremamente vasta per
estensione geografica e temporale; sono sistemi diffusi in tutti i continenti da 6000
anni e ancora oggi in uso. I sistemi costruttivi per la realizzazione di setti portanti in
terra cruda sono riconducibili sostanzialmente a due soli procedimenti: quelli
dell’adobe e del pisé.
1.3.1.1 Adobe.
Il procedimento a conci in terra cruda nasce con il sistema del sod (zolla erbosa)
caratteristiche delle zone umide del Nord Europa. Consiste nell’asportate
direttamente dal terreno umido, con colpi di vanga, delle zolle di terra di forma
parallelepipeda, senza separare l’apparato radicale del manto vegetale dall’humus. Le
radici hanno, nella zolla essiccata, una funzione coesiva, impedendone la
fessurazione e il successivo sgretolamento. I conci sono sovrapposti ancora umidi in
filari, avendo cura di disporre lo strato erboso verso il basso.
Tuttavia in questo sistema non sono
previste manipolazioni della terra
chiusa: i conci sono ottenuti per
asportazione diretta dall’area di
prelievo.
Nell’adobe,
dall’arabo
at-tub,
mattone, è previsto l’uso di un
impasto a base prevalente di terra
umida e la sua manipolazione per
modellatura, sia diretta che
indiretta, sino alla realizzazione di
un elemento costruttivo di base, il
mattone.
Alle tecniche della modellatura
diretta per la produzione di mattoni
approssimativamente
cilindrici,
conici, piriformi, emisferici o
ovoidali, si accompagnano quelle di
modellatura indiretta con stampi
lignei, parallelepipedi e cubi, con
cui la terra acquista forme più
regolari.
I procedimenti di posa in opera Figura 1.3: Componente in terra cruda integrato
variano
dalla
semplice con supporti artificiali in terra cotta, attualmente in
uso in Tunisia
sovrapposizione dei conci, ancora
umidi, senza strati leganti, all’uso del mattone essiccato al sole, sovrapposto in filari
regolari con l’interposizione di un cemento costituito da un impasto di fango e
bitume o di fango e cannucce lacustri.
Il concio inoltre può prevedere incavi e fori per alloggiarvi, previa di un limo fluido,
una armatura di canne lacustri.
6
CHIUSURE VERTICALI
1.3.1.2 Pisé.
La denominazione latina di formaceus è ormai sostituita dal più divulgato francese
pisé.
Il procedimento, in tutte le aree geografiche, presenta una invarianza quasi totale
degli strumenti e della tecnica costruttiva, segno evidente della sua estrema
essenzialità.
Nel pisé viene impiegata esclusivamente «una terra quasi secca; poiché bisogna
prendere quella sotto un braccio di profondità nel terreno; la sua umidità naturale è
sufficiente per legare intimamente con lo sforzo di un pestone tutte le particelle di
quest’elemento» (da G. Del Rosso, Dell’economica costruzione delle case di terra,
Firenze 1793, in M. Bertagnin, Il pisé e la regola, EDILSTAMPA, Roma 1992).
Il setto murario viene realizzato
quindi direttamente in opera,
prelevando la terra nel luogo
stesso dove si realizza il
manufatto o nelle sue immediate
vicinanze per non perturbarne il
grado di umidità naturale e
gettandola all’interno di una
cassaforma
per
compattarla
mediante pilonatura.
Attualmente sono allo studio
sistemi di razionalizzazione dei
procedimenti che, pur garantendo
l’economicità
e
l’autocostruzione, rendano la
Figura 1.4: Una moderna abitazione realizzata in terra
realizzazione più precisa e
cruda. Agamy (Egitto).
affidabile.
1.3.2 Argilla.
L’argilla è la materia prima per la produzione di materiali ceramici. È una roccia
sedimentaria di origine meccanica: la struttura chimica e fisica è eterogenea. I
depositi di argilla continuano a subire l’azione disgregante degli agenti atmosferici,
che ne comportano la continua metamorfosi.
L’argilla è costituita principalmente da silicati idrati di alluminio e colloidi frammisti
a detriti di quarzo. Agli idrati di alluminio si aggiungono i silicati di magnesio,
alluminio o ferro, ai quali sono dovute le proprietà plastiche delle argille; i silicati,
soprattutto quelli di alluminio, sono presenti sotto forma di particelle di piccolissime
dimensioni, dette colloidali, in grado di assorbire igroscopicamente notevoli quantità
d’acqua. Sono presenti inoltre impurità costituite da cristalli di carbonato di calcio,
quarzo, magnesio, feldspati. La composizione dell’argilla influisce sulla qualità del
prodotto con essa realizzato.
Il carbonato di calcio deve essere in quantità inferiore al 20% in peso e non sotto
forma di pulviscolo poiché i granuli, dopo la cottura divengono calce viva e,
idratandosi, possono macchiare o disgregare l’elemento.
7
Capitolo 1
Esistono materiali argillosi ad eterogeneità ridotta caratterizzati dalla presenza di un
minerale prevalente rispetto agli altri; sono le argille che vengono impiegate per la
fabbricazione di ceramiche speciali o per altre categorie di prodotti.
1.3.2.1 Lavorazione dell’argilla.
Le tecniche di lavorazione sono antichissime. Il mattone, fin dall’epoca di Augusto,
veniva semplicemente essiccato al sole; successivamente venne cotto in fornace,
come già avveniva per gli altri prodotti ceramici (tegole).
Il processo di lavorazione dell’argilla per produrre laterizi avviene attraverso una
serie di fasi: impasto, modellazione, essiccazione, cottura.
• Impasto: è la fase di preparazione dell’argilla che inizia con l’ibernazione.
Successivamente il materiale viene frantumato e depurato. La massa
argillosa, adeguatamente bagnata, passa poi alla fase di modellazione.
• Modellazione: può essere eseguita a mano o con macchine a diverso grado di
automazione. L’impasto deve essere più o meno umido in relazione al tipo di
macchina che si usa per la modellazione. La lavorazione con la pressa in
stampi presuppone impasti quasi asciutti; per la lavorazione con la filiera
l’impasto deve essere più molle.
• Essiccazione: per gli elementi stampati ottenuti con impasti quasi asciutti
l’operazione è superflua. Per gli elementi bagnati è necessario che
l’essiccazione sia graduale.
• Cottura: la cottura può avvenire all’aperto in cataste, in fornaci intermittenti
o a fuoco continuo. Ogni sistema ha un ciclo di cottura e raffreddamento ben
determinato.
1.3.3 Materiali ceramici.
Sono chiamati materiali ceramici tutti quei prodotti che si ottengono per cottura
d’argilla. La ceramica disegna l’arte e la tecnica di dare forma, con le mani, con
strumenti ausiliari o con macchine, all’argilla impastata con acqua, per creare oggetti
che vengono poi essiccati e cotti.
Agli elementi di argilla cotti usati per fini costruttivi si da il nome di laterizi.
Una caratteristica che condizione l’utilizzo di un prodotto ceramico è la porosità: in
funzione questa variano la capacità di assorbimento dell’acqua, la resistenza alle
sollecitazioni meccaniche, l’inalterabilità agli attacchi chimici.
• Prodotti ceramici a pasta porosa: sono permeabili e quindi soggetti alla
gelività, sono più facilmente scalfibili e soggetti ad usura. A parità di porosità
si possono distinguere i prodotti a pasta bianca, ad alto tenore di caolino e
senza ossidi di ferro, e quelli a pasta colorata (laterizi, maioliche, cotto,
argille espanse, refrattari).
• Prodotti ceramici a pasta compatta: sono impermeabili, resistenti all’usura
e agli agenti chimici, presentano una buona resistenza meccanica (gres,
clinker).
8
CHIUSURE VERTICALI
Tabella 1.I: Caratteristiche tecniche dei materiali ceramici impiegati in edilizia.
Modulo
elastico
[kg/cm2]•103
70 – 100
Resistenza a
compressione
[kg/cm2]
200 – 400
Resistenza
a flessione
[kg/cm2]
15 – 40
Coeff. dilat.
termica
[cm/cm°C]
9
Laterizi
Massa
volumica
[kg/m3]
1800 – 1900
Maioliche
1800 – 1900 70 – 200
200 – 1000
25 – 100
8.5
Cotto
1900 – 1950 150 – 300
500 – 2000
300 – 600
7
Gres
2100 – 2300 200 – 300
2000 – 3000
200 – 400
5
Classe
1.3.4 L’apparecchio murario in laterizio.
La muratura può costituire l’intero sistema strutturale, ovvero alcuni dei setti
verticali, siano essi gli elementi di chiusura verso l’esterno o di suddivisione di
ambienti interni.
Una muratura può essere opera a sé stante o parte di un organismo edilizio. In ogni
caso può essere soggetta solo al peso proprio, come nei muri di recinzione, o a
sistemi di forze più o meno complessi, come nei muri di sostegno.
La normativa nazionale ed europea è in fase di significativa evoluzione. In Italia, per
l’impiego di muratura strutturale si fa riferimento al D.M. 20 novembre 1987, Norme
tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il
loro consolidamento, e al D.M. 24 gennaio 1986, Norme tecniche per le costruzioni
in zone sismiche. A questi decreti si affiancano gli Eurocodici EC 6 ed EC 8, relativi
alle strutture in muratura ordinaria in zona non sismica e sismica. In particolare l’EC
6, Norme comuni unificate per le strutture in muratura, definisce la muratura come
un materiale ottenuto unendo tra loro elementi murari, sia posati in sito che
assemblati in pannelli prefabbricati, in cui gli elementi murari stessi devono essere
legati e solidarizzati tra loro.
Le norme hanno per oggetto principale gli schemi e i metodi di calcolo relativi ai
sistemi strutturali degli edifici e con esse vengono affrontati anche aspetti di carattere
più generale.
Gli eurocodici considerano la muratura come un materiale artificialmente ottenuto
mettendo insieme due componenti, la malta e il concio.
Al concio si affida il compito prevalente di resistere alle sollecitazioni meccaniche,
alla malta quello di distribuire uniformemente i carichi e rendere solidali i singoli
elementi. Perciò i conci vengono denominati anche “elementi resistenti”. Hanno
dimensioni coordinate e caratteristiche particolari, in modo da assicurare sempre una
buona solidarizzazione anche nel caso di murature con configurazione complessa.
Le normative nazionali ed europee prevedono gli spessori minimi di muratura, in
relazione a determinati organismi. Una struttura muraria può essere di due tipi:
monostrato o multistrato.
• La muratura monostrato: viene realizzata giustapponendo gli elementi
laterizi secondo diverse disposizioni in funzione dello spessore richiesto. È la
disposizione più classica delle chiusure verticali portanti.
• La muratura multistrato: è costituita da due strati di muratura con
interposta una camera d’aria, all’interno della quale può essere collocato un
materiale isolante.
9
Capitolo 1
Figura 1.5: Murature monostrato.
10
CHIUSURE VERTICALI
Nella fase di progettazione e realizzazione di una muratura si tende generalmente a
rispondere alle varie funzioni richieste alla muratura attraverso l’impiego dei
materiali più consoni e con caratteristiche mirate, piuttosto che con materiali
polivalenti.
Figura 1.6: Murature multistrato con e senza camera d’aria.
Nell’apparecchio multistrato si possono usare staffature di collegamento tra gli strati,
atte a dare continuità strutturale e solidità all’elemento finito.
Può accadere che sia necessario, anche nel caso di murature monostrato, utilizzare
altri strati o accorgimenti particolari per rispondere alle richieste di comfort.
11
Capitolo 1
Figura 1.7: Staffe di collegamento e armature nei punti singolari.
1.3.5 Requisiti delle murature.
Le prestazioni d’isolamento termico del laterizio dipendono principalmente da due
fattori: la conduttività del laterizio e la presenza d’aria nell’elemento resistente.
L’aria è presente nei fori ricavati nello stesso elemento resistente o negli alveoli del
laterizio. Negli elementi a fori verticali o orizzontali, quanto più numerose sono le
zone d’aria attraversate dal flusso termico tanto migliore è il relativo isolamento;
perciò gli elementi forati hanno in genere setti sfalsati nella direzione del flusso
12
CHIUSURE VERTICALI
termico. Per questo stesso motivo sono in produzione blocchi che presentano su una
o due facce un incavo nella zona centrale, in modo da realizzare l’interruzione del
giunto verticale od orizzontale di malta. Quando si utilizzano blocchi sprovvisti di
tale incavo è opportuno comunque interrompere il giunto durante la messa in opera.
Figura 1.8: Funzione dei setti e delle camere d’aria.
Nella realizzazione di una muratura le proprietà d’isolamento termico sono affidate,
oltre che al tipo di elementi resistenti impiegati, anche alla tecnica esecutiva, che può
prevedere, ad esempio, la presenza di camere d’aria o di materiali isolanti.
Figura 1.9: Disposizione della malta per evitare i ponti termici.
Per garantire il comfort ambientale ed il risparmio energetico devono essere evitati i
ponti termici, la cui presenza può compromettere la correttezza dell'esecuzione. Gli
effetti negativi del ponte termico sono riducibili attraverso accorgimenti mirati nella
concezione dell'apparecchio murario e nel posizionamento degli elementi strutturali.
13
Capitolo 1
Tabella 1.II: Valori di resistenza e trasmittanza di murature monostrato realizzate con blocchi di
laterizio alveolato, con intonaco civile di 15 mm su entrambe le facce.
Muratura
Spessore
parete senza
intonaco [cm]
25
30
Malta normale
Densità
laterizio
Malta isolante
C
R
K
C
R
K
0,30
0,33
0,30
0,33
0,84
0,77
1,04
0,95
0,99
1,06
0,83
0,89
0,24
0,27
0,24
0,27
1,04
0,93
1,29
1,5
0,83
0,91
0,68
0,76
3
[kg/cm ]
0,7
0,8
0,7
0,8
C=conducibilità termica [W/mk]; R=resistenza termica [m2k/W]; K=trasmittanza termica [W/m2k].
Per quanto riguarda invece la protezione della muratura dagli effetti negativi della
pioggia battente, gli accorgimenti sono i seguenti: dotare la chiusura verticale di una
zona permeabile "protettiva", dove l'acqua, pur penetrando, abbia la possibilità
successivamente di evaporare; prevedere nella chiusura verticale, formata da pareti di
per sé permeabili, una intercapedine ventilata ove l'acqua può penetrare ma anche
evaporare prima di raggiungere lo spazio interno; dotare, infine, la chiusura verticale
di una barriera impermeabile.
II primo di tali accorgimenti è tipico della muratura portante, il secondo è praticato in
genere nella muratura di tamponamento; il terzo è valido indipendentemente dal tipo
di chiusura verticale adottato e rimanda comunque a problemi di giunzione, di
fessurazione e principalmente di condensa.
In corrispondenza degli orizzontamenti è necessario prevenire eventuali
deformazioni della muratura, indotte dalle azioni o deformazioni dei solai. A tale
scopo l'utilizzo di una lista comprimibile o bisello elimina l'apparire di fessurazioni;
inoltre, un sigillante elastico elimina le infiltrazioni di acqua.
Figura 1.10a: Attenuazione media del suono in Figura 1.10b: Andamento dell’attenuazione del
una parete in funzione del peso al m2 (---- val. suono in fz.ne della frequenza, per pareti di
mattoni pieni dello spessore di 24 cm (----) e di
teorici; –––– media val. misurati).
cm 12 (––––).
Un altro importante problema che la chiusura verticale è chiamata in qualche modo a
risolvere è quello legato all'attenuazione dei rumori. Da questo punto di vista
l'evoluzione della tecnica edilizia ha ridotto le difese. Infatti, specialmente alle basse
frequenze, l'attenuazione del rumore è legata al peso della parete, mentre la muratura
in laterizio è evoluta nel tempo verso pesi specifici piuttosto bassi. Una sola parete,
14
CHIUSURE VERTICALI
ad esempio, consente una attenuazione di 50 dB se il suo peso è di circa 400 kg/m2.
Un tale peso è attribuibile ad una muratura di cm 25 di spessore realizzata con
mattoni pieni.
Al fine di migliorare le prestazioni acustiche è necessario realizzare pareti strutturate
in modo complesso, invece di pareti omogenee. Un esempio di struttura fonoisolata è
offerto da pareti sottili separate da un'intercapedine d'aria di qualche centimetro di
larghezza, non collegate fra loro rigidamente, in modo da non trasmettere le
vibrazioni dall'una all'altra.
L'isolamento può ulteriormente essere migliorato usando, per le due pareti,
componenti di materiale e spessore differenti, in modo che le frequenze flessionali di
ogni parete non coincidano.
Inserendo materiale da assorbimento acustico nell'intercapedine si ottiene un
aumento dell'isolamento. Anche in questo caso, come per la coibenza termica,
un'attenzione particolare deve essere prestata alla eliminazione dei ponti acustici, vie
preferenziali alla trasmissione del suono.
In assenza di una completa e adeguata normativa di controllo, molti prodotti vengono
immessi sul mercato senza la dovuta sperimentazione. Va inoltre sottolineato che,
per quanto riguarda i prodotti edilizi, non è sufficiente eseguire le prove di
laboratorio sul prodotto "isolato", poiché in tal modo non è verificato il
comportamento del singolo elemento nell'ambito dell'organismo edilizio. Il blocco
alveolato ad esempio può raggiungere, proprio per la sua conformazione, livelli di
imbibizione pari al 40% in peso, rispetto al 10% di un laterizio, pieno o semipieno, di
tipo tradizionale.
Vi è quindi, nei sistemi edilizi realizzati con tali elementi, un maggiore rischio di
risalita capillare dell'acqua nel solido murario. La presenza di umidità altera le
caratteristiche di resistenza termica della muratura e nel contempo facilita l'accumulo
di condensa interna.
Dei percorsi preferenziali di passaggio dell'acqua si instaurano quindi in
corrispondenza di fessurazioni causate da: riprese dell'intonaco esterno; deformazioni
dovute ai processi di assestamento degli orizzontamenti; dilatazioni termiche specie
in prossimità delle aperture delle finestre.
È bene usufruire sempre di una intercapedine, attribuendo solo ad uno degli strati le
funzioni statiche. L'intercapedine può essere di tipo tradizionale o ventilata. È
necessario predisporre un sistema atto a raccogliere le eventuali infiltrazioni
riportandole all'esterno. Anche gli intonaci plastici, largamente utilizzati per le
finiture esterne, possono impedire i processi di rievaporazione dell'umidità penetrata.
1.4 Murature armate.
«Tutte queste specie di muri si possono costruire in due modi, riempiuti o massicci. I
riempiuti sono quando, costruite le due fronti interna ed esterna, lo spazio, che
rimane voto fra l'una e l'altra, si riempie alla rinfusa di pietrame, di calce, di
cementi, di ghiaja.
Ciò si dice riempire a cassa o a sacco: maniera difettosa e debole assai,
specialmente per quei muri, che hanno da reggere a carico, e a spinte. Se mai
qualche ragion particolare permettesse servirsi dell'opera riempiuta, converrebbe,
per ovviare qualunque incidente, legar di tratto in tratto le fronti con buone pietre di
taglio, con ramponi di ferro, o di rame impiombati.»
[da F. Milizia, Principj di architettura civile. Tomo III, Bassano 1813, p. 96].
15
Capitolo 1
La tecnica di integrare le murature lapidee, laterizie o miste con materiali adatti a
resistere agli sforzi di trazione è pratica antica.
Con il termine di murature armate si intendono quei setti murari a conci cui una
armatura metallica aderente attribuisce una significativa resistenza ad azioni
orizzontali e duttilità; con l'associazione alla muratura in conci di una armatura si
conferisce in definitiva al setto la capacità di resistere a sollecitazioni di flessione e
di taglio nonché di sostenere successivi cicli di azioni alterne di trazione e di
compressione, senza una notevole perdita di resistenza. L'argomento è oggetto
dell'EC 8 ed EC 6, Strutture in muratura armata in zone sismiche.
Comunemente vengono individuati tre tipi di murature armate:
• la muratura mista armata;
• la muratura armata ad armatura diffusa;
• la muratura armata ad armatura concentrata.
Questi tre tipi si differenziano non solo per i procedimenti costruttivi che vengono
impiegati per la loro realizzazione, ma soprattutto per le modalità con cui gli
elementi costruttivi funzionali realizzati esplicano la loro capacità di risposta alle
azioni esterne.
Nel caso delle murature miste armate e di quelle ad armatura concentrata si vengono
a determinare nel corpo del setto, indipendentemente dalla necessità di realizzare
vani agibili e senza alcuna variazione della sua configurazione complessiva, delle
aree di discontinuità all'interno delle quali vengono realizzati per concrezione degli
elementi costruttivi funzionali, rispetto ai quali la muratura in conci viene ad
assumere un ruolo portante secondario, anche se collaborativo. Nella muratura mista
armata la funzione principale delle pareti in conci è quella di contenere il getto,
conformando l'anima in calcestruzzo armato, in modo da poter esplicare una
collaborazione alla resistenza complessiva del setto, aumentando la superficie di
aderenza tra i differenti materiali a contatto.
L'uso, nelle armature orizzontali, di sistemi sostanzialmente diversi, quali staffature
locali, posizionate nella presunta area di influenza delle armature verticali, oppure
tralicci continui, evidenzia come non si sia ancora raggiunta una sufficiente
comprensione delle modalità con cui le murature in laterizio collaborino alla
complessiva resistenza delle azioni orizzontali.
Nel caso delle murature armate ad armatura concentrata è invece evidente il
differente ruolo che assumono gli elementi in calcestruzzo armato di rinforzo
localizzato e le parti in laterizio, cui è affidata, oltre la funzione di cassaforma persa,
una generica funzione resistente ai carichi verticali.
Pertanto appare evidente come questi due tipi di murature armate non possano essere
classificate all'interno dei procedimenti a conci, mentre più correttamente debbono
essere considerate come facenti parte, a pieno titolo, dei procedimenti a concrezione
e di quelli a setti intelaiati. In esse è presente un indubbio onere aggiuntivo al costo
di costruzione, per altro comune ad altri procedimenti come quello delle murature
calcolate e delle murature postcompresse.
16
CHIUSURE VERTICALI
Figura 1.11: Muratura mista armata.
17
Capitolo 1
Figura 1.12: Muratura mista armata in mattoni pieni e blocchi di laterizio.
1.4.1 Murature miste armate.
Questo procedimento costruttivo, che deriva dall'opus cæmenticium, consiste nella
realizzazione di una muratura a cassa vuota, all'interno della quale, dopo aver
disposto un'armatura metallica formata da ferri orizzontali e verticali, viene
realizzato un getto di calcestruzzo particolarmente fluido. È un procedimento da
attuarsi interamente in opera, senza l'impiego di particolari attrezzature, affidato alla
18
CHIUSURE VERTICALI
corretta esecuzione dei cicli di lavorazione. Nella maggior parte degli interventi sono
impiegati mattoni pieni o semipieni, con una percentuale di foratura pari al 25%.
Il procedimento di norma si articola nelle seguenti fasi operative:
• realizzazione di una muratura a cassa vuota, costituita da due pareti parallele
in laterizio ad una testa, di altezza pari all'interpiano, collegate tra loro per
mezzo di appositi aggraffaggi o staffe; a queste ultime viene affidato il
triplice compito di rendere maggiormente collaboranti tra loro i vari strati in
fase di esercizio, di contrastare le azioni orizzontali durante la fase di
riempimento dell'intercapedine e di tenere in sito le armature verticali e
orizzontali, che si posizionano contemporaneamente, utilizzando come
distanziatori le staffe o gli aggraffaggi;
• pulitura dell'intercapedine attraverso appositi fori praticati al piede della
parete e loro successiva chiusura;
• esecuzione del getto di calcestruzzo fluido in successive fasi, intervallate da
vibrature dell'impasto, posa in opera degli elementi costruttivi funzionali del
solaio e dell'armatura di solidarizzazione con i setti verticali, ed esecuzione
del getto di solidarizzazione con la parte resistente della chiusura orizzontale.
Per una esecuzione a regola d'arte è bene:
• disporre sul fondo dell'intercapedine uno strato di materiale sciolto per
impedire l'aderenza di eventuali colature di malta al fondo, per facilitare la
pulizia dell'intercapedine e una corretta ripresa del getto;
• realizzare i cementi di malta lungo le facce delle pareti interne
dell'intercapedine leggermente incavati, in modo da aumentare l'aderenza tra
lo strato interno in calcestruzzo ed i paramenti esterni.
Nel procedimento di muratura mista armata l'apparecchio murario è intrinsecamente
disomogeneo e necessita della determinazione, per via sperimentale e caso per caso,
delle sollecitazioni ammissibili e delle influenze della configurazione complessiva
dell'edificio sulla resistenza alle azioni orizzontali. Con questo metodo sono stati
realizzati molti edifici residenziali anche multipiano in aree soggette a rischio
sismico.
1.4.2 Murature armate ad armatura diffusa.
La muratura armata ad armatura diffusa è molto utilizzata nelle costruzioni alte e
antisismiche. In questo procedimento permane attribuita ai conci la funzione portante
principale, al cemento di malta il compito di ripartire uniformemente i carichi e agli
apparecchi costruttivi l'obiettivo di conseguire una omogeneità complessiva
dell'intero setto murario. La funzione resistente resta sempre affidata all'insieme
concio-malta. La collaborazione tra murature in conci ed armatura metallica aderente
attribuisce al setto murario duttilità, vale a dire consente al setto di sopportare azioni
taglianti e flettenti, nonché successivi cicli alternati di trazione e compressione in
regime elastico. Inoltre contribuisce ad attribuire al setto un sufficiente grado di
sicurezza anche in fase di rottura.
In Germania esiste dal 1974 la norma DIN 4159, relativa al sistema costruttivo a
pannelli in calcestruzzo e laterizio messo a punto dall'Istituto per la Ricerca sul
Laterizio di Essen, che costituisce riferimento per i produttori e i costruttori.
19
Capitolo 1
Il procedimento è caratterizzato da una elevata semplicità e flessibilità delle
operazioni di produzione, favorite dalle dimensioni degli elementi costruttivi
funzionali e da una razionalizzazione delle operazioni cantieristiche. Molti dei
blocchi laterizi a foratura orizzontale o verticale sono utilizzabili sia in procedimenti
in opera, sia nella produzione di elementi costruttivi funzionali prefabbricati.
Una classificazione dei sistemi costruttivi è fatta in base alla posizione delle armature
metalliche verticali nei confronti del concio in laterizio. Utilizzando conci
appropriati, gli alloggiamenti per l'armatura aderente possono infatti essere ricavati
all'interno del concio o lungo le sue facce laterali. Il primo sistema utilizza conci
adatti alla realizzazione in opera, l'altro è funzionale alla prefabbricazione di pannelli
portanti, in quanto la conformazione del concio determina anche l'apparecchiatura di
giunto.
Le ricerche condotte per giungere ad una determinazione delle capacità di
prestazione dei setti ad armatura diffusa hanno messo in luce come i conci
alleggeriti, con percentuale di foratura non superiore al 55%, abbiano un
comportamento ottimale in funzione della duttilità complessiva dell'elemento
costruttivo.
Sulle caratteristiche di prestazione ha comunque una notevole influenza la regolarità
della disposizione dei setti che delimitano le celle del laterizio alleggerito. È stato
verificato infatti che la presenza degli sfalsamenti necessari a conferire al blocco
buone caratteristiche di coibenza termica determina una notevole diminuzione delle
capacità di resistenza meccanica.
Per ottenere una buona qualità complessiva della muratura è necessario:
• sovrappore accuratamente i conci in laterizio a foratura verticale in modo da
evitare la riduzione della superficie di contatto tra i blocchi, che hanno una
percentuale di foratura di norma non superiore al 55%;
Figura 1.13: Murature armate ad armatura diffusa in mattoni pieni ed in blocchi di laterizio.
20
CHIUSURE VERTICALI
•
realizzare il cemento per mezzo della stesura di due strisce continue di malta
lungo i bordi esterni del concio, per evitare occlusioni degli alloggiamenti
delle armature verticali, che potrebbero determinare discontinuità nel getto
della malta cementizia con cui si garantisce l'aderenza tra armature e
laterizio;
Figura 1.14: Fasi di esecuzione della muratura.
•
•
posizionare le armature orizzontali ad una distanza dal bordo esterno dei
blocchi tale da garantire che la malta eserciti una sufficiente protezione;
collocare correttamente le barre di armatura verticale e utilizzare una malta
cementizia adeguatamente fluida.
Figura 1.15: Muratura armata ad armatura diffusa con barre verticali alloggiate all’interno del blocco.
1.4.3 Murature armate ad armatura concentrata.
Il procedimento è apparentemente analogo a quello delle murature ad armatura
diffusa, delle quali utilizza molti degli elementi costruttivi base, e realizza di fatto
una serie di setti intelaiati.
21
Capitolo 1
Le murature ad armatura concentrata risultano quindi sostanzialmente differenti nel
loro comportamento statico da quelle ad armatura diffusa, che invece tendono, come
si è visto, a sfruttare appieno le caratteristiche resistenti della muratura a conci,
attribuendole un comportamento duttile anche dopo la fase di fessurazione.
Figura 1.16: Tipologia di blocchi per muratura armata ad armatura concentrata e modalità di
assemblaggio.
22
CHIUSURE VERTICALI
Il procedimento è simile a quello utilizzato per la realizzazione degli scheletri
portanti in calcestruzzo armato.
Per rispondere alla specializzazione realizzata all'interno del setto tra i vari elementi
costruttivi funzionali - irrigidimenti verticali ed orizzontali, specchiature
compartecipanti - questi sistemi costruttivi prevedono l'impiego di una molteplicità
di elementi base.
Per la realizzazione degli irrigidimenti verticali vengono utilizzate casseforme perse
in laterizio, o blocchi ad alta resistenza a compressione e a foratura verticale. Gli
irrigidimenti orizzontali vengono gettati all'interno di casseforme perse in conci di
laterizio opportunamente conformati.
In questo procedimento il prevalente impiego di elementi base a foratura orizzontale
evita il ricorso agli accorgimenti necessari ad una corretta disposizione dei conci e
semplifica l'esecuzione dei cementi di malta.
La realizzazione di murature ad armatura concentrata richiede numerosi cicli
operativi e grande varietà di componenti laterizi.
Per ovviare a tali esigenze molte industrie produttrici si sono orientate, da un lato,
verso la prefabbricazione dei setti, dall'altro, verso l'impiego di componenti
utilizzabili anche per la realizzazione in opera di murature ad armatura diffusa, dando
una maggiore flessibilità d'uso a prodotti originariamente specializzati.
1.4.4 Murature calcolate.
Con il termine muratura calcolata viene comunemente individuata tutta una serie di
realizzazioni sviluppate nell'ambito di ricerche sperimentali tese all'ottimizzazione
delle condizioni di impiego dei setti portanti in laterizio.
Le prime esperienze si hanno nel 1948 in Inghilterra, presso la Building Research
Station ed hanno portato alla redazione di uno specifico Standard Code of Practice, il
CPU 1/48, successivamente aggiornato nel 1964, che ha regolamentato le modalità di
realizzazione delle ossature murarie in laterizio, definito le caratteristiche
meccaniche degli elementi costruttivi base delle malte, ed ha stabilito le prove cui
sottoporre gli elementi costruttivi funzionali per verificarne le effettive caratteristiche
di prestazione.
Il CP111/48 è stato utilizzato dai governi locali per interventi sperimentali
nell'edilizia per l'istruzione, cioè per edifici bassi con schemi costruttivi semplici. La
scelta di impiegare i procedimenti a setti in laterizio rispondeva alla situazione
economica e produttiva contingente e, nello stesso tempo, era funzionale ad uno
sviluppo produttivo e tecnologico specifico dell'industria del laterizio. In Svizzera le
attività di ricerca e di sperimentazione sono coordinate da un apposito organismo
federale, l'EMPA, con la collaborazione delle ditte produttrici di laterizi e delle
imprese costruttrici.
1.4.5 Murature postcompresse.
Le murature postcompresse costituiscono un'applicazione alle murature delle
tecniche messe a punto per la realizzazione degli elementi costruttivi funzionali in
calcestruzzo precompresso. Di norma il procedimento trova applicazione nella
realizzazione di chiusure verticali portate o di setti portanti per edifici monopiano.
Questa limitazione d'impiego è dovuta al fatto che l'azione di postcompressione, che
rende il setto nel suo complesso capace di sopportare azioni flettenti, induce, nella
fase di esercizio, una notevole sollecitazione di compressione, che si viene ad
23
Capitolo 1
aggiungere a quella prodotta dal peso proprio dell'elemento e dagli eventuali carichi
agenti.
Sono individuabili due differenti procedimenti costruttivi per la realizzazione dei
setti postcompressi. L'applicazione di queste differenti tecniche di postsollecitazione
determina una differente strutturazione del setto e l'affidamento di ruoli
sostanzialmente diversi alla muratura a conci.
La tecnica a cavi aderenti prevede, dopo la tensione dei cavi, il getto di un
calcestruzzo particolarmente fluido all'interno dell'intercapedine realizzata dalle due
pareti in mattoni; analogamente al caso delle murature miste armate, si conferisce
all'anima in calcestruzzo postcompresso la funzione resistente principale, assegnando
alle pareti di mattoni un ruolo secondario.
La tecnica a cavi liberi o delle murature postcompresse prevede la sollecitazione
applicata direttamente al setto murario a cassa vuota o a diaframmi, realizzato in
laterizi ad alta resistenza, che assume complessivamente la capacità di resistere ad
azioni normali al piano di giacitura.
Le realizzazioni sperimentali fatte in Inghilterra e negli Stati Uniti sono limitate alla
costruzione di edifici per l'istruzione e per servizi comunitari, associando il
procedimento costruttivo a chiusure orizzontali leggere ad ordito ligneo o metallico.
1.5 Pareti in legno.
1.5.1 Il legno.
II legno è il tessuto vegetale costituente le piante arboree. Il tessuto vegetale è
formato da macromolecole di cellulosa (C6H10O)n di forma allungata, chiamate fibre.
Le fibre costituiscono la struttura portante del legno. Le macromolecole di cellulosa
sono molecole di glucosio condensate, provenienti dalla trasformazione, mediante
fotosintesi clorofilliana, di acqua e anidride carbonica. Le fibre cellulosiche tendono
ad unirsi ordinatamente, assumendo un certo grado di cristallinità. Esse sono tenute
insieme dalla lignina OCH3, sostanza aromatica che conferisce una certa tenacità
all'intreccio fibroso.
Tra le sostanze di origine organica presenti nel legno gli estrattivi, quali fenoli,
tannini, resine o composti azotati, influiscono sulle proprietà fisiche e chimiche dei
legnami. La struttura del fusto, delle radici, dei rami è formata da strati concentrici: a
partire dal nucleo centrale, secondo la norma UNI 4390, gli strati sono così
denominati: midollo, cuore, legno, alburno, cambio, libro e corteccia.
Durante la stagione della crescita, lo spessore del tessuto vegetale di un albero
aumenta in seguito alla scissione, che ha luogo nel cambio, di un sottile strato di
cellule. Queste cellule formano, annualmente, una sorta di fodera inserita tra la
corteccia ed il legno vecchio.
La zona più interna e più vecchia del fusto è detta durame. Il durame è costituito da
cellule prive di funzione vitale, più povere d'acqua. L'alburno è la zona più periferica
ed è costituita da cellule ancora vitali. L'acqua che circola all'interno delle cellule è
detta di imbibizione. L'acqua che si trova nelle sostanze che costituiscono le pareti
delle cellule è detta di saturazione. Nel legno fresco è contenuta acqua la cui
percentuale può variare dal 20% al 50%. In seguito all'abbattimento della pianta il
legno inizia a perdere l'acqua di imbibizione e parte dell'acqua di saturazione
attraverso la stagionatura.
24
CHIUSURE VERTICALI
La stagionatura del legno può avvenire in maniera
naturale o artificiale. Nella stagionatura naturale il
legname tagliato e decorticato viene disposto in cataste,
sistemate in modo opportuno, e lasciato all'aria per
periodi compresi fra 1 e 5 anni.
La prima lavorazione del legno è la segagione che viene
fatta nel senso della lunghezza del tronco. Tra i metodi
di segagione il taglio a mezzone, progressivo o mediante
unico passaggio in sega multilama, produce la tavola di
maggior lunghezza; questi segati tuttavia tendono ad
Figura1.17: Taglio a mezzone.
imbarcarsi trasversalmente. È preferibile il taglio per
quarti, nelle sue diverse varianti, che consente di ottenere la maggiore quantità di
segati specchiati, meno deformabili.
Tabella 1.III: Variazione volumetriche del legno in funzione dell’igroscopicità.
Direzione rispetto agli anelli
Tangenziale
Radiale
Longitudinale
Ritiro % in volume
7 – 12
3 – 16
0.1 – 0.3
Rigonfiamento % in
volume
6 – 12
3–5
0.1 – 0.5
Nella stagionatura artificiale i tronchi, o il semilavorato, vengono disposti in
opportuni essiccatoi a vapore, con temperature comprese tra i 40 e i 150 °C. I
procedimenti di stagionatura del legno in tronchi o sotto forma di semilavorati sono
oggetto delle norme UNI 4391, UNI 3253.
Con la stagionatura, l'acqua presente nel tronco si riduce al 12-18%.
La struttura vegetale è caratterizzata da una disposizione monodirezionale di fibre
che induce nel legno comportamenti anisotropi.
Tra i difetti strutturali si elencano:
• fusto ad asse non rettilineo;
• fibre con andamento elicoidale;
• presenza di nodi o discontinuità dovute agli innesti delle ramificazioni;
• spaccature causate da sbalzi termici; cipollatura, ovvero distacco parziale tra
due anelli annuali causato dal gelo;
• eccentricità del cuore, dovuta alla presenza di anelli a spessore variabile.
Altri difetti possono essere provocati da:
• insetti xilofagi che provocano gallerie;
• carie o tarlature;
• micelio dei funghi, che rende il fusto spugnoso e privo di resistenza.
1.5.1.1 Classificazione dei legnami.
Ogni tipo di pianta arborea è chiamata essenza. Ogni essenza è costituita da sostanze
in fase solida e da acqua in proporzioni variabili.
25
Capitolo 1
Tali proporzioni dipendono, per una stessa essenza anche da:
• area geografica di provenienza;
• giacitura della coltivazione;
• periodo vegetativo del taglio;
• età della pianta; stagionatura.
La classificazione dei legnami può essere effettuata sulla base della nomenclatura
delle specie botaniche; in base alla provenienza e all'impiego per cui l'essenza e più
adatta, i diversi criteri di classificazione sono soggetti alle norme UNI 2853-2854 e
3917.
Le essenze impiegate in edilizia sono:
• le conifere, dette anche resinose, costituite da cellule allungate che fungono
da sostegno e da canali di conduzione dei succhi linfatici, cui è affidata la
nutrizione della pianta;
• le latifoglie, con un tessuto formato da due diversi tipi di cellule che
svolgono la funzione meccanica di sostegno e che costituiscono il sistema
vascolare per la linfa.
Tabella 1.IV: Classificazione delle essenze più diffuse.
Nome essenza
Conifere leggere Abete bianco
Abete rosso
Conifere medie
Latifoglie
leggere
Latifoglie medie
Peso
specifico
[kg/dm3]
0.3 – 0.6
0.6 – 0.8
Larice
Pitch-pine
Pino d'aleppo
Pino
marittimo
Abete douglas
0.5 – 0.7
Frassino
Pioppo
Faggio
Castagno
Latifoglie pesanti Quercia
Rovere
0.7 – 0.8
0.8
Lavorabilità
Tenero,
lavorabile.
Duro
Tenero,
elastico.
Duro,
lavorabile.
Duro
Impieghi
Palificazioni,
casseforme
truciolati.
Traversine,
infissi,
pavimenti,
costruzioni navali.
Manici per
utensili,
compensati.
Traversine,
travature, infissi.
Travature,
pavimenti,
costruzioni navali.
1.5.1.2 Caratteristiche e requisiti dei legnami.
Tra le diverse proprietà che caratterizzano il legno vi sono:
• igroscopicità: indica, in termini percentuali, la capacità del legno di assorbire
umidità dall'ambiente in presenza di determinate condizioni di temperatura e
26
CHIUSURE VERTICALI
•
•
•
•
di umidità relativa. Il legno, in presenza di ambiente umido, tende ad
assorbire acqua sotto forma di vapore, che viene restituita all'ambiente
qualora si verifichi la diminuzione dell'umidità relativa. Il tenore di umidità
consentito in un legno è oggetto delle norme UNI 3266 e 4145.
L'assorbimento e la cessione di acqua da parte del legno sono accompagnati
da variazione di volume: rigonfiamento o ritiro. Le variazioni di volume
dell'elemento di legno avvengono in maniera non uniforme. Al fine di evitare
fessurazioni, in seguito a ritiro, imbarcamenti o rigonfiamenti, causati
dall'umidità è possibile controllare il passaggio dell'acqua tra legno e
ambiente, mediante l'applicazione sulla superficie del legno di sostanze
vernicianti o coprenti;
peso specifico apparente o massa volumica: il peso specifico assoluto è
uguale per tutte le essenze e ha un valore pari a 1,54 g/cm3. Il peso specifico
apparente varia in funzione della provenienza delle stesse da diverse specie
arboree. Il peso specifico apparente di un legno essiccato all'aria, in
condizioni ambiente, è funzione del tipo di struttura cellulare e della presenza
di vuoti e varia da 0,3 a 0,9 g/dm3. II tipo di prove per la determinazione del
peso specifico apparente del legno è oggetto della norma UNI 3266;
permeabilità all'acqua: dipende dal tipo di essenza da cui il legname
proviene; è maggiore nella direzione delle fibre, diminuisce in direziono
tangenziale ad esse;
resistenza: il legno si comporta in maniera diversa in funzione dell'angolo
che la direziono della forza applicata forma con quella delle fibre. Varia
inoltre in funzione della percentuale d'acqua contenuta nel legno;
durezza: è il requisito che consente di valutare la possibilità di lavorare un
determinato tipo di legno. La durezza viene misurata valutando il carico
necessario per infiggere nel provino ligneo una sfera d'acciaio di raggio
uguale a 5,642 mm. In base ai risultati viene valutata la lavorabilità del legno.
Tabella 1.V: Durezza del legno.
Durezza del legno
Molto duro
Duro
Medio duro
Tenero
Tenerissimo
Carico necessario all’infissione
[kg/cm2]
1000 – 1500
650 – 1000
500 – 600
350 – 500
Inferiore a 350
1.5.1.3 Trattamenti del legno.
Al fine di prevenire il deterioramento del legno a causa di variazioni di umidità
ambientale, attacco da parte di insetti xilofagi o funghi, esistono specifici metodi di
trattamento. In termini generali si distinguono trattamenti superficiali e trattamenti
impregnanti. I trattamenti superficiali, vernici, pitture, catrame, vengono spalmati o
spruzzati sulla superficie del legno e costituiscono, una volta essiccati, una pellicola
protettiva superficiale.
Le vernici lasciano sulla superficie una pellicola trasparente; non modificano la
pigmentazione naturale e lasciano visibile il supporto ligneo sottostante.
27
Capitolo 1
Le pitture sono ottenute aggiungendo alle vernici dei pigmenti di natura diversa in
grado di costituire un film protettivo trasparente o coprente a seconda del tipo e della
quantità dei pigmenti adoperati. I trattamenti superficiali richiedono frequenti
manutenzioni, in particolare la rimozione della pellicola esausta, la preparazione
della superficie e l'applicazione di una nuova pellicola.
I trattamenti impregnanti, invece, prevedono l'assorbimento, secondo varie tecniche,
da parte della massa legnosa di sostanze in grado di renderla impermeabile e
inattaccabile. Alcuni di questi trattamenti sono in grado anche di migliorare le
prestazioni meccaniche del legno stesso.
Un altro trattamento a cui si sottopone il legno è il trattamento di ignifugazione.
Anche questo trattamento è di tipo superficiale o impregnante. Il metodo è usato per
attenuare nel legno la propagazione delle fiamme. Infatti, il legno, a causa della sua
composizione chimica, è un materiale facilmente combustibile e infiammabile; i
trattamenti di ignifugazione in generale, mirano a rendere la sua eventuale
combustione lenta e incompleta, in modo tale che la zona periferica investita dalle
fiamme non ne generi di nuove, ma entri in combustione formando una crosta
carbonizzata che, grazie alla sua scarsa conducibilità, sia in grado di proteggere le
parti più interne del legno.
1.5.2 Prodotti derivati dal legno.
Al fine di ridurre alcuni dei difetti che il legno presenta, a causa della sua origine
naturale, esistono prodotti derivati dal legno che, conservando gran parte delle
caratteristiche positive, ne migliorano le prestazioni e i requisiti. Particolare cura va
posta alle modalità di giunzione degli elementi lignei.
I derivati del legno vengono classificati sulla base della lavorazione che la materia
prima subisce. Le lavorazioni per ottenerne derivati si distinguono in compensazione,
sfibratura, miglioramento.
La compensazione migliora e rende omogenee le prestazioni meccaniche del legno
attraverso l'incollaggio di strati di legno con le fibre disposte ortogonalmente le une
rispetto alle altre; in questo modo, la minore resistenza alle sollecitazioni in una
direzione presentata da uno strato (anisotropia) viene compensata dall'altro in
maniera opportuna. Tra i prodotti ottenuti per compensazione si elencano:
• compensati: sono costituiti da sottili fogli di legno, ottenuti per sfogliatura o
tranciatura, incollati fra loro a caldo (95-100°C) e sottoposti a pressatura. I
fogli sono di spessore compreso tra mm 0,15 e 1,50; vengono ricoperti con
soluzioni acquose di resine di varia natura e di grande resistenza meccanica
ed incollati in modo tale che, come si è detto, negli strati sovrapposti le fibre
abbiano direzioni sfalsate di un certo angolo al fine di rendere omogenee
quelle caratteristiche, soprattutto fisiche, che nel legno risultavano anisotrope;
• multistrato: si intendono i compensati formati da più di tre fogli di legno;
• paniforti: sono pannelli costituiti da due strati esterni di compensato, tra i
quali sono interposti alcuni listelli disposti con le fibre ortogonalmente a
quelle dei pannelli esterni. Le definizioni, la classificazione, la composizione,
le prestazioni, i requisiti e le prove riguardanti paniforti e compensati sono
oggetto delle norme UNI dalla 6467 alla 6483.
La sfibratura disgrega il tessuto fibroso del legno e costituisce, mediante la
successiva agglomerazione tra le fibre legnose e il legante, un prodotto che, anche se
28
CHIUSURE VERTICALI
non omogeneo, presenta comportamenti isotropi. Tra i prodotti derivati per sfibratura
ci sono:
• pannelli di lana di legno: sono ottenuti per agglomerazione di trucioli di
legno, provenienti dalla lavorazione del legno, essiccati e opportunamente
trattati, per evitarne la putrefazione, mescolati a collanti o resine artificiali. Il
prodotto cosi ottenuto, anche se piuttosto poroso, presenta proprietà
meccaniche uniformi in tutte le direzioni. Le norme che riguardano questo
derivato del legno sono: le UNI/2088-2089 per quanto riguarda le dimensioni
e tolleranze dimensionali; le UNI/3746-3748, per quanto riguarda le prove
meccaniche; dalla UNI 4369 alla UNI 4371 e dalla UNI 5063 alla UNI 5068
per quanto riguarda la composizione chimica e le caratteristiche;
• pannelli in fibre di legno: costituiti da scarti provenienti dalla lavorazione
del legno o da ramaglie degli alberi. Il materiale legnoso, sfibrato, viene
impastato con leganti o colle e sottoposto a pressatura. I pannelli ottenuti
sono caratterizzati da proprietà meccaniche omogenee nelle varie direzioni
inoltre la lavorazione consente di ottenere prodotti più o meno porosi in
funzione dell'impiego del pannello stesso. I pannelli meno porosi posseggono
migliori caratteristiche meccaniche, un peso specifico più alto ed una minore
permeabilità all'acqua; i pannelli caratterizzati da una maggiore porosità
presentano resistenze meccaniche più basse, ma buone prestazioni di
coibenza termica e acustica;
• lastre di agglomerato ligneo o truciolati: sono ottenute da impasti di scaglie
e piccoli trucioli e leganti di diversa natura: organici, inorganici o colle
sintetiche. Dall'impasto successivamente sottoposto a compressione o ad
estrusione, si ottengono lastre di peso specifico variabile, facilmente
lavorabili e piuttosto resistenti. Le norme che classificano e descrivono le
prove cui deve essere sottoposto tale materiale sono le: UNI 4866-4867, UNI
dalla 4868 alla 4872;
• legno lamellare o stratificato: è ottenuto tagliando il legno, opportunamente
essiccato, in sottili strati, lamelle, o piccole assi che, impregnati di resina,
vengono incollati gli uni agli altri mediante pressatura. Tale lavorazione
consente di ottenere elementi strutturali di notevoli dimensioni, piuttosto
flessibili e caratterizzati da resistenze meccaniche omogenee e spesso
superiori a quelle della corrispondente essenza legnosa d'origine. I trattamenti
che il legno lamellare subisce lo'rendono particolarmente resistente all'azione
dei parassiti, degli agenti chimici e del fuoco. Attualmente, mancando la
normativa specifica, è possibile fare riferimento alle norme vigenti in
Germania (DIN 1052), in Francia (REGLES C.B. 71), in Svizzera (SIA 164).
Il miglioramento si occupa di migliorare le prestazioni meccaniche e di durabilità del
legno, mediante procedimenti impregnanti o trattamenti meccanici che ne aumentano
la compattezza e la resistenza. Tra i prodotti ottenuti secondo la tecnica basata sul
principio del miglioramento si hanno:
• i legni impregnati ottenuti impregnando il legno con resine sintetiche che lo
rendono più resistente agli attacchi dei parassiti e del fuoco e ne
diminuiscono la porosità, rendendolo compatto e meno sensibile alle
variazioni di umidità ambientale;
• i legni metallizzati ottenuti impregnando il legno con metalli caratterizzati da
un basso punto di fusione. Questo prodotto assicura ottime prestazioni
29
Capitolo 1
meccaniche ma l'alto costo di produzione ne consiglia l'uso solo in particolari
impieghi (costruzioni di parti di macchine).
1.5.3 Pannelli di legno.
Per le caratteristiche fisiche e meccaniche, ed in particolare per la sua spiccata
resistenza a sforzi di flessione, il legno e stato impiegato in modo multiforme nella
realizzazione degli edifici. Si passa dal semplice architrave elastico ad elementi più
complessi, come solai e pareti, sino all'intero organismo edilizio realizzato
giustapponendo in orizzontale grossi tronchi rettilinei secondo il procedimento a
blinde, per giungere al leggero prefabbricato del balloon-frame.
Figura 1.18: Struttura a balloon-frame: i piedritti sono continui fino alla
copertura.
30
CHIUSURE VERTICALI
Con il legno si realizzano generalmente strutture intelaiate; in queste ha molta
importanza il modo di conformare nodi e giunzioni. La specchiatura racchiusa nel
telaio è tamponata con materiali meno nobili ed eventualmente rivestita all’esterno.
La struttura intelaiata può essere realizzata da una serie di elementi verticali ed
orizzontali, più o meno fitti , tamponati in modo diverso. Se gli elementi sono molto
distanziati, il tamponamento utilizza una intelaiatura secondaria fissata a quella
principale.
Il tamponamento può essere realizzato anche in laterizio, con disposizioni libere ed
intenti decorativi.
Nel XIX secolo, con il procedimento a balloon-frame
o con quello analogo del platform-frame, si diffonde la
produzione in serie di elementi lignei normalizzati ed
unificati, in grado di razionalizzare e ridurre i tempi di
costruzione. Questi procedimenti prevedono l'uso del
legno sia per l’ossatura portante che per i
tamponamenti.
La chiusura verticale ha anche funzione di
controventamento e ripartizione dei carichi orizzontali.
La disarticolazione in elementi costruttivi di
dimensioni ridotte comporta una elevata flessibilità
costruttiva. Il balloon-frame è ancora oggi il sistema
più usato nella costruzione della casa monofamiliare.
Sono attualmente in produzione pannelli di legno per
tamponamento o finitura, realizzati con differenti
tecnologie. In genere si ricorre al pannello multistrato,
interponendo isolanti, intercapedini barriere al vapore.
Al problema legato al fenomeno del ritiro, che può
compromettere la tenuta fra i pannelli, si cerca di
rispondere utilizzando legno ben stagionato, oppure
secondo la tecnica del balloon-frame, impiegando
compensati tavolati ed elementi di piccola sezione più
facilmente stagionabili.
La parete deve essere impermeabile all'aria e
all’umidità; si utilizzano a questo scopo particolari
trattamenti impregnanti che necessitano di periodiche
manutenzioni.
Figura 1.19: Struttura a
L’impiego di pannelli di legno e derivati per le finiture platform-frame: la chiusura
esterne si è diffuso con la tecnica realizzativa della orizzontale interrompe la
continuità dei piedritti.
facciata ventilata.
1.6 Facciate leggere.
La facciata leggera è realizzata con elementi prefabbricati di materiale diverso dal
calcestruzzo o dalla muratura. I singoli elementi hanno il peso generalmente inferiore
a 100 kg per m2 e non hanno caratteristiche portanti. I pannelli di facciata leggera
possono necessitare di una finitura interna, uno strato cioè di controparete.
Nelle Direttive comuni per l'Agrément tecnico delle facciate leggere dell'UEAtc
vengono individuate le categorie di facciate leggere riguardanti sia le modalità
realizzative, sia gli elementi con i quali vengono realizzate. Una prima
31
Capitolo 1
classificazione riguarda le facciate leggere complete, intendendo con tale definizione
quelle facciate "realizzate interamente con un sistema particolare ben definito ed
identificabile". Le facciate leggere complete sono classificate secondo le modalità di
messa in opera del pannello.
In particolare la facciata cortina è costituita da un elemento parete completamente
esterno ai solai; la facciata semi-cortina è costituita da più elementi parete, non tutti
esterni ai solai; infine la facciata pannello è una facciata leggera compresa fra i solai.
Ancora in merito alle modalità costruttive la facciata leggera può essere ventilata,
traspirante, non ventilata e non traspirante.
La prima è una facciata che presenta una intercapedine comunicante con l'esterno; la
seconda non ha intercapedine e la parete esterna è permeabile al vapore acqueo; la
terza, anch'essa senza intercapedine, ha le pareti interna ed esterna assolutamente
impermeabili al vapore acqueo.
Per quanto riguarda invece le tipologie dei pannelli utilizzati, la classificazione si
riferisce sia alla geometria del pannello che alle modalità di messa in opera.
I requisiti che la facciata leggera deve soddisfare riguardano in prima istanza quelli
relativi a tutte le chiusure verticali in genere e cioè di sicurezza, di comfort termico
ed acustico, di igiene. Ad essi vanno aggiunti i requisiti relativi alla impermeabilità,
sia della parete che dei giunti, ad evitare fenomeni di condensa all'interno
dell'ambiente e della parete stessa, in relazione al fatto che la parete sia del tipo
ventilato, non ventilato, non ventilato e non traspirante. Altre specificazioni sono
relative al deterioramento dell'aspetto, alla resistenza agli urti, agli incendi, ai
terremoti, alla manutenibilità.
1.6.1 Pannelli metallici.
I pannelli metallici hanno una struttura multistrato costituita da una superficie esterna
metallica variamente trattata, un pacchetto di materiali isolanti, uno strato di finitura
interna realizzato in modi diversi. Il pannello multistrato è detto sandwich quando
non necessita di operazioni di completamento degli strati; è chiamato deck quando
necessita di una finitura interna. In quest'ultimo caso lo strato o il multistrato interno
è eseguito in opera.
I materiali maggiormente utilizzati per la realizzazione di pannelli metallici sono
l'acciaio, il ferro zincato, l'alluminio; più raramente le altre leghe.
Lo spessore complessivo in genere è compreso tra mm 30 e mm 120, ed il peso entro
i 40 kg/m2. La lamiera d'acciaio offre un'elevata resistenza meccanica in rapporto al
peso per metro quadrato.
Il pannello può essere fornito completo di vani trasparenti o serramenti apribili.
Il rivestimento esterno può essere costituito da un unico foglio di lamiera, liscia,
nervata con rilievi più o meno evidenti, imbutita, in trance già accoppiate in officina.
Nel caso dei pannelli in alluminio, il rivestimento esterno può essere di lamiera o in
profili estrusi accoppiati.
La finitura superficiale deve essere inalterabile, resistente agli agenti atmosferici
facilmente manutenibile; può essere eseguita, in relazione ai supporti, in smalto
porcellanato, con vernici o con pellicole plastiche appropriate; gli elementi di
alluminio possono essere anodizzati con i diversi cromatismi consentiti dal
trattamento. Lo strato isolante può essere formato da strati rigidi, compatti o cellulari
e da resine espanse iniettate nell'involucro o da intercapedini.
32
CHIUSURE VERTICALI
Gli spessori dipendono dalle caratteristiche dei materiali usati e dal ruolo svolto dal
pannello nell'ambito dell'organismo.
L'ancoraggio dei pannelli alla struttura sottostante avviene mediante profilati
ammorsati alla struttura stessa, oppure i pannelli sono fissati ad un telaio ausiliario
che a sua volta viene ancorato alla struttura.
La resistenza del pannello è assicurata dalla stessa conformazione della superficie
della lamiera che può essere ulteriormente rinforzata mediante l'interposizione, sulla
sua faccia immediatamente interna, di strati irrigidenti.
Molta importanza acquisisce il disegno del giunto, non solo da un punto di vista
tecnico costruttivo ma anche per l'effetto che le linee di giunto, se visibili, creano
nell'immagine architettonica, rispetto all’iterazione del pannello stesso. Il giunto
deve garantire la tenuta alle infiltrazioni di acqua e di aria. E’ necessario che la
connessione consenta spostamenti differenziali degli elementi rispetto alla struttura
rivestita. La configurazione del giunto deve essere tale da ridurre il fenomeno dei
ponti termici.
I giunti possono essere risolti con diverse modalità geometriche, cui corrisponde una
differente terminologia di non univoca decodificazione: per sovrapposizione, per
incastro, per accostamento, ad anima, a scanalatura, a labirinto.
I fissaggi sono effettuati con rivetti, viti passanti, graffe; i fissaggi di tipo a
scomparsa consentono un elevato livello di finitura. È possibile anche utilizzare
collanti. I giunti possono essere sigillati con resine o guarnizioni; è necessario che la
loro ubicazione consenta la manutenzione, la rimozione e sostituzione nel tempo del
pannello.
Figura 1.20: Tipi di acoraggio del pannello al telaio ausiliario (sezioni orizzontali):
1. giunto con doppio profilo in alluminio e
4. giunto con fissaggio meccanico sul pannello;
neoprene;
5. giunto inserito nel telaio e collegato con
2. giunto con doppio profilo in alluminio;
silicone strutturale;
3. giunto realizzato nei risvolti laterali del
6. giunto con fissaggio meccanico a coprifilo.
pannello;
33
Capitolo 1
Figura 1.21: Pannelli metallici per chiusure verticali.
34
CHIUSURE VERTICALI
1.6.2 Laminati plastici.
Le pannellature leggere vengono realizzate anche impiegando le materie plastiche. I
prodotti oggi in commercio garantiscono elevate caratteristiche di durata, isolamento,
resistenza, lavorabilità.
Tra i materiali utilizzati per le superfici esterne dei pannelli si trovano il
policarbonato rinforzato con fibre di vetro, il fibrocemento senza impiego di amianto,
secondo quanto stabilito dalla legislazione vigente, e molti altri prodotti industriali
adatti a resistere agli agenti atmosferici. A tale scopo viene anche utilizzato un
impasto di pietra naturale macinata, ad esempio il granito, di resina poliestere e fibra
di vetro.
Le superfici esterne possono essere piane o in rilievo. I pannelli possono usufruire di
intelaiature sussidiarie per il montaggio, costituite da profili di ferro zincato,
alluminio, ovvero sistemi di zancatura puntiformi.
Ampia utilizzazione nel settore hanno i pannelli in laminato, costituito da fogli di
carta kraft, un materiale molto resistente e protettivo impiegato in edilizia,
impregnati con resine termoindurenti. Le superfici esterne sono rivestite con fogli
decorativi impregnati con resine meleminiche. Il processo di produzione prevede che
il pannello sia sottoposto all'azione combinata di pressione e calore in apposite
presse, in cui avviene la policondensazione delle resine.
La rispondenza alle norme internazionali, garantita dalle certificazioni tecniche,
prevede la verifica delle tolleranze dimensionali, della resistenza agli agenti
atmosferici, del comportamento statico, della durabilità, del comportamento al fuoco.
1.6.3 Pareti traslucide.
La chiusura traslucida è costituita da un materiale che si lascia attraversare dalla luce,
pur non permettendo di vedere i contorni degli oggetti che sono al di là di esso. Le
pareti sono costituite da elementi di produzione industriale; questi ultimi possono
essere assemblati in opera o fuori opera; lo spessore, in particolare, determina le
caratteristiche isolanti dell'elemento.
1.6.3.1 Vetrocemento.
Si usa questo nome sintetico per denominare un modo di mettere in opera elementi di
vetro ad alta resistenza meccanica, prodotti in diversi formati. Questi elementi, i
diffusori, sono inseriti in una maglia costituita da una intelaiatura di cemento armato
con funzione portante.
L'accostamento di vetro e cemento è possibile grazie alla compatibilità dei rispettivi
coefficienti di dilatazione, che presentano valori simili. La geometria dei diffusori è
molto varia ma le dimensioni rimangono abbastanza contenute, poiché condizionate
dal procedimento di colatura. Gli elementi sono di varie tipologie: a tazza, a piastra,
con il bordo rialzato, a camera d'aria. La finitura superficiale dell'elemento può
essere liscia, rigata, granulata, a punta di diamante; il vetro può essere colorato in
pasta.
Il tipo a camera d'aria può essere prodotto con l'applicazione di apposite piastre di
chiusura, che evitano la formazione di condensa, o con la saldatura a fuoco delle due
pareti; la camera d'aria rarefatta all'interno consente un buon isolamento termico ed
acustico.
Sono in commercio prodotti con caratteristiche antisfondamento.
35
Capitolo 1
Figura 1.22: Alcune tipologie di diffusori in vetro.
La realizzazione di una muratura con elementi traslucidi di piccole dimensioni
prevede la predisposizione di cartoni catramati e feltri bitumati lungo il perimetro
della chiusura per consentire limitati spostamenti e mantenere la libertà dei vincoli. I
ferri di armatura verticali e orizzontali vanno affogati in una malta cementizia
particolarmente fluida. Se le dimensioni della parete rispetto ai singoli elementi lo
consentono, si può usare solo il collante. In alcune soluzioni costruttive, nelle pareti
in vetrocemento possono essere inseriti anche elementi mobili che consentano
l'aerazione dell'ambiente.
Non essendo sempre possibile sezionare il singolo elemento, nella progettazione di
una parete traslucida si dovrà tenere conto della dimensione modulare degli elementi
scelti. Gli elementi possono essere preassemblati in pannelli. I pannelli prefabbricati
hanno dei limiti dimensionali, sia per ragioni tecnico-costruttive, che per difficoltà di
movimentazione. Le dimensioni di riferimento prevedono che la lunghezza non
superi m 7,50 e l'altezza non superi m 6; comunque la superficie massima del
pannello è compresa in m2 13.
1.6.3.2 Vetri strutturali.
Sono in produzione barre di vetro di lunghezza variabile da 3 a 7 metri chiamate
comunemente vetro strutturale. Sono elementi autoportanti.
La larghezza è di cm 30 circa e lo spessore di mm 6 circa. Sono più fragili degli
elementi di piccole dimensioni e per questo talvolta sono rinforzati con fili di acciaio
inox inseriti nella pasta vetrosa. L'uso di questi elementi prevede l'adozione di un
telaio metallico al quale le lastre sono collegate.
Molto diffuse sono le U-glass, nome derivato dal profilo ad U. Possono essere
assemblate secondo tre modalità: ad elementi accostati, ad elementi incastrati, a
camera d'aria. Un più efficace isolamento termo-acustico si può ottenere montando le
barre di vetro in posizione contrapposta ed interponendo tra le barre uno speciale
foglio in fibra di vetro.
36
CHIUSURE VERTICALI
Figura 1.23: Posa in opera di elementi U-Glass.
1.6.3.3 Materiali sintetici.
La trasparenza della parete può essere ottenuta anche con l'impiego di materiali
sintetici in lastre, come il polimetilmetacrilato o il policarbonato. Sono materiali
molto resistenti, facilmente lavorabili, al pari dei metalli teneri e del legno. Oltre ad
avere caratteristiche antisfondamento, queste lastre hanno notevoli capacità
prestazionali.
Le lastre possono essere lisce, nervate, alveolate. Queste ultime possono essere
assemblate con l'ausilio di profili di tenuta in metallo o nello stesso materiale,
utilizzando meccanismi a scatto o ad incastro. La larghezza e lo spessore di queste
lastre non si differenziano molto da quelle precedenti; la lunghezza invece può
raggiungere i m 12.
I materiali organici tendono nel tempo a perdere alcune caratteristiche,
deteriorandosi. È necessario assicurarsi, nella condizione d'uso prevista, della
conservazione nel tempo delle caratteristiche meccaniche e fisiche, o meglio della
durata ed eventuale sostituzione degli elementi.
37
Capitolo 1
38
PARETI IN CALCESTRUZZO: REQUISITI E PRESTAZIONI
Capitolo 2: PARETI IN CALCESTRUZZO: REQUISITI E
PRESTAZIONI
2.1 Introduzione
I requisiti riferiti alle strutture riguardano il loro comportamento rispetto ad esigenze
di ordine generale e specifico relative a: sicurezza e gestione (mantenimento
dell'integrità iniziale e durabilità).
Altri requisiti in ordine al benessere, alla fruibilità, alla percezione visiva sono
considerati, come già detto, allorché le stesse soluzioni vengono descritte in quanto
elementi di chiusura o di partizione, sia come soluzioni tecniche (setti, solai) che in
quanto parti inserite in strati di chiusura o partizione (ponti termici costituiti da travi
e pilastri).
L'esplicitazione in forma misurabile o comunque valutabile delle prestazioni da
fornire costituisce il sistema delle specifiche di prestazione. Requisiti e specifiche di
riferimento riguardano le singole parti e il sistema nel suo insieme, nel caso delle
strutture infatti la funzione portante è necessariamente assicurata solo attraverso un
corretto funzionamento a sistema degli elementi nei riguardi dei carichi di esercizio e
dei carichi delle diverse parti tecniche.
2.2 Resistenza al fuoco
Le strutture di elevazione di un edificio devono presentare una resistenza al fuoco
(REI) non inferiore a quella determinabile, in funzione del carico d’incendio,
seguendo le procedure contenute nella C.M. dell’Interno 14.9.1961 n° 91.
In particolare le strutture in elevazione dei vani scala e/o ascensori, dei filtri a prova
di fumo1 e di suddivisione dei compartimenti antincendio2 devono avere la resistenza
al fuoco indicata di seguito, espressa in termini di tempo durante il quale la struttura
conserva stabilità, tenuta alla fiamma e ai fumi e isolamento termico:
Tabella 2.I: Valori di resistenza al fuoco.
Altezza
antincendio3
da 12 a 32 m
da 32 a 80 m
oltre 80 m
REI
604
90
120
1
Filtro a prova di fumo è un vano delimitato da strutture con resistenza al fuoco REI predeterminata
(comunque non inferiore a REI60), dotato di due o più porte munite di congegni di autochiusura con
resistenza la fuoco REI predeterminata (sempre non inferiore a REI60), dotato di un camino di
ventilazione di sezione adeguata (minimo ammesso 0,10 m2) sfociante al di sopra della copertura
dell’edificio.
2
Compartimento antincendio è una parte di edificio delimitata da elementi costruttivi di resistenza al
fuoco predeterminata e organizzata per rispondere alle esigenze della prevenzione degli incendi.
3
L’altezza antincendio è l’altezza massima misurata dal livello inferiore dell’apertura più alta
dell’ultimo piano abitabile e/o agibile, escluse quelle dei vani tecnici, al livello del piano esterno più
basso.
4
Nel caso in cui la massima superficie di competenza di ogni scala per piano non superi i 500 m2, la
resistenza al fuoco è richiesta solamente per gli elementi di suddivisione fra componenti antincendio.
39
Capitolo 2
Le strutture di elevazione di aree a rischio specifico pertinenti l’edificio
(autorimesse, locali di esposizione e vendita, depositi di materiali combustibili,
centrale termica, etc.) devono comunque rispettare le specifiche disposizioni
normative in vigore per tali attività.
2.2.1 Riferimenti normativi.
D.M. 30.11.1983 (Termini, definizioni generali e simboli grafici di
prevenzione incendi);
D.M. 6.3.1986 (Calcolo del carico d’incendio per locali aventi strutture
portanti in legno);
D.M. 16.5.1987 n° 246 (Norme di sicurezza antincendi per gli edifici di civile
abitazione);
C.M. Interno 14.9.1961 n° 91 (Norme di sicurezza per la protezione contro il
fuoco dei fabbricati a struttura in acciaio destinati ad uso civile);
Lettera circolare M. Interno 22.12.1987 n° 24648/4122 art. 4;
D.M. 16.5.1987 n° 246 (Norme di sicurezza antincendi per gli edifici di civile
abitazione) Chiarimenti;
UNI 7678;
UNI FA 100;
UNI 9502;
UNI 9503;
UNI 9504;
ISO 834 ;
ISO 1182 ;
C.N.R. 37/1973 ;
Commissione Comunità Europea Eurocodice 6, Norme comuni verificate per
le strutture in muratura, Draft EUR 9888 EN Parte 10 – Progetto antincendio
delle strutture, Draft 4.1990.
2.2.2 Prove di laboratorio.
Le prove per la determinazione della resistenza al fuoco delle strutture di elevazione
devono essere effettuate in forno o in apposite camere d’incendio, seguendo la
metodologia indicata nella Appendice alla C.M. dell’Interno 14.9.1961 n° 91.
Il Centro Studi ed Esperienze del Ministero dell'Interno ed i Laboratori legalmente
riconosciuti dal Ministero stesso sono gli unici Enti che possono certificare le
prestazioni di resistenza al fuoco di un componente.
2.2.3 Verifiche su progetto.
In assenza di specifici certificati di resistenza al fuoco rilasciati dal Ministero
dell'Interno o dai Laboratori legalmente riconosciuti dal Ministero stesso, i requisiti
delle strutture di elevazione per le quali è richiesta una prefissata resistenza al fuoco
devono essere valutati secondo le prescrizioni e le modalità indicate nella C.M.
dell'Interno 14.9.1961 n°91, prescindendo dal tipo di materiale previsto per la
realizzazione degli elementi medesimi (calcestruzzo, laterizi, accaio, legno, elementi
composti, etc.).
II dimensionamento degli spessori e delle eventuali protezioni adottate per i diversi
materiali deve essere effettuato secondo le modalità specificate nella citata C.M.
dell’Interno 14.9.1961 n° 91 tenendo conto delle disposizione contenute nel D.M.
40
6.3.1986 nel caso di strutture portanti m legno e delle Norme Tecniche CNR 37/1973
nel caso di strutture portanti in acciaio.
2.2.4 Verifiche in opera.
Verificare che le strutture di elevazione per le quali è richiesta una prefissata
resistenza la fuoco siano state poste in opera seguendo specificatamente le modalità
indicate nel relativo certificato di omologazione rilasciato dal Ministero dell’interno
o da un Laboratorio legalmente autorizzato dal Ministero stesso.
Nel caso di impiego di prodotti non certificati, occorre invece accertare che i prodotti
siano stati posti in opera secondo le prescrizioni e le modalità indicate nella C.M.
dell’Interno 14.9.1961 n°91.
2.3 Resistenza meccanica.
Le strutture di fondazione, di elevazione e di contenimento devono essere idonee ad
assicurare stabilità e resistenza sotto l’effetto dei carichi statici e dinamici previsti in
sede di calcolo. Si considerano in particolare le seguenti azioni: carichi dovuti al
peso proprio e di esercizio, sollecitazioni sismiche, carichi dovuti alle dilatazioni
termiche, assestamenti e deformazioni proprie degli elementi strutturali.
Per le specifiche di prestazione degli elementi tecnici delle strutture si rimanda
comunque alle prescrizioni delle leggi e normative vigenti nel campo della stabilità
in quanto esse, oltre ad essere vincolanti, sono del tutto esaustive.
Legge 5.11.1971 n° 1086 (Norme per la disciplina delle opere in
conglomerato cementizio armato normale e precompresso ed a struttura
metallica);
Legge 2.2.1974 n° 64 (Provvedimenti per le costruzioni con particolari
prescrizioni per le zone sismiche);
D.M. 2.7.1981 (Normativa per la riparazione ed il rafforzamento degli edifici
danneggiati dal sisma nelle regioni Basilicata, Campania e Puglia);
D.M. 12.2.1982 (Aggiornamento delle norme tecniche relative ai “Criteri
generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e
sovraccarichi”);
D.M. 27.7.1985 (Norme tecniche per l’esecuzione delle opere in cemento
armato normale e precompresso e per le strutture metalliche);
D.M. 24.1.1986 (Norme tecniche relative alle costruzioni sismiche);
D.M. 20.11.1987 (Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e
collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento);
D.M. 3.12.1987 (Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo
delle costruzioni prefabbricate);
D.M. 9.3.1988 n° 126 (Regolamento del servizio di controllo e certificazione
di qualità dei cementi);
D.M. 11.3.1988 (Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle
rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le
prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo delle opere di
sostegno delle terre e delle opere di fondazione);
41
Capitolo 2
42
D.M. 17.10.1988 (Proroga del termine di entrata in vigore delle norme
tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni
prefabbricate);
D.M. 2.5.1989 (Proroga del termine di entrata in vigore delle norme tecniche
per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni prefabbricate);
D.M. 14.2.1992 (Norme tecniche per l’esecuzione delle opere in cemento
armato normale e precompresso e per le strutture metalliche);
C.M. LL.PP. 18.2.1966 n° 1905 (Legge 5 novembre 1964 n° 1224, Criteri da
seguire nel collaudo delle costruzioni con strutture prefabbricate in c.a. in
zone sismiche ed ulteriori istruzioni in merito alle medesime);
C.M. LL.PP. 12.9.1967 n° 6090 (Istruzioni sulle costruzioni realizzate con i
sistemi di prefabbricazione);
C.M. LL.PP. 6.11.1967 n° 3797 (Istruzioni per il progetto, esecuzione e
collaudo delle fondazioni);
C.M. LL.PP. 11.8.1969 n° 6090 (Norme per la progettazione, il calcolo
l’esecuzione e il collaudo di costruzioni con strutture prefabbricate in zone
sismiche e asismiche);
C.M. LL.PP. 20.8.1970 n° 7284 (Chiarimenti in merito allo studio delle
fondazioni);
C.M. LL.PP. 14.2.1974 n° 11951 (Applicazione delle norme sul cemento
armato);
C.M. LL.PP. 25.1.1975 n° 13229 (L’impiego di materiali con elevate
caratteristiche di resistenza per il cemento armato normale e precompresso);
C.M. LL.PP. 9.1.1980 n° 20049 (Legge 5 novembre 1971 n° 1086, Istruzioni
relative ai controlli sul conglomerato cementizio adoperato per le strutture in
cemento armato);
C.M. LL.PP. 30.7.1981 n° 21745 (Legge 14 maggio 1981 n° 219 – art.10,
Istruzioni relative alla normativa tecnica per la riparazione e il
rafforzamento degli edifici in muratura danneggiati dal sisma);
C.M. LL.PP. 2.11.1981 n° 895 (Interpretazione autentica dell’art. 30 della
Legge 2.2.1974 n° 6, relativo a disposizioni transitorie per le costruzioni in
corso nelle zone di nuova classificazione sismica);
C.M. LL.PP. 12.12.1981 n° 22120 (Istruzioni relative alla normativa tecnica
per la riparazione e il rafforzamento degli edifici in c.a. e a struttura
metallica danneggiati dal sisma);
C.M. LL.PP. 24.5.1982 n° 22631 (Istruzioni relative ai carichi, sovraccarichi
ed ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni);
C.M. LL.PP. 19.7.1986 n° 27690 (D.M. 24.1.1986, Istruzioni relative alla
normativa tecnica per le costruzioni in zona sismica);
C.M. LL.PP. 31.10.1986 n°27996 (Legge 5 novembre 1971, Istruzioni
relative alle norme tecniche per l’esecuzione delle opere in c.a. normale e
precompresso e per le strutture metalliche di cui al decreto ministeriale 27
luglio 1985);
C.M. LL.PP. 1.9.1987 n° 29010 (Legge 5 novembre 1971 n° 1086 – D.M.
27.7.1985, Controllo dei materiali in genere e degli acciai per cemento
armato in particolare);
C.M. LL.PP. 24.9.1988 n° 30483 (Riferimento Legge 2.2.1974 n° 64 art. 1 e
D.M. 11.3.1988, Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni
per le zone sismiche. Istruzioni per l’applicazione);
C.M. LL.PP. n° 4.1.1989 n° 30787 (Istruzioni in merito alle norme tecniche
per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il
consolidamento);
C.M. LL.PP. 16.3.1989 n° 31104 (Istruzioni in merito alle norme tecniche
per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo di costruzioni prefabbricate);
C.M. LL.PP. 20.7.1989 n°1603 (Legge 5 novembre 1971 n° 1086 art. 20,
Autorizzazione ai laboratori per prove sui materiali);
UNI 9124/1;
UNI 9124/2;
UNI 9124/3;
CNR UNI 10011;
CNR UNI 10016;
CNR UNI 10020;
CNR UNI 10022;
CNR B.U. 46;
CNR B.U. 57;
CNR B.U. 84;
CNR B.U. 85;
CNR B.U. 89;
CNR B.U. 107;
CNR B.U. 117;
CNR B.U. 118;
Commissione Comunità Europea Eurocodice 2,3,4,5,6,7,8,9 (Direttive
comuni sull’armonizzazione delle leggi, dei regolamenti e delle disposizioni
amministrative).
Nei casi richiesti dalle leggi e normative vigenti, i materiali da impiegare per la
realizzazione degli elementi strutturali devono essere sottoposti alle prove di
laboratorio secondo le metodiche previste dalle leggi e normative stesse.
Sono da effettuare le verifiche prescritte dalle leggi e normative vigenti, seguendo le
metodologie che esse prescrivono.
2.4 Resistenza al vento.
Le strutture di elevazione devono essere idonee a resistere all’azione del vento in
modo da assicurare durata e funzionalità nel tempo senza pregiudicare la sicurezza
degli utenti.
L’azione del vento da considerare è quella prevista dal D.M. 12.2.1982, dalla C.M.
24.5.1982 n°22631 e dalla norma CNR B.U. 117 (che dividono convenzionalmente il
43
Capitolo 2
territorio italiano in quattro zone), tenendo conto dell’altezza dell’edificio e della sua
forma.
Per le specifiche di prestazione degli elementi tecnici delle strutture si rimanda
comunque alle prescrizioni delle leggi e normative vigenti nel campo della stabilità
in quanto esse sono del tutto esaustive.
D.M. 12.2.1982 (Aggiornamento delle norme tecniche relative a “Criteri
generali per la verifica della sicurezza delle costruzioni e dei carichi e
sovraccarichi);
C.M. LL.PP. 24.5.1985 n° 22631 (Istruzioni relative ai carichi, sovraccarichi
e ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni);
CNR B.U. 117.
Nei casi richiesti dalle leggi e normative vigenti, i materiali da impiegare per la
realizzazione degli elementi strutturali devono essere sottoposti alle prove di
laboratorio secondo le metodiche previste dalle leggi e normative stesse.
2.5 Resistenza alle dispersioni elettriche.
Le parti metalliche delle strutture di fondazione, elevazione e contenimento (ferri del
cemento armato, pilastri, travi portanti, etc.) devono essere connesse elettricamente
tra di loro5 e collegate con l’impianto di terra dell’edificio6 secondo le modalità di
progetto e le prescrizioni delle norme CEI in modo che tutte le parti metalliche da
proteggere si trovino praticamente allo stesso potenziale elettrico del terreno.
5
I ferri di armatura di una struttura in cemento armato sono elettricamente continui quando soddisfano
ad una delle seguenti condizioni:
• sono saldati o connessi mediante morsetti e manicotti;
• la loro resistenza, fra due punti qualunque della struttura stessa tra i quali è richiesta la
continuità, non è superiore a 0,1 Ω.
La sovrapposizione dei ferri di armatura e la loro legatura a regola d’arte permette nella maggior parte
dei casi di realizzare la continuità elettrica.
6
Un impianto di terra si compone essenzialmente dei seguenti elementi:
• dispersori (corde, piattine, o paletti affondati direttamente nel terreno ed in intimo contatto
con esso);
• attacchi ai dispersori;
• collegamenti delle parti metalliche da proteggere tra di loro;
Le parti metalliche delle strutture dell’edificio (ferri del cemento armato, pilastri, travi, etc.) anche se
opportunamente collegati tra di loro, non possono sostituire i dispersori dell’impianto di terra.
44
D.P.R. 27.4.1955 n° 547 (Prevenzione infortuni sul lavoro);
Legge 1.3.1968 n° 186 (Disposizioni concernenti la produzione di materiali,
apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici);
CEI 11-1;
CEI 11-8;
CEI 11-11;
CEI 64-8;
CEI 81-1;
CEI S. 423.
Si possono controllare i collegamenti con l’impianto di terra dell’edificio procedendo
con un esame a vista dei collegamenti stessi nonché a successive misure di resistenza
di terra, eseguite secondo le norme CEI vigenti, per verificare il rispetto di quanto
previsto da tali norme.
2.6 Resistenza agli agenti aggressivi chimici.
Sotto l’azione degli agenti chimici presenti nell’ambiente di esercizio (solfati,
anidride carbonica, acque di rifiuto urbane o a bassa durezza, etc.) le strutture di
fondazione, elevazione e contenimento devono conservare nel tempo, entro limiti
accettabili per le esigenze di esercizio, i valori delle proprie caratteristiche funzionali.
In particolare:
• per la realizzazione di opere in calcestruzzo armato (normale o
precompresso) in ambiente solfatico7, devono essere evitate sezioni con
dimensioni lineari minori di 15 cm e copriferri minori di 4 cm. È inoltre
opportuno, in presenza di qualsiasi tipo di fessurazione, che i manufatti siano
protetti secondo quanto previsto dalle norme tecniche vigenti;
• nelle opere e manufatti di calcestruzzo o muratura armata, la percentuale di
ione di cloro, rispetto alla massa di cemento, dovuta ai diversi componenti
dell’impasto deve mantenersi inferiore ai limiti sotto indicati:
Tabella 2.IIVI: Percentuali ammissibili dello ione cloro nei manufatti di calcestruzzo.
Tipo di manufatto e/o
condizione di esposizione.
calcestruzzo armato in
ambiente asciutto
ambiente umido
calcestruzzo precompresso
a cavi scorrevoli
a fili aderenti
7
Ione cloro ammesso
%
1.0
0.4
0.2
0.1
La norma UNI 8981/2 propone la classificazione del grado di aggressività di un ambiente solfatico.
45
Capitolo 2
•
nelle opere e manufatti di calcestruzzo o muratura armata, lo spessore
minimo del copriferro di qualsiasi armatura non deve essere inferiore ai limiti
sotto indicati:
Tabella 2.III: Spessori del copriferro.
Esposizione8
normale
moderatamente aggressiva
molto aggressiva
Spessore minimo
del copriferro9
[mm]
15
25
35
•
per migliorare la resistenza all’attacco dei solfati ed alla corrosione delle
armature, per la realizzazione di opere e manufatti di calcestruzzo o muratura
armata dovranno essere impiegati calcestruzzi di elevata impermeabilità e
compattezza, rispondenti a quanto previsto dalle norme UNI e CNR sotto
citate, aventi un rapporto acqua/cemento possibilmente non superiore a 0,5;
• nel caso di muratura armata, il giunto orizzontale deve avere uno spessore
pari almeno a due volte il diametro della staffatura orizzontale e la distanza
tra una barra e la muratura non deve essere minore di 6 cm;
• gli eventuali rivestimenti superficiali ed i prodotti vernicianti in genere,
impiegati per la protezione e/o la finitura delle strutture di fondazione,
elevazione e contenimento, devono essere chimicamente compatibili con il
supporto su cui vengono applicati in modo da non causare alcun degrado.
Specifici livelli di accettabilità possono essere definiti anche facendo riferimento a
quanto previsto dalle norme sottocitate relative all’accettazione ed alla composizione
dei diversi tipi di prodotto.
UNI 5687;
UNI 7163;
UNI 7699;
UNI 7928;
UNI 8019;
UNI 8403;
UNI 8744;
UNI 8784;
UNI 8903;
UNI 8981/1;
UNI 8981/2;
UNI 8981/3;
UNI 8981/5;
UNI 8981/7;
UNI 9156;
8
La norma UNI 8981/5 fornisce la classificazione delle condizioni di esposizione.
9
La norma UNI 8981/5 fornisce le correzioni allo spessore del copriferro.
46
UNI FA 262;
UNI 9388;
UNI 9398;
UNI 9399;
UNI FA 262;
CNR B.U. 89.
Specifiche prove di laboratorio sono previste in funzione del tipo di prodotto
impiegato, facendo riferimento alle metodologie riportate dalle norme sopra citate.
In particolare la valutazione del grado di compattezza ed impermeabilità del
calcestruzzo può essere eseguita mediante la misura dell’assorbimento dell’acqua
alla pressione atmosferica, secondo la norma UNI 7699, e la permeabilità all’ione
solfato, secondo la norma UNI 801910.
2.7 Resistenza al gelo.
Sotto l’azione di gelo e disgelo le strutture di fondazione, elevazione e contenimento
devono conservare nel tempo, entro limiti accettabili per le esigenze di esercizio, i
valori delle proprie caratteristiche funzionali.
In particolare per la realizzazione di opere e manufatti di calcestruzzo è opportuno:
• impiegare calcestruzzi di elevata impermeabilità e compattezza, rispondenti a
quanto previsto dalle norme UNI e CNR sotto citate, aventi un rapporto
acqua/cemento non superiore a 0,4÷0,5;
• utilizzare aggregati non gelivi, secondo le prescrizioni delle norme UNI
8520/2;
• qualora l’azione del gelo e disgelo sia molto severa, è consigliabile introdurre
dell’aria nel calcestruzzo (sotto forma di microbolle) nelle seguenti
percentuali:
Tabella 2.IV: Percentuale di aria da introdurre nel CLS in condizioni severe.
diametro massimo
dell’aggregato
[mm]
8
16
32
63
percentuale d’aria presente %
attacco severo
attacco moderato
8,0
6,5
6,0
4,5
6,5
5,5
5,0
3,5
Per i laterizi e le pietre naturali destinati a rimanere faccia a vista, è opportuno
impiegare elementi che presentino un “rischio di gelività” di grado basso, secondo
quanto previsto dalle norme UNI 8942/1, 8942/2 e 8942/3.
10
Si può ritenere poco assorbente un calcestruzzo che presenta una percentuale di acqua di
saturazione inferiore al 12% in volume e poco penetrabile allo ione solfato un calcestruzzo che, nelle
condizioni del campione, presenta una penetrazione del suddetto ione non maggiore di 70 mm dopo
48 ore di contatto.
47
Capitolo 2
Più specificatamente tali laterizi devono presentare un diametro critico Ø (maggiore
dei diametri che cumulativamente costituiscono il 90% della porosità aperta del
campione) conforme con quanto indicato di seguito (prove di gelività con
porosimetro).
Tabella VII: Valutazione del prodotto laterizio.
Diametro critico
[µm]
Ø≥1,8
0,5<Ø<1,8
Ø≤0,5
Valutazione
sul prodotto
accettato
Da sottoporre a
Ciclo supplementare
Di gelo e disgelo
rifiutato
UNI 6395;
UNI 7087;
UNI 7103;
UNI 7109;
UNI 7549/10;
UNI 8458;
UNI 8520/2;
UNI 8942/1;
UNI 8942/2;
UNI 8942/3;
UNI 8981/1;
UNI 8981/4;
CNR B.U. 89.
Specifiche prove di laboratorio sono previste in relazione al tipo di materiale
impiegato, facendo riferimento alle metodologie riportate dalle norme sopra citate.
In particolare la resistenza al gelo di un calcestruzzo può essere determinata, secondo
le norme UNI 7087, sottoponendo un provino a cicli alternati di gelo in aria e disgelo
in acqua e rilevando alla fine le variazioni del modulo elastico, della lunghezza e
della massa.
La resistenza al gelo di un laterizio può essere determinata constatando che, dopo
aver sottoposto un campione del prodotto ad almeno 25 cicli di gelo – disgelo
(-15°C ÷ + 15°C), la sua resistenza a compressione non scende sotto l’80% del
valore iniziale. Si può inoltre sottoporre il campione di laterizio alla determinazione
della distribuzione percentuale del diametro dei pori aperti in modo da individuare il
diametro critico e accettarne la non gelività.
2.8 Stabilità chimico reattiva.
Le strutture di fondazione, elevazione e contenimento devono essere realizzate con
materiali e protette con finiture superficiali che mantengano invariate nel tempo le
48
proprie caratteristiche chimico – fisiche, tenendo conto delle interazioni più o meno
lente che possono svilupparsi tra i diversi componenti a contatto, anche in
connessione all’azione dell’acqua. Non devono perciò essere impiegati materiali che
presentino incompatibilità chimico – fisica fra loro o che possano dare luogo a
fenomeni di corrosioni elettrolitiche.
In particolare è necessario proteggere le armature metalliche delle opere e manufatti
di calcestruzzo e muratura armata dalla corrosione dovuta a fenomeni di
carbonatazione o all’azione di ioni cloruro11. Per tale motivo è opportuno che:
• La percentuale di ione cloruro, rispetto alla massa del cemento o della malta
cementizia, dovuta ai diversi componenti dell’impasto, si mantenga inferiore
ai limiti sotto riportati:
Tabella VIIII: percentuali ammissibili dello ione cloro nei manufatti di calcestruzzo.
Tipo di manufatto e/o
condizione di esposizione.
ambiente asciutto
ambiente umido
a cavi scorrevoli
a fili aderenti
•
Ione cloro ammesso
%
1.0
0.4
0.2
0.1
Lo spessore minimo del copriferro di qualsiasi armatura non deve esser
inferiore ai limiti sotto indicati:
Tabella 2.VII: Spessori del copriferro.
Esposizione
normale
moderatamente aggressiva
molto aggressiva
•
Spessore minimo
del copriferro
[mm]
15
25
35
Siano impiegati calcestruzzi di elevata impermeabilità e compattezza,
rispondenti a quanto previsto dalle norme UNI e CNR sotto citate, aventi un
rapporto acqua/cemento possibilmente non superiore a 0,5.
UNI 7163;
UNI 7928;
UNI 8754;
UNI 8981/1;
11
L’anidride carbonica presente nell’aria tende ad abbassare il pH della pasta cementizia
(carbonatazione) con conseguente formazione di film passivante di ossido di ferro poco compatto sui
ferri di armatura. Invece la presenza di ioni cloruro rende il suddetto film non più passivante
nemmeno ai normali valori pH della pasta cementizia.
49
Capitolo 2
UNI 8981/5;
CNR B.U. 89.
Si può controllare che i materiali di finitura non siano in contatto con prodotti
fisicamente e chimicamente incompatibili; si può inoltre determinare il potenziale dei
ferri di armatura del calcestruzzo o della muratura, seguendo la metodologia prevista
dalla norma UNI 9535.
50
PARETI IN CALCESTRUZZO: TIPOLOGIE E TECNOLOGIE
Capitolo 3: PARETI IN CALCESTRUZZO: TIPOLOGIE
E TECNOLOGIE
3.1 Il calcestruzzo.
II calcestruzzo è un conglomerato ottenuto dalla miscelazione di tre componenti
fondamentali: cemento, acqua, inerti o aggregati.
Gli inerti sono elementi che non reagiscono con gli altri materiali presenti
nell'impasto. Ogni componente, in funzione della propria natura e dei rapporti
quantitativi rispetto agli altri, determina le caratteristiche finali del calcestruzzo e del
suo comportamento nel tempo.
Gli aggregati, che costituiscono lo scheletro rigido del calcestruzzo, occupano dal 60
all'80 del volume e, per il calcestruzzo ordinario, sono di origine naturale. Nel
calcestruzzo i costituenti fondamentali debbono essere miscelati in modo che gli
inerti risultino avvolti dalla pasta di cemento e non rimangano vuoti tra di essi. La
granulometria deve essere ben assortita, in modo tale che gli elementi di dimensione
inferiore colmino i vuoti lasciati dai grani di maggiore dimensione.
Il cemento costituisce il legante; le norme italiane prevedono l'impiego di cementi
normali, cementi ad alta resistenza, cementi alluminosi, cementi per sbarramenti di
ritenuta.
L'acqua idrata il cemento e conferisce al calcestruzzo fresco lavorabilità e plasticità,
favorendo la coesione del conglomerato. I requisiti richiesti all'acqua impiegata per
impastare sono: la limpidezza; la bassa concentrazione di sali, soprattutto di quelli
solfatici; la mancanza di impurità.
Gli inerti naturali devono avere granulometria adeguatamente assortita, affinché tra
essi non vi siano vuoti; gli inerti sono costituita da:
• sabbie provenienti da depositi alluvionali o estratte da cave; hanno una
composizione prevalentemente silicea e granuli di dimensione compresa tra 3
e 7 millimetri, a spigoli vivi o arrotondati;
• ghiaia estratta da letti di fiume o da cave; è formata da elementi di pezzatura
assortita, compresa tra 7 e 30 millimetri, non gelivi e privi di impurità e di
parti friabili o terrose;
• pietrisco, impiegato a volte al posto della ghiaia, rispetto alla quale ha una
pezzatura più grossa, compresa tra 30 e 70 millimetri; deve provenire dalla
frantumazione di rocce compatte non gessose o pulverulente ne gelive.
Tabella 3.I: Composizione media del calcestruzzo.
Cemento
Acqua totale
Aggregati asciutti
Porosità (dopo
costipamento)
Totale
Peso
[kg/m3]
300
180
1820
Peso
[kg/dm3]
3.00
1.00
2.60
Volumi assoluti
[dm3/kg/m3]
100
180
700
-
-
20
2300
-
1000
51
Capitolo 3
I requisiti più importanti richiesti agli inerti affinché siano adatti ad essere impiegati
nella produzione di calcestruzzo sono:
• resistenza meccanica compresa tra i 500-1.000 kg/cm2;
• bassa porosità;
• resistenza all'abrasione;
• a forma geometrica regolare.
La norma UNI 8520 suddivide gli aggregati in base alla loro qualità, testata mediante
una serie di prove che la norma stessa indica, in tre diverse categorie:
• aggregati consigliati per calcestruzzi con resistenza caratteristica
Rbk 30 N/mm2, o esposti all'azione di acque aggressive;
Rbk 30 N/mm2;
Rbk 15 N/mm2.
3.1.1 Caratteristiche e requisiti.
I requisiti fondamentali del calcestruzzo, dipendenti dai dosaggi dei componenti,
sono la lavorabilità dell'impasto e la resistenza ad indurimento avvenuto.
La lavorabilità o consistenza è definita come la resistenza di un impasto a cambiare
forma; è funzione della quantità totale d'acqua dell'impasto e di conseguenza
influisce sulla resistenza meccanica finale. La lavorabilità è misurabile mediante la
prova del cono di Abrams.
Figura 3.1: Il cono di Abrams.
52
Questo apparecchio è costituito da uno stampo realizzato in lamiera di spessore
minimo pari a mm 1,7, foggiato a tronco di cono, avente altezza di mm 305, base
maggiore di diametro pari a mm 200 e base minore di diametro pari a mm 100. Le
basi devono essere tra loro parallele ed ortogonali all'asse del cono. Lo stampo deve
essere inoltre provvisto di due staffe di base e di due maniglie laterali. Il pestello è
costituito da un tondino d'acciaio di diametro pari a mm16 e lunghezza di circa mm
600, con una estremità emisferica.
A seguito di tale prova l'impasto è definito:
• asciutto, per abbassamenti dell'impasto compresi tra cm 0-5;
• plastico per abbassamenti compresi tra cm 5-10;
• fluido per abbassamenti superiori ai cm 10.
Il tipo di lavorabilità richiesta ad un impasto varia in funzione delle condizioni di
posa.
La resistenza determina le proprietà meccaniche del prodotto indurito. Gli aggregati
hanno in genere resistenza maggiore rispetto all'impasto legante e sarà proprio
quest'ultimo, l'elemento più debole, a determinare la resistenza.
A sua volta la resistenza della pasta legante dipende:
• dal rapporto acqua/cemento;
• dalle caratteristiche geometriche degli inerti;
• dalle modalità di mescolamento, messa in opera e compattazione.
Un rapporto acqua/cemento piuttosto alto rende più fluido l'impasto, facilitando la
messa in opera, ma influisce negativamente sia sul ritiro, causando fessurazioni, che
sulle resistenze meccaniche. L'acqua, evaporando, lascia nella pasta una rete di pori
che comporta una conseguente diminuzione di resistenza. Il rapporto acqua/cemento
viene preso come parametro di riferimento per la resistenza del calcestruzzo.
Un impasto con inerti di grandi dimensioni è caratterizzato da una maggiore
resistenza rispetto a un impasto formato da aggregati più piccoli; un calcestruzzo con
pietrisco presenta proprietà meccaniche migliori rispetto a un calcestruzzo
contenente elementi lapidei a spigoli arrotondati.
Un cattivo mescolamento può comportare una disomogenea distribuzione degli
aggregati di diversa granulometria, mentre una compattazione effettuata in maniera
inadeguata può comportare la formazione di piccole bolle d'aria che rendono poroso
il calcestruzzo, con conseguente riduzione della resistenza meccanica ed aumento
della permeabilità del conglomerato.
Un calcestruzzo dosato, miscelato, messo in opera a regola d'arte possiede, oltre che
buone resistenze meccaniche, un'elevata durabilità. Il deterioramento di un
calcestruzzo può essere determinato dall'impiego di materie prime di scarsa qualità,
dall'azione di agenti esterni e dall'aggressione chimica. Nel calcestruzzo cementizio
armato il deterioramento del calcestruzzo può essere determinato anche
dall'instaurarsi di fenomeni ossidativi delle armature.
3.1.2 Additivi.
Sono utilizzati al fine di migliorare le prestazioni del calcestruzzo.
Gli additivi possono essere classificati in:
• agenti acceleranti: vanno aggiunti al cemento in basse percentuali (1-2%),
per consentire un rapido raggiungimento delle resistenze meccaniche
53
Capitolo 3
•
•
•
•
accelerando la presa e l'indurimento; a questo scopo si usano il carbonato
sodico, il silicato sodico, il cloruro di calcio, il cemento alluminoso;
agenti ritardanti: si impiegano per rallentare la presa e l'indurimento;
rallentano inoltre le reazioni di idratazione dei costituenti il cemento e lo
sviluppo delle resistenze meccaniche. L'effetto degli agenti ritardanti
scompare alle lunghe stagionature. Tra le sostanze utilizzate a tal scopo vi
sono il gesso, alcuni sali di calcio, lo zucchero;
agenti plastificanti: consentono l'aumento della lavorabilità evitando un
aumento del rapporto acqua/cemento. L'additivo facilita le operazioni di
messa in opera di calcestruzzo che non richiede operazioni di compattazione
dei getti. Gli additivi plastificanti si suddividono in agenti fluidificanti,
quando consentono un aumento di lavorabilità del 5%, e superfluidificanti,
quando l'aumento di lavorabilità è compreso tra il 20 e il 40%. Tra le sostanze
impiegate si usano il lignisolfonato di calcio, l'allumina, la bentonite e la
farina fossile;
additivi areanti: sono aggiunti al calcestruzzo per migliorare la resistenza
dei getti induriti al gelo. Il miglioramento della resistenza all'azione dei cicli
gelo/disgelo avviene con la formazione di microbolle d'aria omogeneamente
disperse. Si usano i sali sodici di idrocarburi solfonati, i saponi sodici di acidi
grassi;
agenti impermeabilizzanti: sono prodotti idrorepellenti che aggiunti alla
miscela di partenza diminuiscono la permeabilità del calcestruzzo. La loro
azione è modesta e tende a diminuire d'efficacia con il procedere dei
fenomeni d'indurimento. Si usano i saponi, derivati di acidi grassi, gli olii
minerali, emulsioni cerose o bituminose.
Tabella 3.IX: Quadro riassuntivo dell’influenza degli additivi nel conglomerato cementizio.
Tipo
Azione
Impieghi
Acceleratori di presa ed
indurimento.
Aumentano le resistenze iniziali
del calcestruzzo o abbreviano il
suo tempo di indurimento,
oppure producono entrambi gli
effetti.
Agiscono sulla presa e
l’indurimento delle malte dei
calcestruzzi.
Lavori idraulici in genere; lavori
eseguibili in tempi ristretti;
prefabbricati; lavori invernali.
Ritardatori di presa ed
indurimento.
Plastificanti.
Migliorano le caratteristiche del
calcestruzzo fresco e in
particolare la lavorabilità, la
coesione, l’omogeneità.
Fluidificanti.
Accrescono la plasmabilità del
calcestruzzo senza acqua
supplementare.
Introduttori d’aria.
Accrescono la plasticità e la
coesione delle miscele fresche;
migliorano la resistenza al gelo
del calcestruzzo fresco.
54
Lavori in climi molto caldi;
lavori che richiedono molto
tempo; per facilitare le riprese
dei getti.
Nel caso di trasporto del
calcestruzzo per gravità, per
iniezione, per pompaggio; nel
caso di getti sotto l’acqua; nel
calcestruzzo magro per
manufatti.
Nei casi in cui si voglia facilitare
la posa in opera del calcestruzzo
e accrescere le sue qualità
meccaniche.
Lavori nei quali il calcestruzzo è
sottoposto a temperature molto
rigide; nei calcestruzzi ottenuti
con aggregati leggeri.
Generatori di gas e schiumogeni. Riducono il peso specifico delle
miscele per effetto di
introduzione di aria o di gas.
Idrofughi.
Migliorano l’impermeabilità
all’acqua dei calcestruzzi e li
proteggono dall’umidità.
Per la fabbricazione di
calcestruzzi leggeri, detti
cellulari.
Intonaci esterni; murature di
fondazione; lavori in mare;
coperture di edifici; serbatoi e
recipienti vari.
Riparazione di opere in
calcestruzzo; riprese di getto;
applicazione di colori e stucchi;
rifinitura di superfici in
calcestruzzo.
Adesivi.
Aumentano l’adesività tra due
calcestruzzi di età differente.
Dilatanti.
Aumentano, gonfiandosi, il
volume delle malte e dei
calcestruzzi, compensando in
tutto o in parte il ritiro.
Modificano il colore naturale del Lavori nei quali il calcestruzzo
calcestruzzo.
ha anche funzione estetica.
Coloranti
Altri prodotti
Prodotti di copertura.
Induritori di superficie.
Prodotti per il disarmo.
Proteggono il calcestruzzo
durante il primo periodo di
maturazione.
Aumentano la resistenza
all’usura delle superfici in
calcestruzzo ed impediscono la
formazione di polvere.
Diminuiscono l’aderenza tra
calcestruzzo e cassaforma.
Lavori con grandi superfici
esposte; pavimentazioni stradali.
Pavimentazioni, piazzali, piste
per industrie; pavimentazioni di
halls e garages; Rampe di
accesso.
Soprattutto quando si ricerca una
perfetta finitura delle superfici
dei getti.
3.2 Murature gettate in opera.
La muratura in calcestruzzo può essere realizzata con porzioni di muro eseguite in
opera, ovvero assemblando in cantiere pannelli realizzati in officina o in cantiere.
La realizzazione in opera è utilizzata per muri con caratteristiche portanti, per la
costruzione di muri di sostegno di terre o muri perimetrali di locali interrati. Il getto
di calcestruzzo, opportunamente armato, viene eseguito all'interno di una cassaforma.
Le casseforme sono realizzate in materiali diversi:
• legno;
• legno e metallo;
• metallo;
• materiali sintetici.
La cassaforma può rimanere inglobata nel getto, conferendo al manufatto particolari
caratteristiche di isolamento, ovvero essere rimossa quando il calcestruzzo ha
terminato il ciclo di indurimento e presa, ed eventualmente riutilizzata. Sono
utilizzati anche elementi già predisposti e pezzi speciali per completare la
cassaforma.
Il calcestruzzo è in grado di assumere le geometrie più articolate; viene gettato per
strati successivi e costipato. Esistono peraltro sistemi che non prevedono l'uso di
casseforme, con cui possono essere realizzate pareti continue e/o pannelli. In questi
sistemi la malta di calcestruzzo viene spruzzata su pacchetti di materiale isolante
rigido, con la necessaria armatura predisposta ai bordi. Ne deriva un elemento
multistrato costituito da un'anima di isolante di spessore variabile, da due armature
55
Capitolo 3
simmetriche disposte sulle due facce, collegate tra loro e coperte da 2-3 cm di
calcestruzzo.
Per muri che abbiano una lunghezza considerevole è necessario, per evitare
fessurazioni, prevedere la presenza di giunti di dilatazione posti al massimo ogni 20
metri e larghi circa mm 0,4.
Figura 3.2: Casseforme a perdere.
3.3 Pannelli in calcestruzzo.
II pannello è definito tale quando le dimensioni di larghezza ed altezza, nei diversi
formati, sono prevalenti sullo spessore.
I pannelli di calcestruzzo possono essere prefabbricati o parzialmente prefabbricati e
completati in opera. I pannelli sono prodotti su tavoli orizzontali ribaltabili. Possono
essere prodotti in officina o a piè d'opera. Quelli prodotti in officina hanno le
dimensioni ed il peso condizionati dalle possibilità di trasporto, di sollevamento, di
sformatura, stoccaggio e montaggio in opera. La dimensione massima, in particolare,
è ulteriormente condizionata dalla legislazione nazionale per il trasporto di oggetti. Il
pannello può contemporaneamente assolvere la a funzione di chiusura verticale e la
funzione strutturale.
Per quanto riguarda le chiusure verticali, il componente pannello è prodotto senza
uso di particolari tecnologie; la produzione seriale in officina ne garantisce le
prestazioni e la qualità; il montaggio ha tempi molto ridotti; non necessita di
particolari operazioni di manutenzione; offre molte possibilità di finitura inserite nel
ciclo di officina o in fasi successive.
È necessario che il pannello risponda, sotto il profilo statico, sia alle condizioni di
carico in fase di funzionamento, sia alle diverse sollecitazioni cui è sottoposto
durante il trasporto e montaggio. Il pannello ha normalmente un'armatura necessaria
alla solidità dell'elemento e ferri aggiuntivi che fuoriescono dal suo perimetro, per
consentirne l'ancoraggio ai pannelli limitrofi o alla struttura.
56
Una prima classificazione dei pannelli è fatta in base alle dimensioni.
Si hanno pannelli:
• a sviluppo orizzontale se la dimensione della larghezza è prevalente sulle altre
due;
• a sviluppo verticale se è l'altezza a prevalere sulle altre dimensioni. Si
possono realizzare pannelli che chiudono più piani di un edificio.
La produzione dei pannelli di facciata avviene in stampi fissi o universali: i primi
producono un solo tipo di pannello; i secondi, con opportune attrezzature e leggere
modifiche sono in grado di produrre pannelli di diverse tipologie.
In relazione alla forma, il pannello può essere:
• chiuso: quando i vani per i serramenti sono ricavati all'interno della
superficie del pannello;
• pieno: quando il pannello non presenta aperture;
• aperto: quando il pannello ha una geometria tale che le aperture sono
ricavate dalla posa di elementi contigui.
In relazione alla composizione il pannello può essere di due tipi:
• monostrato: realizzato in calcestruzzo alveolato o con inerti leggeri (1.0001.200 kg/m3);
• multistrato o misto: realizzato con calcestruzzo ordinario, con interposto
uno strato di materiale isolante o camera d'aria. Gli strati costituenti il
pannello possono essere posti in opera anche separatamente. Lo strato di
calcestruzzo interno ha funzione portante e, generalmente, ha uno spessore
non inferiore a cm 10; lo strato isolante, costituito da polistirolo espanso,
poliuretano, lana di roccia, ha uno spessore compreso tra cm 3 e cm 5. Lo
strato esterno del pannello, solidale con quello interno, ha uno spessore non
inferiore a cm 6. I due strati esterni sono collegati tra loro mediante vincoli
che consentono deformazioni differenziali. Il pannello è di tipo misto quando
è composto da materiali diversi; a questa categoria appartengono ad esempio i
pannelli costituiti da laterizi e calcestruzzo.
3.3.1 Il coordinamento dimensionale.
Nell'ambito dell'industrializzazione edilizia, uno strumento di controllo e
coordinamento delle varie fasi del processo costruttivo è rappresentato dalla
modulante dei componenti edilizi utilizzabili.
Le caratteristiche dimensionali del componente sono basate convenzionalmente su
una unità di misura, il modulo base. La normativa UNI (UNI 7862,7863,7865), per
quanto riguarda la progettazione integrata, fornisce indicazioni sia in relazione alla
terminologia che al coordinamento delle dimensioni dell'elemento industrializzato.
Il coordinamento dimensionale modulare (CDM) è un modello di organizzazione che
prefigura le modalità di combinazione dei componenti edilizi e deternina, nella fase
della produzione in serie, i limiti di errore controllabili. Per convenzione
internazionale il modulo base M corrisponde al valore di 10 cm, ulteriormente
frazionabile secondo le esigenze di progetto sino ad un minimo di 1/4M.
57
Capitolo 3
Figura 3.3: Pannelli in calcestruzzo e sistema di giunti.
58
Il CDM prevede tre valori di riferimento che assicurano la combinabilità geometrica
dei vari elementi costruttivi:
• la dimensione modulare Dm;
• la dimensione nominale Dn, data dalla dimensione modulare a cui viene
sottratto lo spessore del giunto, Dn=Dm-g;
• la dimensione effettiva De, in cui si tiene conto delle tolleranze di
fabbricazione e quindi, De=Dn±t.
Generalmente sono utilizzate maglie multimodulari di lato niM.
In ogni processo progettuale in CDM, tutti i reticoli di progetto selezionati in
funzione delle esigenze funzionali e tecnologiche dell'organismo e dei singoli
componenti, sono sempre sovrapponibili al reticolo di base, di lato 1Mx1M. Ciò è
garanzia della effettiva combinabilità dei componenti coordinati sulle serie normali
multimodulari e delle conseguenti modalità che regolano le loro aggregazioni.
Figura 3.4: Coordinamento dimensionale modulare.
3.3.2 La finitura esterna dei pannelli.
La finitura esterna del pannello di calcestruzzo può essere determinata sia in fase di
fabbricazione che in fase successiva, e cioè a disarmo avvenuto. Nella fase di
produzione possono essere differenziati i colori dell'impasto, il disegno della
superficie o può essere inserito un rivestimento realizzato con materiali diversi
(ceramica, pietra, marmo, cortina di laterizio).
Una precauzione indispensabile nei pannelli con rivestimento è quella di valutare la
compatibilità dei materiali accostati, in termini di dilatazioni termiche o reazioni
chimiche.
Per quanto riguarda la colorazione degli impasti, oltre la differenza cromatica del
tipo di cemento usato, è passibile aggiungere pigmenti organici o polvere di marmi
59
Capitolo 3
colorati nella confezione del calcestruzzo, o selezionare inerti di cromatismi
particolari.
La superficie del pannello può riprendere il disegno del materiale con cui è realizzata
la cassaforma; matrici speciali possono essere fissate nel cassero secondo disegni
preordinati.
Nella fase successiva al disarmo è possibile intervenire per lasciare in vista gli inerti,
attraverso un procedimento che prevede una presa ritardata del cemento ed il
successivo trattamento meccanico o chimico, a cemento non ancora del tutto
indurito. Le tecniche utilizzate sono la lavatura, la spazzolatura, la sabbiatura.
L'asportazione dello strato superficiale può anche avvenire a calcestruzzo
completamente indurito, tramite un getto di sabbia a forte pressione oppure
asportando lo strato superficiale utilizzando attrezzi che consentono la levigatura,
graffiatura, bocciardatura, scalpellinatura, martellinatura.
La vista degli inerti può essere ottenuta anche in fase di produzione, posizionando
questi secondo un disegno prestabilito, sopra un letto di sabbia che verrà asportato
successivamente.
Infine la superficie può essere pitturata, verniciata o finita ad intonaco plastico.
3.3.3 La posa in opera.
I pannelli non portanti possono venire semplicemente appesi alla struttura senza
gravare sul solaio; le strutture orizzontali infatti presentano un diverso coefficiente di
elasticità rispetto ai pannelli. I giunti devono impedire possibili spostamenti rispetto
ai solai o agli altri elementi, causati da eventuali fenomeni termici o pressioni
laterali.
Nel caso di pannelli parete che chiudono in altezza l'intera facciata, molto utilizzati
nei capannoni industriali, si hanno solo giunti verticali, e l'ancoraggio dei pannelli
avverrà lungo due linee: al livello delle fondazioni e al livello del cordolo di chiusura
superiore; in particolare, per pannelli molto leggeri, essi saranno appesi
all'orizzontamento e solo fissati al piede ad evitare fenomeni di instabilità alla
pressoflessione. È vietato utilizzare bordi verticali per il passaggio di canalizzazioni,
mentre l'utilizzo di quelli orizzontali deve avere un carattere eccezionale.
Per la posa in opera, il pannello viene dapprima sollevato, poi posizionato e
puntellato con aste a lunghezza regolabile, ancorate alla struttura. Dopo la verifica
dell'allineamento con gli elementi orizzontali, i pannelli vengono solidarizzati tra
loro.
La solidarizzazione può avvenire con giunto a secco o con giunto bagnato. La
giunzione deve permettere di assorbire eventuali tolleranze di lavorazione e garantire
quei gradi di libertà previsti per il montaggio, cioè gli aggiustamenti lungo i tré assi
cartesiani. Il giunto a secco è un sistema meccanico di fissaggio; avviene tra un
elemento solidale con il pannello e un analogo elemento solidale al sistema. Dopo
l'esatto posizionamento dell'elemento esso viene bloccato. Tra i giunti a secco sono
da annoverarsi anche quelli con tasselli d'espansione con i quali, però, può risultare
più complesso l'allineamento. Il giunto bagnato prevede la solidarizzazione delle
parti di armatura del pannello, lasciate appositamente esterne, della chiusura
orizzontale o della trave di bordo. La solidarizzazione è effettuata con saldatura e
getto in opera.
Un’altra operazione importante nel montaggio dei pannelli è quella dell’inserimento
nei giunti degli indispensabili accessori previsti: barriere al vento e sigillature.
60
Figura 3.5: Fasi di montaggio di un pannello in calcestruzzo non portante.
61
Capitolo 3
3.4 Murature in blocchi.
I tipi di calcestruzzo attualmente in produzione, a cui corrispondono diverse
caratteristiche del materiale, si differenziano per il tipo di legante e di inerte.
Un calcestruzzo più lavorabile si ottiene con l'aggiunta di resine artificiali; la
resistenza a trazione si migliora aggiungendo fibre di nylon; l'aggiunta di scorie dure
produce un calcestruzzo pesante e resistentissimo all'usura.
In relazione alla natura degli inerti, il calcestruzzo utilizzato per la realizzazione dei
blocchi può essere di tipo normale o, più spesso, di tipo alleggerito. Gli inerti
utilizzati sono il polistirolo, l'argilla espansa, la pomice. I granuli di argilla espansa
clinkerizzata a 1.200 °C sono identificati con il marchio LECA "Light Expanded
Clay Aggregate". Possono ancora essere utilizzati i trucioli o cascami di legno, le
fibre vegetali, il magnesio.
Per il calcestruzzo alleggerito, definito dalla norma UNI 7548, le ricerche si sono
orientate verso la scelta degli inerti più adatti, che comunque garantiscano al prodotto
determinati requisiti: leggerezza del materiale e quindi facilità di messa in opera;
resistenza meccanica; coibenza termica ed acustica.
Per la realizzazione di murature in blocchi di calcestruzzo si seguono gli stessi criteri
statici e un magistero analogo a quello impiegato per le murature in laterizio. Le
norme USA (ACI 539-79) prescrivono per murature realizzate in laterizio o in
blocchi di calcestruzzo le stesse regole di messa in opera.
In particolare, è prescritta la presenza di giunti:
• in corrispondenza di variazioni di altezza o di spessore di muro;
• in corrispondenza dell'accoppiamento con materiali di natura diversa (ferro,
cemento armato);
• nei sottofinestra, da una parte per finestre piccole fino a m 1,75, da ambo le
parti per luci superiori;
• nei muri lunghi senza interruzioni, ogni 5-6 metri, tenendo conto che le
aperture di vani porta sono da considerare come giunti naturali.
Per quanto riguarda il dimensionamento statico delle murature portanti realizzate con
blocchi di argilla espansa o aggregati di tipo leggero, la legislazione italiana ha
emanato il D.M. 20 novembre 1987, Norme tecniche per la progettazione,
esecuzione, collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento, in cui si
fa riferimento al calcestruzzo alleggerito.
Per la muratura armata vige la legge 2 febbraio 1974, n. 64. A corredo delle norme di
legge, sono state redatte dall'ANPAE (Associazione Nazionale Produttori Argille
Espanse), in seguito a lunghe sperimentazioni su diversi tipi di calcestruzzo di argilla
espansa condotte dal Politecnico di Torino, le Raccomandazioni per la progettazione
di edifici a muratura portante in blocchi di argilla espansa, applicabili alle
costruzioni eseguite con tale tecnologia, con sviluppo in altezza limitato a cinque
piani fuori terra e realizzate in località non dichiarate sismiche. Il testo intende
fornire i criteri fondamentali per la progettazione e la verifica statica di questo tipo di
costruzioni.
A questo ha fatto seguito il D.M. 30 novembre 1987, relativo alla progettazione di
edifici in muratura portante in blocchi di calcestruzzo che, pur facendo proprie le
suddette Raccomandazioni, prescinde però dalla composizione dei blocchi, e cioè
viene meno la distinzione tra calcestruzzi leggeri o pesanti. I blocchi sono realizzati
con presse idrauliche o elettriche, chiamate blocchiere.
62
Figura 3.6: Tipologie di blocchi in calcestruzzo.
Il blocco di calcestruzzo alleggerito ha una maggiore coibentazione termica ed un
peso specifico inferiore a quello del laterizio pieno. Questa caratteristica ha
consentito di aumentare le dimensioni del blocco senza comprometterne la
maneggevolezza. Con adeguate dimensioni dell'elemento è infatti possibile coprire
l'intero spessore della muratura utilizzando un solo blocco: diminuiscono così le zone
di giunto, la struttura è più monolitica, si riduce il numero di elementi necessari, si
contraggono i tempi di esecuzione. La presenza degli incastri consente inoltre
l'autolivellamento e l'allineamento dopo la posa "a bolla" del primo corso.
I blocchi a base cementizia presenti sul mercato sono elementi modulari che
rispondono agli standard dimensionali attuali; cosicché, nell'assemblaggio degli
elementi, sono rispettate le altezze di interpiano e quelle per il posizionamento degli
architravi e dei parapetti senza dover ricorrere a tagli o pezzi speciali.
63
Capitolo 3
La percentuale di foratura F è espressa dal rapporto tra la superficie dei fori e quella
totale della faccia di posa. Il valore di F varia da 0 per i blocchi pieni, sino al 50% e
oltre. I fori presenti sono di diversa forma e dimensione; quelli sfalsati fra di loro
migliorano la coibenza termica; un'ulteriore capacità coibente si ottiene riempiendo
le cavità con schiume isolanti.
Alcune tipologie di blocchi vengono utilizzate come cassaforma a perdere: l'interno è
predisposto per accogliere un getto di calcestruzzo armato. Gli elementi sono montati
a secco ed hanno i profili sagomati per facilitare l'incastro. Questo tipo di blocco
potrebbe non essere adeguato a sostenere carichi sospesi; in tale caso i tasselli ad
espansione, necessari per sospendere alcuni tipi di arredi, devono raggiungere lo
strato portante di calcestruzzo.
I blocchi possono costituire pareti portanti o tamponamenti; presentano diversi tipi di
connessione laterale:
• a facce piane;
• a risalti scanalati o piani;
• ad incastro maschio-femmina.
Nei blocchi da lasciare a faccia vista sono aggiunti alcuni prodotti che conferiscono
al calcestruzzo una parziale capacità idrorepellente, pur consentendo la necessaria
traspirazione. Viene utilizzato, inoltre, un calcestruzzo a granulometria più fine, con
diametri compresi tra 0,5 e 4 mm e una densità compresa tra 1.200 e 1.600 kg/m3.
Le eventuali colorazioni dei blocchi sono ottenute direttamente in pasta, con ossidi
sintetici; la superficie esterna del blocco può presentare diversi gradi di finitura:
liscia, sagomata, splittata.
La superficie a faccia vista deve essere chimicamente inerte e inattaccabile dai fattori
atmosferici inquinanti.
Figura 3.7: Tipi di connessioni laterali.
È possibile avere blocchi con una struttura interna cellulare e con un rivestimento
esterno più fino e resistente. La leggerezza del blocco non inficia la resistenza
meccanica e l'alta coibenza termica. Esistono sistemi di elementi utilizzabili anche in
aree a rischio sismico.
Le caratteristiche prestazionali variano in relazione alle diverse famiglie in cui è
organizzata la produzione di questi manufatti. All'interno di ogni famiglia, oltre i
64
pezzi normali sono prodotti pezzi speciali, utili a realizzare particolari soluzioni
costruttive. Tra i pezzi speciali sono compresi i pezzi per la mazzetta, quelli per
eseguire rinforzi nelle murature e per realizzare gli orizzontamenti di vani o per
l'inserimento di canalizzazioni. Le sagomature scorrimalta, presenti sulle facce dei
blocchi, consentono di evitare i ponti termici, poiché la malta viene posta
esclusivamente lungo i bordi, evitando il contatto tra la malta posta sulla parete
esterna e quella posta sulla parete interna; le sagomature inoltre facilitano le
operazioni di allineamento, con economie nell'uso della malta e nella mano d'opera.
Al pari delle murature in laterizio, per dare continuità strutturale, assicurare solidità e
ridurre gli effetti derivanti da eventuali assestamenti e scorrimenti dovuti alle
variazioni termiche, possono essere utilizzati elementi metallici di rinforzo
orizzontali e verticali, come il traliccio piatto o il traliccio triangolare atto a
realizzare cordoli e architravi o le staffe di collegamento.
Operando sulla composizione dell'impasto di calcestruzzo si realizzano prodotti con
caratteristiche e prestazioni diverse, molti dei quali sono individuati col nome stesso
della ditta produttrice. I blocchi Laston, ad esempio, sono costituiti da una miscela di
cemento e inerte con schiuma neutra che non consente il compattamente
dell'impasto, creando piccole celle simili a bolle d'aria.
Il calcestruzzo gassificato o calcestruzzo cellulare, detto anche gas-beton, di origine
svedese, è presente sul mercato dal 1929 con il nome di Ytong. I materiali
componenti sono il cemento, la calce, la sabbia, il carbonato di calcio e la polvere di
alluminio; tra quest'ultimo e gli altri materiali si innesca una reazione chimica che
produce gas, facendo lievitare la massa ed espandendo quindi il volume iniziale. Ne
deriva un materiale a struttura cellulare fine. Il ciclo prevede la macinazione
finissima dei materiali che, miscelati con acqua, formano una massa fluida; questa è
colata in stampi nei quali viene aggiunto l'agente di espansione: la polvere di
alluminio. Il successivo processo di spegnimento della calce porta la massa a
temperatura di circa 90°C, rendendola pronta per il taglio in due ore. La resistenza
definitiva del materiale si ha alla fine del processo di indurimento che avviene nei
forni a vapore.
I blocchi in gas-beton sono molto leggeri, facilmente lavorabili, hanno buona
resistenza meccanica ed elevata coibenza termica. Sono assemblati con uno speciale
collante, utilizzato in spessori minimi in modo da ridurre i ponti termici. Il materiale
è facilmente lavorabile e consente il taglio preciso in cantiere. Vi si possono creare
inoltre scanalature e fori con estrema facilità utilizzando attrezzi di tipo comune. La
superficie esterna è piana e liscia. La finitura all'estradosso è estremamente facilitata,
consentendo il completamento con qualsiasi materiale.
Altri calcestruzzi sono caratterizzati dall'avere nell'impasto inerti clinkerizzati.
L'impasto è successivamente vibrato nello stampo per ottenere la massima
omogeneità della miscela. Insieme alle prestazioni, le caratteristiche dimensionali e
di conformazione degli elementi, le modalità di messa in opera e l'eventuale
lavorabilità del pannello sono gli ulteriori fattori che possono indirizzare verso la
scelta più idonea.
65
Capitolo 3
Figura 3.8: Diverse lavorazioni del blocco faccia a vista.
66
3.6
Sistemi costruttivi con cassero a perdere.
Nell’ambito delle costruzioni continue a base cementizia, negli ultimi anni stanno
riscontrando un sempre maggior successo tutte quelle soluzioni che permettono di
ridurre i tempi di costruzione. In questa direzione vanno tutti quei sistemi costruttivi
che fondano il loro principio sulla posa in opera di casserature a perdere.
È proprio a questa categoria che appartiene il sistema costruttivo proposto dall’Arxx,
e va visto, come alcuni altri entrati in commercio negli ultimi anni, come evoluzione
diretta delle casserature a perdere; consente di realizzare l’intero organismo edilizio
attraverso l’utilizzo di elementi coordinabili e adatti a fornire in opera adeguate
prestazioni statiche e di isolamento sia termico che acustico.
Come premessa finale alla descrizione dell’Arxx Wallsystem si è pensato di proporre
una rapida carrellata di alcuni sistemi che per modalità di posa in opera, prestazioni e
tecnologia applicata sono molto vicini al sistema oggetto di questa tesi, ma
soprattutto sono già in commercio e distribuiti da diverse ditte in Italia.
3.6.1 Il sistema EMMEDUE.
Il sistema EMMEDUE è un innovativo sistema costruttivo antisismico ed isolante
con cui è possibile realizzare costruzioni antisismiche da 1 a 20 piani e strutture
architettoniche dalle più semplici alle più complesse.
Tale sistema si basa su una serie di pannelli in polistirene espanso e reti d’acciaio, la
cui sagoma è stata studiata per consentire una agevole applicazione dell’intonaco
strutturale in opera.
Le soluzioni proposte, per quanto riguarda le pareti verticali, sono due: la prima
prevede l’utilizzo di un singolo pannello in EPS, mentre la seconda ne utilizza due
accoppiati.
3.6.1.1 Pannello singolo.
Figura 3.9: Pannello singolo.
67
Capitolo 3
Questa tipologia trova la sua utilizzazione:
• come struttura portante, per costruzioni fino a quattro piani, con applicazione
di intonaco strutturale su entrambi i lati;
• per tramezzi, divisori e tamponamenti, in edifici nuovi o da ristrutturare;
• per tamponamento e divisori in edifici industriali e commerciali di grandi
dimensioni;
• come cassaforma a perdere isolante per coperture e solai di luci contenute,
predisposto con o senza nervature progettate.
In presenza di particolari esigenze viene realizzato un pannello singolo speciale con
doppia rete elettrosaldata in ogni lato. Pur mantenendo le caratteristiche di base del
sistema, questo pannello unisce all’elevata strutturalità una resistenza alle azioni
orizzontali, sia statiche che dinamiche, paragonabili ad impatti con forza superiore a
2300 kg/m2.
Per assolvere a funzioni differenti i pannelli singoli si dividono a loro volta in:
• pannello PSME con finalità strutturali;
• pannello PSTE per la realizzazione di tamponature.
Tabella 3.X: Caratteristiche tecniche dei pannelli PSME e PSTE.
Tipo di
pannello
Spessore della
muratura finita
[cm]
PSME40
PSME60
PSME80
PSTE40
PSTE60
PSTE100
11
13
15
8
10
14
Coefficiente di
trasmittanza
termica Kt
[W/m2°C]
0.827
0.585
0.453
0.827
0.585
0.369
Resistenza al
fuoco REI
Coefficiente di
isolamento
acustico
41 dB
75
120
46 dB
43 dB
46 dB
3.6.1.2 Pannello doppio.
È costituito da due pannelli base, opportunamente sagomati e collegati tra loro da
doppi connettori orizzontali che creano all’interno di uno spazio da riempire con
calcestruzzo di opportune caratteristiche e resistenza.
Tabella 3.IV: Caratteristiche tecniche del pannello doppio.
Tipo di
pannello
Spessore della
muratura finita
[cm]
PDME40
PDME40
23
23
68
Coefficiente di
trasmittanza
termica Kt
[W/m2°C]
0.47
Resistenza al
fuoco REI
150
170
Coefficiente di
isolamento
acustico
34 dB
Figura 3.10: Pannello doppio.
Lo spessore del setto di calcestruzzo all’interno del pannello doppio, così come le
caratteristiche del calcestruzzo stesso, saranno determinati in funzione delle esigenze
strutturali.
3.6.1.3 Le caratteristiche del sistema.
Il sistema EMMEDUE presenta le seguenti caratteristiche:
• maneggevolezza;
• elevata qualità isolante;
• tracce di servizio;
• intonaco.
Maneggevolezza
La leggerezza del pannello comporta una serie di ulteriori vantaggi nel suo impiego
in cantiere. Il pannello può infatti essere agevolmente trasportato a braccia, da
uno/due addeti, anche in forma assemblata e in dimensioni fino a 4 m2. Nella fase
immediatamente successiva può essere lavorato e posizionato a braccia da un singolo
addetto senza l’utilizzo di mezzi di sollevamento. Ciò semplifica ed accelera la
messa in opera dei pannelli in ogni situazione. Le operazioni non richiedono
assolutamente manodopera particolarmente specializzata e qualificata.
La notevole leggerezza del pannello consente allora facilità e velocità di trasporto e
movimentazione. I pannelli possono essere posizionati manualmente e vengono
collegati tra loro mediante l’uso di una pistola pneumatica o con normale filo di ferro
da costruzione.
Elevata qualità isolante
L’impiego dei pannelli come casseforme a perdere consente di effettuare il getto di
calcestruzzo indipendentemente dalle temperature esterne, cioè anche in condizioni
climatiche che normalmente sconsigliano l’operazione.
69
Capitolo 3
Infatti, grazie alle sue qualità adiabatiche, dovute alle caratteristiche fortemente
isolanti dei materiali impiegati, il pannello protegge il getto dai pericoli del gelo alle
basse temperature e dell’eccessiva evaporazione alle alte temperature così da poter
evitare l’utilizzo di specifici additivi.
Tracce di servizio
Per quanto riguarda gli impianti (idrotermosanitario, elettrico, telefonico, etc.) la
facilità nell’esecuzione delle tracce è una ulteriore conferma della validità del
sistema. L’operazione richiede poco tempo, non necessita di assistenza muraria ed è
assolutamente pulita.
In un primo momento vengono segnati sulla parete i percorsi degli impianti; di
seguito si operano i solchi nel polistirolo mediante un generatore di aria calda o una
qualunque fonte di calore ed infine si posano i tubi dietro la rete metallica.
In caso di tubi rigidi o semirigidi la rete metallica viene aperta per la lunghezza
necessaria con l’impiego di cesoie e poi richiusa a sostegno dei tubi.
L’intonaco
Collegati i pannelli tra di loro, dopo la piombatura, l’eventuale getto nel caso di
pannelli doppi e la sistemazione degli impianti, si può applicare l’intonaco
direttamente sul pannello. L’intonaco, applicato su pareti intimamente connesse tra
di loro e armato per la presenza della rete metallica, risulterà monolitico, escludendo
ogni possibile fenomeno di fessurazione derivante da sollecitazioni meccaniche e/o
termiche.
Inoltre, mancando assolutamente i rappezzi delle tracce degli impianti, sempre
visibili con i sistemi tradizionali, l’intonaco risulterà omogeneo e qualitativamente
superiore anche per quanto riguarda la resa estetica.
3.6.2 Il prodotto CELENIT.
Il CELENIT è una famiglia di isolanti termici ed acustici costituiti da fibre di abete
mineralizzate rivestite da un legante minerale: il cemento Portland.
Viene anche proposta la famiglia degli accoppiati, ottenuti dall'unione di uno o due
pannelli Celenit con altri isolanti, questo per ottenere il meglio delle caratteristiche
del Celenit e delle caratteristiche degli altri isolanti.
Il Celenit è costituito per il 65 di fibre di abete lunghe e resistenti e dal 35 di leganti
minerali, principalmente cemento Portland. Le fibre vengono sottoposte ad un
trattamento mineralizzante che, pur mantenendo inalterate le proprietà meccaniche
del legno, ne annulla i processi di deterioramento biologico, rende le fibre
perfettamente inerti e ne aumenta la resistenza al fuoco. Le fibre vengono rivestite
con cemento Portland, legate assieme sotto pressione a formare una struttura stabile,
resistente, duratura. La struttura cellulare del legno conferisce al pannello
isolamento, leggerezza e elasticità. Gli interstizi fra le fibre sono responsabili
dell'assorbimento acustico e dell'ottimo aggrappaggio a tutte le malte.
70
Figura 3.11: Esempio di pannello isolante Celenit.
L'agglomerato legno-cemento Portland, unito sotto pressione, determina la
compattezza e la robustezza, qualità necessario in edilizia. La scelta delle fibre di
abete è dettata dalle buone caratteristiche di resistenza e durabilità che tale legno
presenta consentendo di ottenere un pannello leggero e robusto.
L'utilizzo del cemento Portland come legante minerale viene giustificato dal buon
isolamento termico che tale accoppiamento consente di ottenere.
Inoltre si manifestano i seguenti vantaggi:
• conferimento al pannello di una assoluta insensibilità all'acqua, al gelo,
all'umidità rendendolo così adatto ad utilizzi nelle condizioni più sfavorevoli;
• impedimento del degrado biologico inibendo la formazione di muffe anche in
condizioni estreme;
• conferimento alle fibre di legno di una buona resistenza al fuoco non
sviluppando gas tossici, fumi, non gocciolando e impedendo la propagazione
della fiamma in caso di incendio; conferimento di una progressiva
pietrificazione al prodotto grazie alla carbonatazione della calce contenuta nel
cemento Portiand;
• possibilità di formare, attraverso l'agglomerato legno-cemento Portiand, una
struttura porosa e leggera caratterizzata da innumerevoli cavità che
consentono lo smorzamento delle onde sonore conferendo al pannello ottime
proprietà fonoassorbenti.
71
Capitolo 3
L'utilizzo è particolarmente adatto per:
• isolamento dei getti di calcestruzzo; isolamento dei solai;
• isolamento delle coperture;
• i rivestimenti interni ed estemi;
• il rivestimento di pareti resistenti al fuoco REI 120;
• il rivestimento di strutture in legno, metalliche, ecc.;
• l'isolamento acustico tra piani e tra locali adiacenti;
• controsoffittature fonoassorbenti.
In relazione alle diverse esigenze si distinguono diverse tipologie di pannelli con
caratteristiche e spessori diversi al fine di fornire una adeguata soluzione per ogni
tipo di impiego. I prodotti proposti possono essere costituiti sia da un singolo strato
che dalla combinazione di strati con caratteristiche specifiche in relazione alla
funzione operativa. Si riportano di seguito i pannelli disponibili:
1) pannello composto da lana di legno di abete legato con cemento Portland (A);
2) pannello composto da lana di legno di abete legata con cemento Portland
rinforzati con tre listelli di legno (B);
3) pannello composto da lana di legno di abete legata con cemento Portland e da
uno strato di polistirene espanso sintetizzato autoestinguente (C);
4) pannello isolante termico composto da due strati (spessore 5 mm ciascuno) in
lana di legno di abete legata con cemento Portland e da uno strato interno di
polistirene espanso sintetizzato autoestinguente (D);
5) pannello composto da due strati (spessore 5 mm) in lana di legno di abete
legata con cemento Portland e da uno strato interno in lana di roccia ad alta
densità (E);
accoppiato ad una lastra di cartongesso antincendio di spessore 12,5 mm (F);
rasato su una faccia con intonaco;
8) strisce particolari per la correzione dei ponti termici.
Figura 3.12: Esempi di pannello, (C) e (D) rispettivamente.
72
Celenit è inoltre un prodotto certificato ecobiocompatibile da ANAB (Associazione
Nazionale Architettura Bioecologica), IBO (Osterreichiesches Institut fùr
Baubiologie - Vienna) e IBN (Institut fur Baubiologie Neubeuem - Germania) e
viene prodotto in ottemperanza al Sistema Qualità secondo le norme UNI EN ISO
9001:2000.
3.6.2.1 Le caratteristiche del sistema.
II pannello Celenit presenta le seguenti caratteristiche:
• buona resistenza;
• buona qualità isolante sia termica che acustica;
• durabilità nel tempo; atossicità;
• buon comportamento al fuoco;
• leggerezza;
• buona lavorabilità;
Resistenza
Grazie all'utilizzo di fibre di abete e alla progressiva carbonatazione della calce nel
cemento Portland si ottengono valori di resistenza significativi che aumentano nel
tempo.
Isolamento termico e acustico
La massa, la struttura alveolare, il basso modulo elastico e l'effetto smorzante interno
conferiscono al pannello una buona capacità di regolare la rumorosità e di ridurre la
trasmissione dei suoni. Inoltre, in regime termico variabile, presenta una capacità di
accumulo termico 20 volte superiore a quella dei comuni isolanti.
Durabilità nel tempo
L'impregnazione della fibra di legno con sostanze minerali ed ignifughe unita alla
presenza dei silicati del cemento protegge la fibra stessa da azioni di tipo biologico,
chimico, meteorologico.
Atossicità
Questa caratteristica è garantita dall'utilizzo di componenti naturali non producendo
sostanze nocive ne in fase di produzione ne in fase di smaltimento.
Comportamento al fuoco
È un prodotto classificato di classe 1 che in caso di incendio come visto prima non
genera gocciolamento, fumi o gas tossici e non propaga la fiamma. Viene utilizzato
anche in deroga dei materiali ignifughi.
Leggerezza e buona lavorabilità
La struttura alveolare che contraddistingue il pannello consente di limitarne il peso
(peso medio 18 kg/m2) rendendolo così più facilmente manovrabile e allo stesso
tempo lavorabile. I pannelli possono infatti essere tagliati mediante seghetto a mano.
Celenit risulta essere in grado di:
• migliorare il benessere abitativo isolando l'ambiente, risanando dall'umidità e
proteggendo dal fuoco;
73
Capitolo 3
•
•
•
•
•
rendere sicura e sana l'abitazione non producendo prodotti nocivi e
garantendo una buona traspirabilità e capacità di accumulo termico;
migliorare il comfort abitativo riducendo la rumorosità e impedendo la
trasmissione dei suoni;
regolare l'ambiente da un punto di vista igrometrico assorbendo l'umidità in
eccesso e cedendola una volta ristabilite le condizioni normali senza
presentare deformazioni;
rispettare l'ambiente essendo costituito da componenti naturali e non
producendo sostanze nocive ne in fase di produzione ne in fase di
smaltimento;
avere buona lavorabilità e facilità di installazione con conseguente
contenimento dei costi;
essere maneggiato senza l'utilizzo di una maestranza particolarmente
specializzata.
Tabella 3.V: Caratteristiche tecniche del prodotto.
Proprietà
Reazione al fuoco
Resistenza all’acqua e al gelo
Resistenza alla diffusione del vapore
Temperatura limite di utilizzo
Capacità di assorbimento dell’umidità
ambiente
Calore specifico
Capacità di accumulo termico
Coefficiente di dilatazione termica lineare
Resistenza a trazione perpendicolare alle
facce
Resistenza al taglio
Resistenza a compressione con 10% di
schiacciamento
Resistenza aflessione
Potere fonoassorbente
Potere fonoisolante
Isolamento ai rumori di calpestio
Resistenza all’attacco fungino
74
Livello prestazionale
Classe A
Nessuna alterazione e mantenimento
della resistenza a flessione dopo 20 cicli
di gelo e disgelo in acqua
µ = 4÷6
200°C
2÷3,5 lt/m2 spessori pannelli 20÷75 mm
2,1 kJ/kgK
1260÷726 kJ/m3K
0,01 mm/mK
0,05 N/mm2
0,28 N/mm2
0,9÷0,27 N/mm2 spessori pannelli 20÷75
mm
3,3÷1,2 N/mm2 spessori pannelli 20÷75
mm
Fino ad αm=0,87 tra 125 e 4000 Hz
Fino a 61 dB
Riduzione di 22 dB con pannello da 25
mm
Inibizione del degrado biologico: le
muffe naturalmente presenti nel legno
sono assenti nei pannelli Celenit
3.6.2.2 Utilizzo del pannello Celenit come cassero a perdere.
Il sistema di costruzione tradizionale con getti di calcestruzzo in opera offre vantaggi
quali la possibilità di realizzare contemporaneamente elementi che costituiscono
struttura e chiusura i quali possono incorporare impianti e essere direttamente finiti
con malte ed intonaci.
Rimane comunque un limite a tale pratica che si riscontra nella mancanza di potere
isolante che il calcestruzzo è in grado di offrire. Risulta pertanto interessante
l'utilizzo dei pannelli isolanti Celenit come casseri a perdere entro i quali effettuare il
getto. In particolare viene utilizzato il pannello Celenit S con le seguenti
caratteristiche:
• dimensioni: 200x50 cm
• spessore: 25-35-50 mm
• peso: 18-26 kg/m3.
Si procede al getto del calcestruzzo all'interno di due pannelli Celenit disposti
parallelamente e trattenuti da opportuni elementi (grandi casseri, distanziatori,
staffe).
Tale sistema permette inoltre il posizionamento di qualsiasi tipo di armatura e il getto
risulta agevole non dovendo seguire dei percorsi obbligati. Inoltre la possibilità di
gettare contemporaneamente tutte le pareti longitudinali e trasversali conferisce un
effetto scatolare caratterizzato da elevata rigidità e stabilità laterale consentendo
buone prestazioni anche in zone sismiche.
Si nota inoltre che il calcestruzzo gettato e maturato entro un cassero Celenit presenta
un incremento fino al 30 sia della resistenza a compressione sia del modulo elastico;
il calcestruzzo inoltre penetrando nella struttura alveolare del pannello realizza con lo
stesso una struttura monolitica in cui il paramento isolante può presentare rotture ma
non distacchi.
Si conferiscono in tal modo alla struttura tutti quei pregi in termini di comfort
abitativo e di isolamento che caratterizzano tutti i prodotti Celenit.
3.6.3 Il sistema ARGISOL.
ARGISOL è un sistema di costruzione costituito da un
programma completo di casseri isolanti a perdere con i quali
si costruiscono pareti portanti in calcestruzzo antisismiche,
ben isolate e finalizzate ad una economica gestione del
fabbricato nel rispetto dell'ambiente per una migliore Qualità
della Vita.
Le normative in materia di risparmio energetico entrate in
vigore con l’attuazione della legge 10 rendono assai
importante il grado di isolamento dei fabbricati e la qualità
dei prodotti impiegati per la realizzazione dell’isolamento
stesso.
Il sistema di costruzione ARGISOL è stato concepito
tenendo in considerazione tutto questo.
Con il Sistema di Costruzione ARGISOL, infatti, si realizza in un'unica fase la
struttura portante, la parete di tamponamento e l'isolamento.
I costi di costruzione si riducono notevolmente per effetto della velocità di
esecuzione ; con il Sistema ARGISOL si riducono i costi di gestione del cantiere in
75
Capitolo 3
quanto non servono attrezzature pesanti ma essenzialmente le attrezzature
appositamente studiate per velocizzare ed ottimizzarne la posa.
Il sistema di isolamento è estremamente valido per la qualità del materiale impiegato,
per il suo posizionamento nella parete, per l'eliminazione dei
ponti termici e delle condense e per il conseguente notevole
risparmio energetico ottenuto.
Gli elementi della gamma ARGISOL sono composti da due
lastre in polistirene espanso di densità 27 Kg/mc a sezione
differenziata (6.8 cm spessore della lastra esterna e 4.2 cm
spessore della lastra interna) collegate da distanziatori in
lamiera zincata che contrastano l’azione di spinta del CLS in
fase di getto e permettono la posa ed il fissaggio del ferro
d’armatura grazie ad apposite scanalature e chiavette ricavate
sul distanziatore stesso.
La parete realizzata con il sistema di costruzione ARGISOL
è caratterizzata dal valore K=0.25 (Kcal/mq h °C).
3.6.3.1 Caratteristiche tecniche.
Figura 3.13: Elemento base ARGISOL.
1. isolamento esterno di maggiore spessore di quello interno per offrire
maggiore benessere abitativo;
2. le scanalature interne a coda di rondine danno alle due lastre di isolamento un
ancoraggio totale e definitivo al calcestruzzo;
3. i dentelli permettono una modulante d'incastro di 2,5 cm;
4. la guarnizione impedisce la fuoriuscita del calcestruzzo più fluido dai giunti
orizzontali eliminando così ogni ponte termico;
5. le scanalature esterne indicano e facilitano il taglio;
6. inserto di separazione o chiusura;
7. distanziali per i ferri d'armatura;
8. le lamine distanziatrici sono ancorate in modo fisso nelle due lastre di
polistirene.
76
I dati tecnici relativi ad un singolo elemento sono qui di seguito riportati:
Tabella 3.VI: Dati tecnici relativi al sistema ARGISOL.
Proprietà
Misure dell’elemento base
Modulo di divisibilità per taglio ed
incastro trasversale e longitudinale
Peso dell’elemento base
Pesi e misure dei pallet
Materiale
Peso per m2 di muratura
Quantità di CLS per m2 di armatura
Valore K (U per le nuove normative)
Resistenza passaggio al vapore
Resistenza al fuoco del polistirene:
Class.
Class.
Class.
Accumulo di calore in W
Tempo di raffreddamento
Sfasamento dell’onda termica
Dilatazione
Formazione di condensa superficiale
Isolamento acustico
cm 100x25x25
cm 2,5
kg 1,2
kg 22 cm 100x100x75
Polistirene (PSE) autoestinguente
densità 27 kg/m3
kg 350 senza intonaco
kg 380 senza intonaco
Litri 140 circa 1/7 m3
0,25 W/m2K
valore calcolato in base al λ del
polistirene (λ=0,036 W/mK)
m=14
B.1 secondo DIN 4102
M.1 (Francia)
V.1 (Svizzera)
160 kJ/m2K
145 ore
9 ore
0,20 mm/m
93% di umidità relativa
(+20°C interno, -10°C esterno)
94% di umidità relativa
(+20°C interno, -5°C esterno)
45 dB
3.6.3.2 Caratteristiche e vantaggi del sistema.
Modulo minimo
II modulo minimo di variazione negli elementi ARGISOL è di cm 2,5 e il cassero si
può dimensionare in cantiere in qualsiasi momento tagliandolo a misura utilizzando
un semplice seghetto.
Elementi angolari e a “T”
II programma è composto da una serie di elementi che permettono la realizzazione di
ogni tipologia di angolo con elementi standard a 90° e 45°. Un elemento speciale,
dotato di una scala goniometrica, consente di ottenere angoli diversi dai 90° e 45°.
Gli elementi a T consentono la rapida esecuzione di incroci a T e incroci normali.
77
Capitolo 3
Facilità di posa
II sistema di costruzione ARGISOL è semplice da posare, non necessita di
maestranze altamente qualificate.
Riduzione dello sfrido
II modulo minimo di cm 2,5 consente di riutilizzare gran parte degli elementi derivati
da un taglio a misura.
Leggerezza degli elementi
I casseri ARGISOL sono estremamente leggeri: la minore fatica richiesta e il ridotto
rischio di incidenti sul lavoro incide positivamente sulla resa oraria delle squadre di
montaggio.
Flessibilità
II sistema è estremamente flessibile e, grazie agli elementi speciali, consente di
realizzare pareti di qualsiasi forma e misura secondo le esigenze di ogni progetto.
Economicità
Con il sistema di costruzione ARGISOL si realizzano contemporaneamente la
struttura portante, le pareti di tamponamento e l'isolamento termico. La possibilità di
gettare il calcestruzzo in una unica soluzione consente di realizzare un piano alla
volta abbassando notevolmente i tempi di cantiere.
Velocità nella realizzazione degli impianti
Le tracce per l'impiantistica vengono facilmente ricavate su ARGISOL asportando
con una "lama calda" il polistirene superficiale.
Snellezza della gestione del cantiere
Un cantiere in ARGISOL non necessita di attrezzatura pesante inoltre richiede meno
ore/uomo per mq di parete realizzata; necessita così un'organizzazione di cantiere
meno costosa. L'attrezzatura necessaria per realizzare le pareti in ARGISOL è
estremamente semplice e si può ridurre ad un segaccio, gli appositi elementi di
sostegno e una livella.
Economia nella gestione dell’immobile
L'isolamento termico di K=0.25 W/m2K consente una riduzione delle spese di
riscaldamento di circa 30. Il ridimensionamento dell'impianto termico rispetto allo
standard consente un risparmio sui costi dell'abitazione.
Comfort abitativo
La disposizione dell'isolante nelle pareti ARGISOL consente di ottenere una casa
sempre calda in inverno ed estremamente fresca in estate. La parete risulta
fondamentalmente asciutta e quindi esente da condense e muffe.
Isolamento acustico
La parete ARGISOL ha un abbattimento acustico di 45 decibel il che consente di
lasciare fuori dalla abitazione i rumori molesti.
78
Maggiore superficie interna
Pur consentendo un maggior grado di isolamento la casa in ARGISOL presenta una
superficie media interna calpestabile, paragonata ad una casa con lo stesso perimetro
esterno, maggiore del 5 circa.
Questo si deve al fatto che abbiamo una parete completa di 25 cm contro i 30÷40 cm
di un muro tradizionale.
Minore inquinamento atmosferico
Consumare meno combustibile significa produrre meno CO2 e minor inquinamento
ambientale. Il materiale con il quale ARGISOL è prodotto non emette sostanze
nocive, è autoestinguente (come previsto dalle norme italiane ed europee) ed ha un
costo energetico molto inferiore a molti materiali da costruzione tradizionali.
79
Capitolo 3
80
PARETI IN CALCESTRUZZO: IL SITEMA “ARXX” E IL SITEMA “CLIMABLOCK”
Capitolo 4: PARETI IN CALCESTRUZZO: IL SITEMA
“ARXX” E IL SITEMA “CLIMABLOCK”
4.1 Arxx Wallsystem ICF™.
Arxx ICF™ è un sistema costruttivo costituito da un programma completo di casseri
isolanti a perdere con i quali si costruiscono pareti portanti in calcestruzzo
antisismiche, ben isolate e finalizzate ad una economica gestione del fabbricato nel
rispetto dell'ambiente per una migliore Qualità della Vita.
Le normative in materia di risparmio energetico entrate in vigore con l’attuazione
della legge 10 rendono assai importante il grado di isolamento dei fabbricati e la
qualità dei prodotti impiegati per la realizzazione dell’isolamento stesso.
Il sistema di costruzione Arxx ICF™ è del tutto in sintonia con quanto richiesto dal
punto di vista del risparmio energetico.
Con il Sistema Costruttivo Arxx ICF™, infatti, si realizza in un'unica fase la struttura
portante, la parete di tamponamento e l'isolamento.
I costi di costruzione si riducono notevolmente per effetto della velocità di
esecuzione; con il Sistema Arxx ICF™ si riducono i costi di gestione del cantiere in
quanto non servono attrezzature pesanti ma essenzialmente le attrezzature
appositamente studiate per velocizzare ed ottimizzarne la posa.
Il sistema di isolamento è estremamente valido per la qualità del materiale impiegato,
per il suo posizionamento nella parete, per l'eliminazione dei ponti termici e delle
condense e per il conseguente notevole risparmio energetico ottenuto.
4.2 Che cos’è l’ICF?
ICF è un acronimo per Insulating Concrete Forms.
Arxx ICF™ è composto da un sistema di casserature a perdere per calcestruzzo, che i
costruttori possono utilizzare per la realizzazione di preti e fondazioni in
calcestruzzo. Siccome Arxx ICF™ sono delle casserature a perdere, queste non
vengono rimosse quando il calcestruzzo è ormai indurito. Sono infatti lasciate in
opera, andando così a creare un doppio strato isolante attorno a tutta la casa. Come
risultato finale abbiamo dunque che tutte le pareti esterne hanno due strati di pannelli
in EPS12 assicurati attorno a un cuore di calcestruzzo; questo garantisce grandi
prestazioni dal punto di vista del comfort, della resistenza e del valore globale della
costruzione.
Dal momento che il sistema di isolamento a doppio strato con schiuma di EPS
avvolge con continuità l’intera struttura, possiamo notare il guadagno dal punto di
vista delle infiltrazioni d’aria e degli spifferi rispetto ad una tradizionale struttura
intelaiata. Inoltre è importante il contributo dell’anima in calcestruzzo della parete,
che, con la sua notevole massa termica, va a stabilizzare la temperatura all’interno
dei vani abitabili così che l’utente può godere di una temperatura tendenzialmente
costante durante il giorno.
In virtù di questi alti valori di massa termica e del buon isolamento dalle infiltrazioni
d’aria il sistema Arxx ICF™ permette un risparmio, in termini energetici, che può
12
È l’acronimo di Expanded polystyrene.
81
Capitolo 4
arrivare fino al 50% rispetto ad una costruzione convenzionale; inoltre i costi di
messa in opera e manutenzione sono nettamente inferiori.
La capacità isolante del doppio strato in EPS combinata all’integrità strutturale del
cemento armato garantiscono efficienza sotto diversi punti di vista; resistenza,
salubrità, isolamento acustico e termico sono i punti di forza di questo sistema
costruttivo che test dopo test ha dimostrato di rispettare ampiamente gli standards
richiesti dai vari codici edilizi.
Figura 4.1: Arxx Wallsystem ICF™: sezione verticale.
4.3 Per cominciare.
4.3.1 Attrezzi, strumenti e “project planning”.
Gli attrezzi che si usano per la lavorazione del sistema a casserature a perdere
proposto dalla “Arxx” sono sostanzialmente quelli tradizionali. Ci sono alcuni
accorgimenti che permettono però di risparmiare tempo nelle varie fasi costruttive.
A prescindere dalla fornitura dei materiali idonei alla lavorazione in esame, assume
grande importanza la redazione di un project planning, nel quale si specifica la
necessità dei vari materiali e le sequenze di eventi. Questa pianificazione sarà
sicuramente utile dal punto di vista del risparmio di ore di lavoro e garantirà una più
omogenea ed efficace organizzazione delle risorse umane.
4.3.2 Fondazioni “Slabs On Grade” (SOG).
Le fondazioni sono intese come quell’elemento dell’organismo edilizio atto a
trasferire i carichi sopportati dalla struttura al terreno di fondazione, in modo da non
eccedere i valori di portanza di quest’ultimo. Arxx Wallsystem ICF consiste in una
parete monolitica in calcestruzzo dello spessore variabile di 100, 160, 200, 250 mm.
L’unica differenza rispetto alle pareti in calcestruzzo convenzionali è data dalla
tecnica di realizzazione, in particolare dal fatto che si usano casserature a perdere.
Dal punto di vista strutturale Arxx Wallsystem è rappresentato da delle semplici
pareti in calcestruzzo armato e come tale va dimensionato; di conseguenza anche le
fondazioni verranno dimensionate in modo da sopportare i carichi propri e portati
della struttura in elevazione e quindi con un metodo del tutto convenzionale, in
accordo con quelle che sono le disposizioni delle normative locali.
82
In quanto del tutto simili a delle fondazioni convenzionali, nel progetto delle
fondazioni per il sistema Arxx devo tener conto di diversi fattori che porteranno alla
determinazione dello spessore ideale della struttura di base.
Alcuni di questi fattori da prendere in considerazione durante le varie fasi progettuali
sono i seguenti:
• il tipo di terreno;
• il grado di sismicità della località in cui verrà realizzata l’opera;
• i carichi (permanenti, accidentali, vento, neve, etc.);
• il livello dell’acqua nel terreno.
Molto importante nella realizzazione delle fondazioni è assicurarsi che queste
vengano costruite su di un terreno il più possibile piano. In accordo con questa
necessità si individua una tolleranza (±6 mm) da rispettare onde evitare inutili
interventi correttivi in un secondo tempo.
Può accadere che il terreno non sia piano, ma anche in questo caso ci sono diversi
tipi di soluzioni. Il primo, e forse anche il più semplice, è quello di poggiare i primi
due ricorsi di pannelli EPS andando a riempire i buchi lasciati vuoti con della
schiuma espandibile o con spessori (ad esempio ritagli di pannelli). Un secondo
metodo, adatto soprattutto per terreni rocciosi, dove non sono richieste particolari
prestazioni al sistema di fondazione, consiste nel modellare la parte inferiore dei
pannelli in conformità con l’andamento del terreno. In questo caso è importante
assicurarsi una buona adesione tra i primi ricorsi della parete e il terreno, utilizzando
adesivi o particolari accorgimenti di ancoraggio. Là dove le condizioni di planarità
del terreno sono del tutto compromesse, possiamo intervenire con una fondazione a
gradoni, dove l’arguzia costruttiva si esplicita nel creare gradoni di un’altezza pari o
multipla all’altezza del modulo Arxx. Stessa cosa vale per la lunghezza. Questo
semplice accorgimento eviterà inutili sprechi di materiale.
Figura 4.2: Fondazione a gradoni.
Anche se non richiesto da diversi codici costruttivi, è buona pratica assicurare la
giusta connessione tra struttura e terreno; un metodo semplice per garantire questa
83
Capitolo 4
collaborazione è quello di predisporre un certo numero di ferri di ancoraggio che
escano dal terreno di fondazione.
4.3.3 “Wall Layout”.
È di fondamentale importanza, a garanzia della qualità generale della costruzione,
che la struttura realizzata poggi correttamente sul piano di fondazione.
Un controllo molto veloce e semplice a garanzia della perfetta rispondenza a quanto
indicato sul progetto di riferimento è quello di verificare la corretta apertura degli
angoli della struttura. Ci sono, in particolare, tre diversi metodi per eseguire questo
controllo:
• metodo 1: nel caso di piante rettangolari, misuro le due diagonali, da angolo
ad angolo, e controllo che le due misurazioni siano uguali. Se così accade la
costruzione soddisfa il criterio di ortogonalità degli angoli;
• metodo 2: sfrutto la terna pitagorica 3, 4, 5: sulle due pareti ortogonali
misuro rispettivamente tre unità e quattro unità; unisco le estremità così
individuate e controllo la misurazione che dovrà essere pari a cinque unità;
• metodo 3: uso livella e filo di piombo e controllo l’esatta apertura
dell’angolo.
Figura 4.3: Metodo 1 e Metodo 2.
Una volta controllata l’esatta apertura di ciascun angolo della costruzione, in accordo
con quanto previsto dal progetto di riferimento, posso procedere con la marcatura del
terreno di fondazione usando gessetti o cordicelle. Si procede successivamente al
posizionamento dei primi ricorsi di pannelli.
Una volta posizionata la costruzione sul terreno di fondazione è necessario
controllare sul progetto il posizionamento delle varie aperture (finestre, porte, etc.) in
modo da segnalarle già dai primi ricorsi dei pannelli, se non addirittura sul terreno di
fondazione.
84
4.3.4 Posa in opera del materiale.
Le varie lavorazioni che compongono il processo edilizio proprio del sistema Arxx
Wallsystem risultano più efficacemente realizzabili se svolte dall’interno
dell’edificio; l’accortezza sta dunque nel posizionare, sempre nei limiti e nelle
possibilità caratteristiche di ogni singolo caso, i materiali da costruzione direttamente
all’interno del perimetro delimitato dalle pareti esterne.
Per garantire un certo risparmio di spazio nelle fasi di trasporto degli elementi del
Arxx Wallsystem, questi vengono confezionati in pacchi di diversi elementi che
però, in virtù della leggerezza dei materiali di cui sono composti, sono facilmente
gestibili dal personale di cantiere.
Figura 4.4: Confezionamento dei diversi elementi per il trasporto in cantiere.
Le barre di armatura possono essere tagliate e curvate direttamente in cantiere oppure
possono essere consegnate già lavorate. L’esperienza insegna che, per barre di
piccole dimensioni, la soluzione migliore è quella della lavorazione in cantiere,
mentre, per barre di grosse dimensioni, è più conveniente richiedele già tagliate e
curvate in officina.
4.3.5 Posa in opera dei ricorsi.
Prima di posizionare il primo ricorso di elementi Arxx l’operatore deve assicurarsi
che il piano di posa sia sgombro da ogni tipo di sporcizia o detriti.
Il posizionamento degli elementi Arxx si fa a partire da un angolo; dopo essersi
assicurati il corretto posizionamento del primo elemento si procede all’affiancamento
di tutte le unità che vanno a costituire il primo ricorso, cercando di garantire il giusto
ancoraggio con il terreno di fondazione.
Al di sopra del secondo ricorso di elementi Arxx si introduce l’utilizzo
dell’attrezzatura per l’allineamento della parete: è composto da un kit di guide
studiate apposta per l’Arxx Wallsystem che svolgono la funzione di allineare la
85
Capitolo 4
parete in elevazione con le linee guida tracciate in precedenza sul terreno di
fondazione.
In generale il secondo ricorso di elementi può essere posato non appena si è finito di
posizionare il primo; si parte dallo stesso angolo con l’accuratezza di utilizzare un
elemento allineato in maniera differente, in modo da sfasare le giunzioni.
Figura 4.5: Posizionamento dei primi ricorsi a partire dall’angolo.
Tutti i ricorsi di elementi Arxx successivi ai primi due possono essere posati
semplicemente seguendo la modalità di posa dei primi. Avremo così ricorsi identici a
due a due; abbiamo così garantito la sfasatura delle giunzioni utilizzando un metodo
di facile applicazione.
4.4 I prodotti “Arxx”.
A seguire ci sarà una carrellata di alcuni particolari prodotti che fanno parte
dell’Arxx Wallsystem: a titolo di esempio saranno presentati solo alcuni di questi
elementi.
86
Figura 4.6: Prodotti Arxx.
4.4.1 “Standard Form Units”.
87
Capitolo 4
Figura 4.7: Elemento pannello standard.
Le unità standard sono disponibili in diverse dimensioni, in particolare 4”, 6”, 8” e
10” (100, 160, 200, 250 mm) riferite all’anima di calcestruzzo. La lunghezza
nominale di ciascun pannello standard è 48”, quella reale 47 7/8”±1/8”.
I pannelli standard sono utilizzati per la realizzazione di pareti verticali dritte. La loro
posa in opera è del tutto simile a quella delle pareti convenzionali in muratura, dove
l’elemento modulare è rappresentato dal mattone.
Sui pannelli standard si effettuano la maggior parte dei tagli che servono per
realizzare le aperture necessarie alle varie costruzioni. L’unica accortezza che si può
tenere in questo caso è quella di non andare ad interessare con il taglio gli elementi di
supporto delle barre di armatura presenti in ogni pannello standard.
In generale però tutti questi interventi di taglio e modellazione possono essere
eseguiti direttamente in cantiere con l’ausilio di seghe da tavolo o normali.
Tabella 4.I: Pannello standard: dimensioni.
Standard Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
4"
(100 mm)
48"
(1219 mm)
8"
(200 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Exposed Web
6"
(160 mm)
48"
(1219 mm)
11 ½"
(292 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Exposed Web, One Side
Buried
8"
(200 mm)
48"
(1219 mm)
12 ½"
(318 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Buried
10"
(250 mm)
48"
(1219 mm)
14 7/8;"
(378 mm)
16 ¾"
(425 mm)
One Side Buried
88
4.4.2 “Corner Form Unit”.
Il pannello ad angolo ha la funzione di far cambiare la direzione della parete di 90°.
Questo pannello è disponibile in due versioni (destro e sinistro) in modo da garantire
la sfasatura dei giunti verticali con la semplice sovrapposizione alternata delle due
versioni.
Così come i pannelli standard, anche i pannelli ad angolo sono disponibili nelle
dimensioni 4”, 6”, 8” e 10”, sempre riferite all’anima di calcestruzzo.
I tagli e le aperture sono da evitare in maniera particolare su questo tipo di pannello
perché costretto a sopportare delle tensioni che agiscono in due differenti direzioni
contemporaneamente e quindi molto sensibile dal punto di vista strutturale.
Questi pannelli sono molto importanti perché il primo ricorso di ogni costruzione si
realizza a partire da un angolo. Di conseguenza tutta l’organizzazione della parete
dipenderà dalla posa di questo primo elemento. In particolare devo fare in modo che
gli elementi che vanno ad accogliere i ferri di armatura siano allineati uno sopra
l’altro in modo da rendere il lavoro di armatura e getto più semplice e rapido.
Figura 4.8: Pannello ad angolo.
Tabella 4.II: Pannello ad angolo, dimensioni.
90° Corner Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
4"
16" x 32"
8"
16 ¾"
Exposed Web
89
Capitolo 4
(100 mm)
(406 x 813
mm)
(200 mm)
(425 mm)
6"
(160 mm)
16" x 32"
(406 x 813
mm)
11 ½"
(292 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Exposed Web, Two Sides
Buried
8"
(200 mm)
16" x 32"
(406 x 813
mm)
12 ½"
(318 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Exposed Web, Two Sides
Buried
10"
(250 mm)
19½" x
27½"
(495 x 698
mm)
14 &frac78;" 16 ¾"
(378 mm)
(425 mm)
One Side Buried
4.4.3 “Adjustable Corner Form Unit”.
Questa tipologia di pannelli è stata studiata per la realizzazione di angoli che non
siano di 90°. Questa tecnologia permette la realizzazione di angoli da 135° fino a
180°; inoltre, con una piccola modifica eseguibile direttamente in cantiere, il range
di angolature realizzabili si amplia e copre tutte gli angoli da 90° fino a 180°.
Figura 4.9: Pannello ad angolo regolabile.
Una volta ottenuto l’angolo desiderato con i pannelli regolabili devo procedere con il
taglio della parte sommitale dei pannelli che è rimasta all’interno della parete, in
modo che l’anima di calcestruzzo risulti continua e monolitica.
90
Figura 4.10: Posa in opera dei pannelli angolari regolabili.
I pannelli angolari regolabili sono disponibili nelle sole dimensioni 4” e 6”
dell’anima di calcestruzzo.
Tabella 4.III: Pannello angolare regolabile: dimensioni.
Adjustable Corner Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
6"
(160 mm)
48"
(1219 mm)
11 ½"
(292 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Buried
4.4.4 “Tapered Top Form Unit”.
Questo pannello è disponibile solo nella dimensione di 6” dell’anima di calcestruzzo.
La rastremazione sommitale dell’elemento garantisce un’anima di calcestruzzo di
larghezza netta pari a 10” in testa ed è molto utile laddove è richiesta una maggiore
presenza di calcestruzzo.
Tipiche applicazioni dell’elemento considerato sono le seguenti:
• in sommità alle pareti di fondazione per strutture in legno, mattoni o acciaio;
• in sommità alle pareti di fondazione per strutture intelaiate a travi e pilastri;
• pareti interne che devono sostenere dei solai in calcestruzzo;
• qualsiasi altra applicazione dove si renda necessario avere in testa alla parete
uno spessore di calcestruzzo maggiorato.
91
Capitolo 4
Figura 4.11: Pannello rastremato in sommità.
Tabella 4.IV: Pannello rastremato in testa: dimensioni.
Tapered Top Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
6"
(160 mm)
48"
(1219 mm)
11 ½"
(292 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Buried
4.4.5 “Extended Brick Ledge Form Unit”.
Questi elementi sono disponibili nelle dimensioni di 6” e 8”. Sono utilizzati quando è
richiesto un aumento di sezione, in modo da poter aumentare le dimensioni della
92
parete o per appoggiarvi sopra una finitura quale potrebbe essere uno strato singolo
di muratura in mattoni.
Alla stessa maniera l’estensione dell’elemento può essere rivolta verso l’interno in
modo da garantire un appoggio al solaio di piano.
Tabella 4.V: Pannello a sezione crescente: dimensioni.
Extended Brick Ledge Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
6"
(160 mm)
48"
(1219 mm)
11 ½"
(292 mm)
16 ¾"
(425 mm)
Exposed Web
8"
(200 mm)
48"
(1219 mm)
12 ¼"
(318 mm)
16 ¼"
(425 mm)
Exposed Web
93
Capitolo 4
Figura 4.12: Pannello a sezione crescente.
Il taglio in lunghezza di questi pannelli può essere fatto nella stessa maniera dei
pannelli standard. Il problema principale si presenta negli angoli in quanto non esiste
la versione angolare di questi elementi; devo dunque procedere con un taglio
diagonale e fare in modo che i due elementi che sono posati a formare l’angolo siano
il più adiacenti possibile. Un accorgimento, utile a garantire il corretto allineamento
dei ricorsi superiori, è quello di garantire, in questa particolare sezione, la massima
quantità possibile di calcestruzzo.
Figura 4.13: Sezione ad angolo dei pannelli a sezione crescente.
94
L’installatore avrà cura, dunque, di garantire il massimo volume di calcestruzzo
possibile nell’angolo tagliato; deve altresì assicurarsi che il taglio del pannello venga
fatto in modo appropriato, cioè che sia del tutto compatibile con il corretto
funzionamento dell’elemento.
Figura 4.14: Sezione in pianta del raccordo angolare di pannelli a sezione crescente.
4.4.6 “Fixed 45° Form Unit”.
Questo particolare elemento è utilizzato per creare le pareti di tutte quelle parti di
edificio che contengono intersezioni a 45°. Questo pannello è disponibile nella sola
versione da 6” ed esclusivamente nella configurazione sinistra. Qualora dovessero
rendersi necessarie configurazioni opposte devo procedere comunque con i pannelli a
configurazione sinistra pre-taglaiti nelle apposite scanalature.
Le scanalature permettono di tagliare l’elemento in qualsiasi momento ed in
particolare di ottenere, mediante l’inserimento di pannelli standard, pareti a 45° di
qualsivoglia lunghezza.
Tabella 4.VI: Pannelli a 45°: dimensioni.
Double 45° Corner Form Specifications
Size
Length
O/A Width
Height
Web Configuration
6"
(160 mm)
40"
1000 mm)
11 ½"
(292 mm)
16
&frac314;"
(425 mm)
Two Sides Buried
95
Capitolo 4
Figura 4.15: Pannelli a 45°.
I prodotti che fanno parte della linea Arxx non finiscono qui: ci sono tutta una serie
di elementi studiati per le finiture e i dettagli andando ad aumentare e completare
così le potenzialità di questo innovativo sistema costruttivo.
4.5 Armature.
Come tutte le pareti in calcestruzzo il rinforzo prevede l’utilizzo di barre in acciaio
(ferri di armatura) disposti all’interno della parete sia in senso orizzontale che in
senso verticale. Le funzioni che svolgono le barre all’interno del meccanismo finale
sono le stesse delle pareti in calcestruzzo convenzionali.
4.5.1 Rinforzo orizzontale.
Le armature orizzontali vanno disposte subito dopo aver posizionato l’intero corso di
casserature. Corso dopo ricorso devo sfalsare il posizionamento delle barre per
ottenere un più efficace rinforzo. A questo scopo sono stati studiati, sulle staffe che
uniscono i pannelli, degli appositi incastri atti ad accogliere le barre orizzontali.
96
Nel primo corso posizionerò le barre di rinforzo negli incastri vicini al pannello di
EPS; nel secondo ricorso la barra verrà invece installata nell’incastro centrale della
zanca. Nel terzo corso si riprende la configurazione del primo, nel quarto quella del
secondo e così via fino in cima alla parete.
Figura 4.16: Esempio di rinforzo per pareti da 8”.
4.5.2 Rinforzo verticale.
Il rinforzo verticale può essere posizionato una volta eretta la parete, che è ancora
composta dalla semplice sovrapposizione degli elementi modulari del sistema Arxx.
L’inserimento delle barre verticali deve essere fatto previo taglio delle stesse barre in
modo da ottenere la lunghezza desiderata. La barra verticale và sostanzialmente
appoggiata sulle barre di rinforzo orizzontali in modo da garantire un adeguato gap
tra barre e interfaccia calcestruzzo – pannello; con questo sistema si garantisce anche
un adeguato copriferro alle barre di armatura.
Tabella 4.VII: Tipologie di barre e dimensioni.
ASTM standard (sistema americano)
Tipo di barra
Diametro [in.]
#3
0.375
#4
0.5
#5
0.625
#6
0.75
#7
0.875
#8
1.0
RSIC standard (sistema canadese)
Tipo di barra
Diametro [mm]
10M
15M
20M
11.3
16.0
19.5
25M
25.2
97
Capitolo 4
4.5.3 Sovrapposizione delle barre.
La sovrapposizione di barre si rende necessaria ogni qual volta si rendano necessarie
barre lunghe più di 6 m.
Per garantire la giusta collaborazione tra le barre sovrapposte ci sono delle lunghezze
di sovrapposizione minime da rispettare.
In generale questa lunghezza è individuata a partire dal diametro della barra:
ls = 40d (con d = diametro barra);
La realizzazione delle sovrapposizioni è una lavorazione molto delicata, in
particolare ci si deve assicurare che queste non vadano in alcun modo a modificare il
risultato finale della parete, che non si creino vuoti e che sia garantita la perfetta
aderenza tra le barre e il conglomerato cementizio.
4.6 Il getto di calcestruzzo.
Prima di fare il getto di calcestruzzo all’interno dei pannelli ci si deve assicurare per
l’ultima volta della verticalità della parete predisposta e procedere con tutti gli
aggiustamenti del caso.
Sempre precedentemente al getto è opportuno legare tra loro i pannelli che
costituiscono il ricorso sommitale della parete con bulloni o staffe di collegamento al
fine di prevenire spostamenti durante il getto.
Per prevenire accidentali distaccamenti è buona norma, inoltre, assicurare i due
ricorsi più alti tra loro con una nastro di fibra di vetro per una fascia di 400 mm.
Come ultimo accorgimento, prima del getto, è indicato controllare che i rinforzi in
legno e/o in fibra di vetro siano stati predisposti in tutte le aree in cui questi si
rendano necessari, per assicurare che le tensioni imposte dal getto di calcestruzzo
fresco siano contrastate con efficacia.
4.6.1 Fattori che condizionano la miscela cementizia.
Ci sono diversi fattori che governano la progettazione delle strutture in cemento
armato: condizioni ambientali, strutturali, estetiche, etc. Siccome per le specifiche
esigenze del sistema costruttivo proposto dall’Arxx la struttura di calcestruzzo non è
visibile, il fattore estetico non influisce in alcuna scelta in fase progettuale; ci si
concentra dunque solo su fattori ambientali e strutturali.
I fattori ambientali che possono dunque influenzare la progettazione di strutture in
materiale cementizio sono la temperatura, la presenza di acqua, il vento e
l’esposizione ai raggi del sole. Molti di questi fattori possono essere eliminati usando
un sistema a pannelli in EPS che mi garantiscono da soli un buon isolamento.
Innanzitutto l’utilizzo di questa tecnologia permette di poter lavorare il calcestruzzo
anche nei mesi invernali più freddi; infatti, durante la sua maturazione, il
calcestruzzo genera calore che viene facilmente trattenuto dai pannelli in EPS
andando ad eliminare l’esigenza di protezioni e isolamenti o di additivi antigelo.
I pannelli isolanti sono molto efficaci anche quando vengono utilizzati nelle
costruzioni in zone con climi decisamente caldi. Questi, infatti, sono grado di
garantire una miglior qualità del conglomerato in virtù del fatto che durante le calde
e secche estati delle zone più calde sono in grado di rallentare l’evaporazione
dell’acqua presente nel calcestruzzo migliorando così le caratteristiche del prodotto
finale. La maturazione all’interno dei pannelli isolati mi restituisce un prodotto più
resistente e duraturo rispetto ad una maturazione libera “in aria”.
98
Figura 4.17: Resistenza a compressione del calcestruzzo in diverse condizioni.
4.6.2 Il getto di calcestruzzo.
Il getto di calcestruzzo può essere eseguito, in maniera più o meno efficace, con tutti
i metodi classici utilizzati dai costruttori di pareti in cemento armato. Di gran lunga il
più comodo è sicuramente quello tramite pompa.
In questa fase della lavorazione particolare importanza assume la velocità con cui
viene gettato il conglomerato. In generale le fasi di getto e la loro lunghezza
temporale dipendono esclusivamente dal metodo scelto per riempire i pannelli;
contemporaneamente si posso individuare altri fattori che in maniera molto meno
influente possono determinare i tempi e i modi del getto: temperatura, consistenza
del conglomerato cementizio, lunghezza lineare delle pareti da realizzare, etc.
Tabella 4.VIII: Tempi di colata in funzione della temperatura.
Temperatura °F (°C)
40 (4)
50 (10)
60 (15)
70 (21)
80 (27)
90 (32)
Piedi/ora (mm/ora)
2.2 (670)
2.75 (840)
3.03 (920)
3.85 (1170)
4.4 (1340)
4.95 (1510)
99
Capitolo 4
Nella precedente tabella sono indicati i tempi di colata in funzione della temperatura,
tenendo conto di un fattore di sicurezza 2:1, come suggerito dalle norme ACI. In
questo caso è assunta una densità standard per il conglomerato [2400 kg/m3].
Durante il getto è compito dell’installatore controllare costantemente la corretta
posizione dei pannelli in EPS.
In generale il getto di calcestruzzo deve avvenire in accordo con le norme locali
vigenti:
• in Canada: CSA A23.1 e CSA A438;
• in USA: ACI 318 o ACI 332.
4.6.3 Maturazione del calcestruzzo.
È necessario garantire un corretto consolidamento del calcestruzzo al fine di
assicurare una buona copertura di barre e zanche andando così ad eliminare la
pericolosa formazione di vuoti d’aria all’interno della struttura.
Il consolidamento del calcestruzzo può essere ottenuto in diverse maniere:
• a mano tramite bastone;
• vibrazione interna;
• vibrazione esterna.
Per costruzioni di non gradi dimensioni non è necessario dotarsi di vibratori
professionali e il consolidamento viene assicurato a mano.
Il consolidamento non si fa sull’intera parete ma per strati: si parte dalle zone
sottostanti porte e finestre nelle parti inferiori della parete per poi raggiungere le parti
più alte.
In generale il getto di calcestruzzo deve avvenire in accordo con le norme locali
vigenti:
• in Canada: CSA A23.1;
• in USA: ACI 318 o ACI 332.
4.7 Finiture interne.
4.7.1 Contropareti in cartongesso (Drywall®).
Il più comune materiale utilizzato come finitura interna per l’Arxx Wallsystem è il
cartongesso, o meglio, i pannelli in cartongesso. Questi possono essere direttamente
applicati alle casseforme Arxx usando viti e/o adesivi appositi.
La parete Arxx garantisce un supporto continuo ai pannelli in cartongesso che
possono essere facilmente installati sui pannelli in EPS.
Gli spazi abitabili all’interno di un edificio richiedono una barriera termica (15 min
di esposizione al fuoco) a copertura del pannello in EPS. In realtà già questo è
garanzia di ottima resistenza al fuoco ma tutte le normative nordamericane
individuano nel pannello in cartongesso dello spessore di ½” meccanicamente fissato
alla parete il più efficace rivestimento per la parete da questo punto di vista.
Viti e adesivi devono essere tutti dimensionati in accordo con le normative vigenti
locali.
100
4.7.2 “Paneling”.
Nonostante il loro uso sia andato in declino negli ultimi anni, l’uso di pannelli di
copertura come finitura interna per le pareti Arxx è ancora diffuso soprattutto per
l’economicità di questi elementi.
C’è da dire che la maggior parte di questi pannelli non sono in grado di garantire la
barriera al calore richiesta dalle varie normative e sono da prevedere lavorazioni
aggiuntive come applicazione di strati di pannelli di gesso e quant’altro.
Ogni tipologia di pannello ha la sua modalità di assemblaggio e fissaggio.
4.8 Finiture esterne.
A causa della sensibilità dei pannelli in EPS nei confronti dei raggi ultravioletti è
opportuno proteggere gli stessi con appositi strati di protezione, anche temporanei. A
causa dell’azione dei raggi UV viene a crearsi sulla superficie dei pannelli uno strato
di polvere e materiale fino che potrebbe compromettere la corretta applicazione delle
finiture esterne.
In particolare se la finitura va applicata tramite adesivo direttamente alla sagoma del
pannello è molto importante poter lavorare con una superficie pulita; qualora, invece,
gli elementi di finitura esterna siano installabili tramite fissaggi meccanici la
presenza o meno dei detriti sulla superficie della parete non è determinante.
È comunque sempre opportuno proteggere la parete dall’azione nociva dei raggi UV
e qualora si rendesse necessario provvedere alla pulitura, tramite lavaggio, della
superficie esterna dei pannelli in EPS.
4.8.1 EIFS.
Storicamente lo stucco è un materiale a base cementizia e può essere applicato su un
substrato legnoso, come compensato o simili. Il problema nasce nel momento in cui
si va ad analizzare il comportamento degli elementi così creati sottoposti a cicli di
gelo – disgelo; il comportamento del legno è direttamente sensibile alla temperatura
mentre quello dello stucco no; l’alternarsi di alte e basse temperature và dunque a
minare la perfetta aderenza tra legno e stucco.
Negli ultimi anni però la ricerca ha permesso di creare dei materiali atti a risolvere
questo problema:
• i più recenti prodotti sono stucchi a base acrilica, rinforzati con un reticolo
di fibre di vetro. Il risultato è un materiale molto più flessibile che prende il
nome di EIFS (Exterior Insulating Finish Systems);
• I substrati utilizzatati per l’EIFS sono quasi sempre pannelli o elementi in
EPS, nonostante risultino stabilmente compatibili con il legno.
I materiali a base acrilica sono in grado di resistere molto bene a cicli di
gelo – disgelo.
Arxx ha creato una linea intera di pannelli sagomati apposta per facilitare
l’applicazione di questo tipo di finiture esterne
101
Capitolo 4
Figura 4.18: Finitura con materiale EIFS e con stucco.
4.8.2 Intonaco a base cementizia.
Gli intonaci a base cementizia possono essere direttamente applicati sulla superficie
dei pannelli in EPS ed in particolare la metodologia di applicazione degli stessi non è
molto differente da quella utilizzata nel caso di pareti più convenzionali.
In generale il produttore consiglia, per ogni tipo di installazione, qualora si
rendessero necessari dei metodi di ancoraggio, l’utilizzo di viti piuttosto che di
chiodi o graffette.
Altrettanto generalmente il problema del fissaggio delle finiture esterne viene
rimandato nel momento in cui si conosce il tipo di finitura ed eventualmente la
particolare armatura di rinforzo utilizzata.
4.8.3 Finiture in muratura.
Anche se non ricopre alcuna funzione strutturale, molto spesso, per ragioni estetiche,
viene installato uno strato di finitura esterna in muratura.
Anche se non assolve ad alcun compito strutturale, la rifinitura in muratura è in grado
di donare alla costruzione un’immagine di solidità che sicuramente garantisce
qualche punto in più al complesso edilizio.
La muratura di finitura installata sui pannelli Arxx deve essere posta in opera in
pieno accordo con le indicazioni presenti sulle normative vigenti. Lo stesso vale per
tutti i dettagli quali possono essere i contorni delle finestre e delle porte, la base
dell’edificio, etc.
Ci sono alcuni diversi modi per accomodare la finitura in muratura sulla struttura
portante realizzata con l’Arxx Wallsystem; i due più comuni fanno affidamento sulle
caratteristiche proprie dei pannelli rastremati e dei pannelli a sezione crescente.
102
Figura 4.19: Strato di finitura in muratura su pannelli rastremati a livello di fondazione.
Figura 4..20: Strato di finitura in muratura su pannelli a sez. crescente con partic. attacco del solaio.
103
Capitolo 4
Figura 4.21: Strato di finitura in muratura su pannelli a sez. crescente con partic. attacco del solaio.
4.8.3 “Siding”.
Questo sistema di finitura esterna è molto utilizzato per la sua economicità, per la sua
facilità di installazione e per la minima esigenza di manutenzione.
Esistono due tipi di pennellatura, una a direzione prevalente orizzontale ed una con i
pannelli diretti verticalmente. Entrambe possono essere fissate sulla parete composta
dai pannelli in EPS tramite appositi sistemi di avvitamento di supporti che trovano
sostegno in particolari strisce, presenti sulla parte esterna dei pannelli, create
appositamente per assolvere a questo compito.
Particolare attenzione va posta nel momento in cui si procede con il fissaggio dei
pannelli in prossimità degli angoli; anche in questo caso sono predisposti particolari
accorgimenti atti ad accogliere le viti di fissaggio.
Figura 4.22: Strisce per il fissaggio meccanico in prossimità degli angoli a 90°.
104
4.9 CLIMABLOCK®.
CLIMABLOCK® è realizzato in polistirene espanso, materiale che non ha emissioni
nocive, non contiene alcun gas inquinante, né per l’ambiente né per la fascia di
ozono. Non dà luogo a emissioni radioattive (alfa, beta o gamma). Non genera
campi magnetici o elettrici potenzialmente nocivi.CLIMABLOCK® è amico
dell’ambiente per i risparmi energetici che consente sia in estate che in inverno.
4.9.1 Caratteristiche e applicazioni.
CLIMABLOCK® è un sistema di costruzione innovativo realizzato con blocchi in
polistirene espanso, cavi all’interno, utilizzati quali casseri a perdere per il getto di
calcestruzzo. Con CLIMABLOCK® si realizzano murature portanti in C.A., ad alto
isolamento termico e con eccellente potere fonoisolante. CLIMABLOCK® è ideale
per le costruzioni in zona sismica; consente di realizzare in un’unica fase struttura in
C.A. e isolamento, quest’ultimo garantito da ben 54 mm di spessore di polistirolo
esterno.
Foto 4.1: Il sistema CLIMABLOCK.
105
Capitolo 4
®
4.9.2 CLIMABLOCK , quali vantaggi.
Leggerezza.
I casseri standard CLIMABLOCK® sono lunghi 120 cm, alti 40 cm e presentano
varie dimensioni in larghezza; pesano circa 3,2 kg con pannelli esterni in polistirolo
di spessore pari a 54 mm cadauno.
Rapidità di esecuzione
I tempi per la movimentazione e la posa in opera di CLIMABLOCK® sono molto
brevi; infatti, non necessitando di malta o collanti particolari ed essendo dotato di
incastri di precisione, la realizzazione del sistema risulta essere molto veloce. I tempi
sono quindi ridotti al minimo.
Risparmio energetico
Un elevato isolamento termico comporta un minor consumo energetico sia d’estate
che d’inverno. Il risparmio che si può ottenere per il riscaldamento-raffrescamento è
quindi eccellente.
Antisismico
Le cravatte/distanziatori dell'elemento cassero CLIMABLOCK® sono progettate con
apposite sedi atte ad ospitare i ferri dell'armatura orizzontale che devono essere
integrate con una opportuna armatura verticale. In questo modo si realizzano
strutture in calcestruzzo armato monolitiche, ideali per costruzioni antisismiche ai
sensi della Nuova Normativa sismica 3274 del 2003.
Foto 4.2: Aspetto della parete CLIMABLOCK.
106
Potere fonoisolante
CLIMABLOCK® e' composto da due strati in polistirene espanso dello spessore di
54 mm l'uno, esterni ad una muratura in C.A. piena, senza fori per tiranti. Ottimale
per garantire le migliori performances fonoisolanti come in pochi altri sistemi.
Isolamento termico
II sistema CLIMABLOCK®, con i suoi due strati esterni in Polistirene espanso dello
spes-sore di ben 54 mm l'uno, garantisce un isolamento termico elevatissimo, molto
superiore ai sistemi tradizionali.
Posa impianti
La posa degli impianti è molto facilitata, potendo eseguire le scanalature in maniera
molto pulita, economica e facile con attrezzi a lama calda o ad aria calda, strumenti
che sono reperibili in qualsiasi ferramenta.
Finiture interne o esterne
CLIMABLOCK® presenta delle piastre di plastica di opportuno spessore atte a
ricevere le viti per il fissaggio di lastre in cartongesso o gesso fibrato, evitando in
questo modo la realizzazione della struttura in ferro (soluzione adottata per interni).
Per l'esterno si può realizzare la rasatura "a cappotto" a base cementizia su rete in
fibra di vetro. In alternativa si può realizzare un intonaco tradizionale su rete
metallica.
Foto 4.3: Sistema CLIMABLOCK: posa dell’armatura.
107
Capitolo 4
Posa in opera
La posa di CLIMABLOCK® avviene manualmente e in piena sicurezza.
Si parte da un angolo estemo posizionando il primo corso di elementi semplicemente
ac-costandoli. I successivi corsi si realizzano sovrapponendo e agganciando fra loro i
singoli blocchi in modo facile, preciso e veloce. Per ogni corso si posizionano i ferri
d'armo oriz-zontali e in seguito quelli verticali. CLIMABLOCK® viene, quindi,
puntellato per mantenere un appiombo ed un allineamento corretto. Il getto di
calcestruzzo si esegue con metodi tradizionali come per qualsiasi muro in C.A. I
casseri CLIMABLOCK® sono dimensionati per poter sostenere un getto a tutta
altezza (3 m). Il getto può avvenire anche per strati in-termedi. Il calcestruzzo dovrà
avere fluidità SLUMP S4 e diametro max degli inerti di 20 mm. Getto e vibratura
avvengono secondo i metodi tradizionali.
Le aperture per porte, finestre o passaggi di tubi sono ottenibili con estrema
semplicità e senza l'utilizzo di manodopera specializzata.
Collegamento fra i blocchi
Il collegamento fra i singoli blocchi è molto preciso ed efficace grazie ai numerosi
tasselli di incastro (tipo mattoncini LEGO).
Questo garantisce che in fase di getto non ci sia fuoriuscita di CLS, non si creino
ponti termici e che, rispetto ad un sistema tradizionale, non ci siano fori per tiranti
che, se non ben chiusi con materiale idoneo, inficiano l’abbattimento acustico.
Tabella 4.IX: Scheda prodotto.
Proprietà
Misure modulo standard
Peso modulo standard
Spessore polistirolo
Interasse distanziatori
Peso al m2
N° moduli al m2
Densità polistirene
Colore
Brevetto depositato
120x40x25 cm
3,160 kg
5,4 cm
20 cm
6,60 kg
2,10
27 kg/m3
Bianco
Il prodotto presentato è ancora in fase di perfezionamento, per cui, per dettagli utili a
capire il reale funzionamento del sistema costruttivo nel suo complesso, si è deciso di
affiancare la descrizione tecnica del sistema proposto dall’Arxx.
108
Elaborato 1: Elemento modulare con pannello esterno ed interno da 64 mm.
109
Capitolo 4
Elaborato 2: Elemento modulare con pannello esterno da 184 mm e interno da 64 mm.
110
111
Capitolo 5
Capitolo 5: SISTEMA “CLIMABLOCK”. REQUISITI E
PRESTAZIONI.
Il problema che si pone ad un produttore/fabbricante nel momento in cui si trova a
dover, prima perfezionare e poi immettere sul mercato un prodotto, è quello di
assicurarsi della sua qualità e quindi di conoscere a fondo le prestazioni di ciò che si
sta producendo.
Proprio questi obiettivi muovono il lavoro della PONTAROLO ENGINEERING,
ditta con la quale, nel corso della tesi, è stata impostata una collaborazione, e che sta
mettendo a punto un prodotto innovativo, denominato CLIMABLOCK®, per cui
ancora da testare a fondo al fine di ottenere determinate garanzie che permettano di
dimostrare la sua competitività nei confronti dei più tradizionali sistemi costruttivi.
Il prodotto, già descritto nel capitolo precedente, è ancora in una fase precoce, ma
può contare sull’esperienza di diverse aziende straniere (tra tutte l’Arxx, ma anche
tante altre) che, con prodotti simili, in altri mercati sono già riuscite a conquistare i
propri spazi, puntando proprio sulle qualità del sistema ICF.
Sono proprio le qualità del sistema tecnologico che devono essere attualmente
certificate, per poterle poi evidenziare e valorizzare nel momento in cui si propone il
sistema CLIMABLOCK® come soluzione alternativa e competitiva. Sicuramente un
aiuto in tal senso ci viene dalla struttura normativa proposta, prima dalla Comunità
Europea, poi dagli Enti Normatori Nazionali, che identificano univocamente e
dettagliatamente i requisiti ed i livelli prestazionali propri delle chiusure verticali,
categoria alla quale appartiene il sistema CLIMABLOCK®.
Il primo documento di interesse pratico ai fini della classificazione di un prodotto da
costruzione come le casseforme a perdere in EPS è la Direttiva 89/106/EEC (CPD)
“Direttiva prodotti da costruzione”, che identifica quali siano i requisiti essenziali
che deve soddisfare un prodotto per poter essere immesso nel circuito del Mercato
Europeo. Nella Direttiva troviamo tutte le istruzioni necessarie e l’iter da seguire per
poter affiggere sul prodotto il marchio CE, marchiatura necessaria per molti dei
prodotti da costruzione e tra i quali troviamo anche i pannelli in EPS. In particolare
viene individuata una precisa “Norma di Prodotto”, redatta dal CEN a livello europeo
e recepita dall’UNI a livello italiano, nella quale sono specificate le prove da
effettuare sul prodotto e i compiti che ciascun soggetto operante, produttore e
organismo notificato, deve assolvere e di cui si deve assumere piena responsabilità.
Al termine di queste operazioni il produttore potrà dimostrare la conformità del suo
prodotto e questa sarà riconosciuta in tutta Europa; tuttavia il marchio CE non è
propriamente un “attestato di qualità”, per cui è sempre conveniente accompagnare la
marchiatura di conformità europea ad ulteriori attestati che dimostrino l’effettiva
validità di quanto proposto.
Come richiamato in precedenza la normativa indica chiaramente quali siano i
requisiti che devono essere propri del prodotto e successivamente del sistema
costruttivo in condizioni di esercizio.
112
SISTEMA “CLIMABLOCK”. REQUISITI E PRESTAZIONI
Questi requisiti sono facilmente individuabili e di seguito elencati:
1. Resistenza meccanica e stabilità;
2. Sicurezza in caso d’incendio;
3. Igiene salute ed ambiente;
4. Sicurezza nell’impiego;
5. Protezione dal rumore;
6. Risparmio energetico e ritenzione del calore;
In generale, nell’introduzione di un nuovo pacchetto tecnologico, la ditta produttrice
si trova nella necessità di affrontare una duplice serie di verifiche, quelle relative alla
marchiatura CE (oggi obbligatoria) dei singoli prodotti componenti (nel nostro caso i
pannelli in EPS e le staffe distanziatici in polipropilene) e quelle relative alle
prestazioni dell’intera struttura, a loro volta, alcune necessarie per legge ed altre più
che altro finalizzate alla dimostrazione volontaria delle qualità del prodotto, anche in
un’ottica di confronto con le soluzioni concorrenti.
Alla luce di tale intreccio (anche normativo), difficilmente semplificabile, si è scelto,
innanzitutto, di assecondare le esigenze del produttore, prendendo in esame le
procedure e le prove relative al marchio CE. Quindi, con riferimento alla lista
generale delle proprietà dei prodotti da costruzione, si è individuato un sistema di
requisiti e prestazioni specifico per il pacchetto tecnologico nel suo complesso,
segnalando quelli che già sono stati considerati nell’ambito del percorso di prove per
la marchiatura CE. Va infatti precisato che per alcuni requisiti le prove sui singoli
componenti garantiscono in modo pressoché automatico la qualità della soluzione
tecnologica, mentre per altri la questione è più complessa. A tale riguardo si sono
cercati di evidenziare gli aspetti problematici e le verifiche ritenute necessarie.
5.1 Sistema CLIMABLOCK: verifiche collegate all’attestazione
“CE” (Prodotti Componenti).
5.1.1 Che cos’è il marchio “CE”?
È un marchio obbligatorio, relativamente ai prodotti che sono contenuti in una
specifica Direttiva (es. Direttiva Prodotti da Costruzione) che accompagna la
dichiarazione di conformità emessa da un fornitore relativamente ai prodotti e ai
servizi forniti, a dimostrazione del loro adeguamento a specifiche Direttive CEE e
del possesso dei requisiti minimi essenziali. Esso si riferisce alle categorie di prodotti
definiti nella Direttiva ed è indispensabile per consentirne la commercializzazione
nella Comunità.
Per apporre il marchio sui propri prodotti il fornitore deve seguire le procedure
contenute nella Direttiva stessa.
5.1.2 Certificazione e marchio CE.
La certificazione volontaria di prodotto consente ad una azienda di attestare e
valorizzare le peculiarità di un suo prodotto o di una famiglia di prodotti.
Ci si rivolge direttamente al consumatore finale garantendo che il livello di qualità di
un prodotto sia conforme ad una “disciplinare di produzione”, ossia a requisiti
stabiliti in norme tecniche volontarie o in altro tipo di documento equivalente.
Non esiste pertanto una specifica norma a cui l’azienda deve conformarsi, ma è il
produttore stesso, profondo conoscitore del proprio Know-How, che decide cosa
113
Capitolo 5
valorizzare, attestando la presenza e la capacità di mantenere nel tempo tali
caratteristiche peculiari.
Definito il disciplinare, il produttore dovrà poi sottoporre alla disamina di un
organismo di certificazione accreditato, ai sensi della norma EN45011, il proprio
programma produttivo e le specifiche che intende certificare.
Dopo una serie di visite ispettive e prove di conformità del prodotto, l’ente
certificherà il prodotto e sarà garante del rispetto delle specifiche predeterminate.
Emetterà un certificato di conformità e darà licenza d’uso del marchio di conformità,
che di solito è quello dell’ente di certificazione stesso.
Il Marchio CE (Conformità Europea) è presente su alcuni prodotti attestandone la
conformità a tutte le Direttive comunitarie che lo riguardano; è obbligatoria se si
intende commercializzare o vendere il prodotto nel mercato europeo.
Le norme europee stabiliscono standard minimi a garanzia della sicurezza ed
adeguatezza del prodotto stesso.
I prodotti per cui è prevista la marchiatura obbligatoria CE sono: macchine, prodotti
da costruzione, dispositivi di protezione individuale, materiale elettrico in bassa
tensione, giocattoli, dispositivi medici, ascensori, apparecchi a gas, apparecchi e
sistemi di protezione in atmosfera potenzialmente esplosiva, recipienti semplici a
pressione, caldaie ad acqua alimentate con combustibili liquidi o gassosi,
imbarcazioni da diporto, strumenti per pesare a funzionamento non automatico,
terminali di telecomunicazione.
Se in alcuni casi è sufficiente l’autocertificato del produttore, in altri è l’ente
notificato che, dopo aver analizzato la documentazione e aver effettuato test sul
prodotto, dichiara che il prodotto è conforme alle direttive applicabili e quindi
concedere l’uso del marchio CE.
È prevista la predisposizione di un adeguato fascicolo tecnico, contenente dati e
registrazioni con la valutazione dei rischi d’uso, i dati di calcolo e di prova, e le
adeguate segnalazioni sui pericoli residui e/o le cautele di comportamento.
5.1.3 La marchiatura CE e la Direttiva CPD.
La marcatura CE dei prodotti da costruzione è regolata dalla Direttiva 89/106/CEE
(CPD), emendata dalla direttiva 93/68/EEC, del 21/12/1988, concerne il
riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari e amministrative degli
Stati membri concernenti i prodotti da costruzione in funzione della libera
circolazione delle merci recepita in Italia con D.P.R. 246 del 21/04/93.
La marcatura CE non è un marchio di qualità alla pari di altri “marchi volontari” di
prodotto diffusi in vari settori, ma unicamente un attestato per la libera circolazione
delle merci nell’Unione Europea.
114
La CPD intende abbattere le barriere commerciali tra gli Stati membri mediante:
• Un sistema armonizzato di specifiche tecniche,
• Un sistema di attestazione della conformità comune,
• Una rete di organismi notificati,
• La marchiatura CE dei prodotti.
La marchiatura CE può essere apposta su prodotti:
• Conformi alle norme armonizzate,
• Conformi a norme nazionali se non esistono norme armonizzate (i documenti
nazionali devono essere riconosciuti dalla Commissione Europea),
• Conformi a benestare tecnici europei.
Gli Stati membri non possono ostacolare la libera circolazione, l’immissione sul
mercato o l’utilizzazione nel proprio territorio dei prodotti che soddisfano le
disposizioni della CPD. Gli Stati membri devono provvedere affinché l’utilizzazione
di tali prodotti ai fini cui sono destinati non venga proibita da norme o condizioni
imposte da organismo pubblico in base a una posizione di monopolio. Gli Stati
membri possono determinare i livelli di prestazione da osservare nell’ambito delle
classificazioni adottate a livello comunitario.
Gli Stati membri vigilano sulla corretta utilizzazione della marchiatura CE: se si
constata che la marchiatura CE è stata apposta su un prodotto che non soddisfa o non
soddisfa più la CPD, lo Stato membro in cui è stata attestata la conformità provvede
affinché sia vietata la marchiatura e si provveda al ritiro dei prodotti.
5.1.3.1 I requisiti essenziali.
Per “materiale da costruzione” si intende qualsiasi prodotto fabbricato al fine di
essere permanentemente incorporato in opere di costruzione le quali comprendono
gli edifici e le opere di ingegneria civile.
I prodotti da costruzione devono soddisfare i seguenti requisiti essenziali:
1. Resistenza meccanica e stabilità: l’opera deve essere concepita e costruita in
modo che le sollecitazioni cui può essere sottoposta durante la costruzione e
l’utilizzazione non provochino:
o Il crollo dell’intera opera o di una sua parte;
o Deformazioni di importanza inammissibile;
o Danni ad altre parti dell’opera o alle attrezzature principali o ausiliarie in
seguito ad una deformazione di primaria importanza degli elementi portanti;
o Danni accidentali sproporzionati alla causa che li ha provocati.
2. Sicurezza in caso di incendio: l’opera deve essere concepita e costruita in modo
che, in caso di incendio:
o La capacità portante dell’edificio possa essere garantita per un periodo di
tempo determinato;
o La produzione e la propagazione del fuoco e del fumo all’interno delle opere
siano limitate;
o La propagazione del fuoco ad opere vicine sia limitata;
o Gli occupanti possano lasciare l’opera o essere soccorsi altrimenti;
o Sia presa in considerazione la sicurezza delle squadre di soccorso.
115
Capitolo 5
3. Igiene, salute e ambiente: l’opera deve essere concepita e costruita in modo da
non compromettere l’igiene o la salute degli occupanti o dei vicini e in
particolare in modo da non provocare:
o Sviluppo di gas tossici;
o Presenza nell’aria di particelle o di gas pericolosi;
o Emissione di radiazioni pericolose;
o Inquinamento o tossicità dell’acqua o del suolo;
o Difetti nell’eliminazione delle acque di scarico, dei fumi e dei rifiuti solidi o
liquidi;
o Formazione di umidità su parti o pareti dell’opera.
4. Sicurezza nell’impiego: l’opera deve essere concepita e costruita in modo che la
sua utilizzazione non comporti rischi di incidenti inaccettabili quali scivolate,
cadute, collisioni, bruciature, folgorazioni, ferimenti a seguito di esplosioni.
5. Protezione contro il rumore: l’opera deve essere concepita e costruita in modo
che il rumore cui sono sottoposti gli occupanti e le persone situate nelle vicinanze
si mantenga a livelli che non nuocciano alla loro salute e tali da consentire
soddisfacenti condizioni di sonno, riposo e lavoro.
6. Risparmio energetico e ritenzione di calore: l’opera e i relativi impianti di
riscaldamento, raffreddamento ed aerazione devono essere concepiti e costruiti in
modo che il consumo di energia durante l’utilizzazione dell’opera sia moderato,
tenuto conto delle condizioni climatiche del luogo e degli occupanti.
I requisiti essenziali possono essere applicabili tutti, alcuni o soltanto uno e devono
essere soddisfatti per una durata di esercizio economicamente ragionevole.
Per tenere conto delle differenze di condizioni geografiche e climatiche, di abitudini
di vita e dei diversi livelli di protezione esistenti sul piano nazionale, regionale o
locale, ogni requisito essenziale può dare luogo a classi o livelli di prestazione.
5.1.3.2 Specifiche tecniche.
Per i prodotti vengono elaborate le “norme armonizzate” in base ai mandati conferiti
agli Organismi Europei di normalizzazione dalla Commissione Europea: tali norme
armonizzate devono essere espresse in termini di requisiti di prestazione del prodotto
tenendo conto dei documenti interpretativi. Per i prodotti per i quali non esiste né una
norma armonizzata né una norma nazionale riconosciuta o per prodotti particolari
vengono emessi dei “benestare tecnici europei” che sono valutazioni tecniche
relative all’idoneità del prodotto per l’impiego previsto fondato sulla corrispondenza
ai requisiti essenziali per le opere per cui il prodotto deve essere utilizzato.
5.1.3.3 Attestazione della conformità.
Il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità è responsabile
dell’attestato di conformità di un prodotto ai requisiti di una specificazione tecnica
(norma armonizzata o benestare tecnico). I prodotti oggetto di un attestato di
conformità beneficiano di una presunzione di conformità che viene stabilita mediante
prove o altre verifiche in base alle specifiche tecniche.
L’attestato di conformità di un prodotto presuppone che:
• Il fabbricante abbia un sistema di controllo della produzione che assicuri che
la produzione sia conforme alle specifiche tecniche;
116
•
Per prodotti particolari indicati nelle specifiche tecniche, oltre il sistema di
controllo della produzione, un organismo di certificazione riconosciuto
intervenga nella valutazione e sorveglianza del controllo della produzione o
dello stesso prodotto.
Il livello di attestazione della conformità è determinato in base:
• All’importanza che riveste il prodotto nei confronti dei requisiti essenziali ed
in particolare a quelli in materia di salute e sicurezza;
• Alla natura del prodotto;
• All’influenza della variabilità delle caratteristiche del prodotto sulla sua
destinazione;
• Ai potenziali difetti della fabbricazione del prodotto.
Si deve scegliere la procedura meno onerosa possibile compatibilmente con la
sicurezza. Tale livello di attestazione è indicato nei mandati e nelle specifiche
tecniche.
Nella determinazione delle procedure per il rilascio dell’attestato di conformità di un
prodotto alle specifiche tecniche devono essere applicati i seguenti metodi di
controllo:
A. Prove di tipo iniziale (ITT) del prodotto effettuate dal fabbricante o da un
organismo notificato;
B. Prove su campioni prelevati in fabbrica secondo un determinato piano di
controllo prescritto dal fabbricante o da un organismo notificato;
C. Prove di verifica su campioni prelevati in fabbrica, sul mercato nei cantieri da
parte del fabbricante o di un organismo notificato;
D. Prove su campioni prelevati da un lotto già fornito o da fornire effettuata dal
fabbricante o da un organismo notificato;
E. Controllo di produzione di fabbrica (FPC);
F. Ispezione iniziale della fabbrica e del controllo di produzione di fabbrica da
parte di un organismo notificato;
G. Sorveglianza continua, valutazione e certificazione del piano di controllo di
fabbrica da parte di un organismo notificato.
Per “controllo di produzione di fabbrica“ si intende il controllo interno permanente
della produzione effettuato dal fabbricante. Tutti gli elementi, i requisiti e le
disposizioni adottate dal fabbricante devono essere documentate sotto forma di
documenti e procedure scritte. Tale documentazione del sistema di controllo della
produzione deve garantire una comune interpretazione delle garanzie della qualità e
permettere di ottenere le caratteristiche richieste dal prodotto e di controllare le
effettive operazioni del controllo del sistema di produzione.
117
Capitolo 5
La CPD prevede quattro livelli di attestazione della conformità per la marchiatura
CE:
Livello 1: certificazione di parte terza del prodotto e del controllo di
produzione di fabbrica.
Livello 2: dichiarazione di conformità del prodotto da parte del fabbricante
e certificazione da parte terza del piano di produzione di fabbrica.
Livello 3: dichiarazione di conformità del prodotto e del controllo di
produzione di fabbrica da parte del fabbricante e prove iniziali di tipo
effettuate in un laboratorio di parte terza.
Livello 4: dichiarazione di conformità del prodotto e del controllo di
produzione di fabbrica documentato da parte del fabbricante.
Le parti terze coinvolte nella marchiatura CE devono essere specificatamente
autorizzate e notificate alla Commissione Europea dagli Stati membri per ogni
famiglia di prodotto da costruzione e sono di tre tipi:
Organismo di certificazione: organismo imparziale, governativo o meno, che
possiede competenza e responsabilità necessarie per eseguire la certificazione di
conformità secondo regole fissate.
Organismo di ispezione: organismo imparziale con l’organizzazione, il personale, la
competenza e l’integrità necessarie per svolgere secondo specifici criteri compiti
quali valutazione, raccomandazione di accettazione e verifica delle operazioni di
controllo della qualità effettuate dal fabbricante, selezione e valutazione di prodotti
sul posto, in fabbrica o altrove secondo criteri specifici.
Laboratorio di prova: laboratorio che misura, esamina, prova, classifica o in altri
modi determina le caratteristiche di materiali e prodotti.
Ciascuno Stato membro comunica alla Commissione Europea l’elenco degli
organismi notificati (organismi di certificazione, organismi di ispezione e laboratori
di prova) designati per i compiti da svolgere ai fini dei benestare tecnici e delle
norme armonizzate. Le attività di certificazione/dichiarazione di conformità per la
CPD possono essere svolte da un unico organismo o da organismi distinti: in questo
caso l’organismo di ispezione e il laboratorio di prova svolgono la propria attività per
conto dell’organismo di certificazione.
118
Tabella 5.I: Schema della suddivisione dei compiti tra fabbricante e organismo notificato.
Appendice III
della CPD
Sistema di
attestazione della
conformità
2 (ii)
1a possibilità
2 (ii)
2a possibilità
2 (ii)
3a possibilità
3
4
X
X
X
X
Compiti dell’Organismo notificato
X
X
X
X
2 (i)
1+
1
2+
2
Compiti del fabbricante
1
Controllo
dell’FPC
X
X
X
2
Prove su
campioni
prelevati in
fabbrica
X
X
X
3 ITT
4 ITT
Certificazione
5
dell’FPC
Sorveglianza
6
dell’FPC
7
Prove sui
campioni
prelevati in
fabbrica o sul
mercato
X
X
X
X
X
X
X
X
X
5.1.4 Enti di Certificazione.
L’offerta di Enti di Certificazione sul mercato ha raggiunto in Italia (ma non solo)
livelli molto elevati, basti pensare che solo quelli accreditati dal SINCERT, che è
l’organismo italiano che controlla gli Enti di Certificazione e di Ispezione, sono
ormai 60.
L’unico criterio imprescindibile per scegliere un Ente è che questo sia appunto
accreditato, cioè controllato, da un Organismo di Accreditamento facente parte della
famiglia europea EA (European Accreditation) o internazionale IAF (International
Accreditation Forum).
Gli Organismi di Accreditamento europei della famiglia EA si riconoscono a
vicenda; si parla appunto di mutuo riconoscimento. Ad esempio un certificato ISO
9000 emesso da un Ente di Certificazione accreditato dal SINCERT (Organismo di
Accreditamento italiano) ha lo stesso valore di un certificato rilasciato da un Ente di
Certificazione accreditato dal T.G.A. (Organismo di Accreditamento tedesco).
Gli Organismi di Accreditamento operano tutti conformemente ad alcune norme
europee della famiglia EN 45000, le quali fissano i criteri che gli Enti di
Certificazione e Ispezione e i Laboratori di Prova e Taratura devono avere.
L’accreditamento, in sostanza, non è altro che un certificato, come nel caso delle ISO
9000; prevede, quindi, delle visite periodiche di sorveglianza da parte
dell’Organismo. Dal momento che un Ente ottiene l’accreditamento significa che
opera in maniera indipendente, competente e professionale, secondo parametri
oggettivi, definiti appunto dalle EN 450000.
119
Capitolo 5
È importante ricordare che un Ente di Certificazione viene accreditato solo per un
certo numero di settori merceologici conosciuti con la sigla EA. Questi codici sono
39 e non sono altro che la traduzione europea dei codici merceologici italiani
chiamati NACE, assegnati ad ogni azienda che viene iscritta alla Camera di
Commercio. Inoltre, un Ente, oltre ad essere accreditato in più settori EA, può essere
accreditato per operare in più schemi di certificazione: ad esempio nella qualità (può
rilasciare certificati secondo le ISO 9000) come nell’ambiente (può rilasciare
certificati secondo le ISO 14001).
L’accreditamento comunque è volontario, quindi non obbligatorio. Qualsiasi Ente,
quindi, può in teoria rilasciare certificati di conformità alle norme ISO 9000, a loro
volta volontarie. È appunto per questo motivo che, per avere un certificato almeno
riconosciuto dai canali ufficiali europei (famiglia EA), è opportuno rivolgersi ad un
Ente certificato.
L’Ente può essere poi giudicato sulla base di altri parametri, la cui importanza è
puramente soggettiva e frutto dell’analisi che ogni imprenditore deve fare.
Eccoli qui di seguito:
• Riconoscibilità sul mercato di riferimento: italiano e/o internazionale. In
quest’ottica potrebbero essere importanti i collegamenti con filiali e/o
partners internazionali;
• Affidabilità e serietà: l’Ente non deve svolgere attività di consulenza, non
deve regalare certificati, deve avere una squadra di valutatori il più possibile
omogenea, con un approccio pragmatico e non burocratico in fase ispettiva;
• Esperienza per quanto riguarda il settore e le dimensioni dell’azienda da
certificare;
• Costi competitivi, da parametrare nei tre anni di validità del certificato,
considerando tutte le voci che incidono sulla certificazione;
• Offerta di servizi non solo legati alla qualità (ISO 9000), ma ad esempio
all’ambiente (ISO 14001), alla sicurezza (OHSAS 18001), alla responsabilità
sociale (SA 8000), alla certificazione di prodotto, alle attestazioni di
conformità (marcatura CE) e alle ispezioni;
• Il numero di certificazioni emesse non è sinonimo di “Qualità”. Quando un
ente supera le 500 aziende certificate in un anno corre il rischio di non
riuscire più a garantire lo stesso livello qualitativo di servizio fino a qual
momento erogato. In questi ultimi anni, infatti, si è sviluppata la tendenza da
parte di molte aziende a cambiare Ente nel rinnovo del certificato, una volta
scaduti i tre anni di validità dello stesso.
Da quanto detto si può dedurre e capire l’importanza che lo strumento certificazione
riveste in generale in un moderno sistema economico, non solo come momento di
crescita interna per l’azienda (con vantaggi organizzativo – gestionali), ma
soprattutto come garanzia verso il cliente per quanto riguarda la soddisfazione delle
sue aspettative. È per questo motivo che quando si parla di Qualità e Certificazione si
parla sempre di soddisfazione del cliente.
In quest’ottica gli Enti di Certificazione hanno una grossa responsabilità di fronte al
mercato in quanto, se vogliono continuare a lavorare, non possono “regalare”
certificati, pena il loro progressivo scadimento e la conseguente perdita d’immagine.
120
5.1.5 Percorso marchiatura CE per i prodotti da costruzione.
Fase 1 (indagine preliminare)
Il prodotto di interesse rientra nell’obbligo di marcatura?
Il punto fondamentale è comprendere e accertarsi se il proprio prodotto rientra nel
regime di obbligatorietà e con quali scadenze.
A. Controllare l’elenco emanato dal Ministero delle Attività Produttive tramite
Decreto Ministeriale del 7 aprile 2004;
B. Se il prodotto in esame si trova nell’elenco, verificare:
o Il numero della Norma di Prodotto di Riferimento;
o La data di entrata in vigore della Norma (regime di Marcatura
Volontaria);
o La data di fine periodo di consistenza (regime di Marcatura
Obbligatoria).
C. Se il prodotto non si trova nell’elenco, mantenersi aggiornati periodicamente
oppure valutare la possibilità di apporre una Certificazione Volontaria.
Fase 2 (compiti e competenze)
Chi deve fare cosa?
La normativa prevede sempre l’effettuazione di prove iniziali sul prodotto in esame e
un controllo sul processo produttivo. I soggetti che devono svolgere tali compiti sono
il Produttore, un Ente Notificato dal Ministero delle Attività Produttive, oppure tutti
e due in reciproca collaborazione.
A. Procurarsi la Norma di riferimento (in vendita presso l’UNI);
B. Documentarsi sul sistema di attestazione previsto per il prodotto in esame
(vedi allegato Z della Norma di Pertinenza).
Fase 3 (percorso operativo)
Come si deve operare?
In base a quanto prescritto dall’allegato Z di ogni Norma di Prodotto, si procede al
percorso di marcatura vero e proprio.
Se l’allegato Z prima esaminato prevede l’intervento di un ente notificato:
A. L’Organismo, in base ai compiti ad esso assegnati, rilascia:
o Certificato di Prodotto (se è previsto l’intervento sia per le prove
iniziali che per il controllo del processo di fabbrica);
o Certificato di FCP (se è previsto l’intervento nel solo controllo del
processo di fabbrica);
o Rapporto di prova (se è previsto l’intervento per le sole prove
iniziali);
o Se previsto dalla norma ci si assoggetta alla sorveglianza di prodotto
e/o di FPC di parte terza.
B. Al termine dell’intervento dell’Ente Notificato, il Produttore:
o Rilascia la Dichiarazione di Conformità da lui sottoscritta, insieme
alla documentazione emanata dall’Ente Notificato;
o Affligge la Marcatura CE (secondo le modalità specificate nella
Norma di Prodotto);
o Attua quanto previsto per il mantenimento della Conformità;
121
Capitolo 5
o Si aggiorna circa variazioni delle specifiche tecniche emanate.
Se l’allegato Z prima esaminato non prevede l’intervento di un ente notificato:
A. Il produttore assolve agli obblighi previsti dalla Norma di Prodotto:
o Prove Iniziali di Tipo sul Prodotto (ITT);
o Controllo del Processo di Fabbrica (FPC);
B. Al termine di tali interventi egli:
o Rilascia la Dichiarazione di Conformità da lui sottoscritta;
o Affligge la Marcatura CE (secondo le modalità specificate nella
Norma di Prodotto);
o Attua quanto previsto per il mantenimento della Conformità;
5.1.6 Percorso marchiatura CE per i pannelli in EPS.
Come per un qualsiasi prodotto da costruzione anche gli elementi in EPS, oggetto di
questa tesi, devono essere sottoposti all’iter necessario a verificare la conformità
degli stessi ai requisiti minimi essenziali individuati dalla Direttiva europea.
Il primo passo è quello di controllare l’elenco emanato dal Ministero delle Attività
Produttive tramite Decreto Ministeriale del 7 aprile 2004; in questo documento
vengono richiamati i riferimenti normativi e le date di riferimento che individuano le
specifiche tecniche che devono soddisfare gli elementi in EPS al fine di ottenere la
Marcatura CE.
Come si evince dal decreto, la Norma di Prodotto di riferimento è la UNI EN 13163
del Giugno 2003, “Isolanti termici per l’edilizia; prodotti di polistirene espanso
ottenuti in fabbrica; specificazione”, che costituisce il recepimento, in lingua italiana,
della Norma Europea EN 13163 del Maggio 2001, e che assume dunque lo status di
Norma Nazionale Italiana.
122
Figura 5.1: Estratto da: Decreto Ministeriale del 7 aprile 2004.
123
Capitolo 5
5.1.7 L’appendice ZA della norma di prodotto UNI EN 13163.
L’appendice ZA delle norme di prodotto europee rispondono al mandato ricevuto dal
CEN/CENELEC da parte della Commissione Europea e specificano i requisiti per la
marcatura CE.
Il mandato specifico per i prodotti per isolamento termico è M/103 (con
emendamenti in M/106 e M/130).
I sistemi di attestazione della conformità sono indicati nella seguente tabella:
Tabella 5.II: Sistemi di attestazione della conformità per prodotti per isolamento termico.
Prodotto
Utilizzo
Classe
Qualsiasi
(A1, A2, B, C) (1)
(A1, A2, B, C) (2) D,
E
(3)
A1 , D, E, F
Prodotti per
Per usi sottoposti a
isolamento termico regolamentazione per
la reazione al fuoco
Livello di
attestazione
della conformità
3
1
3
4
(1) Materiali per i quali il comportamento della reazione al fuoco è suscettibile di
cambiamenti durante la produzione in generale materiali soggetti a
modificazioni chimiche (come per esempio ritardanti la fiamma o dove
cambiamenti di composizione possono portare a cambiamenti del
comportamento della reazione al fuoco)
(2) Materiali per i quali il comportamento della reazione al fuoco non è suscettibile
di cambiamenti durante il processo di produzione.
(3) Materiali di classe A che, in conformità alla Decisione 96/603, non necessitano
di essere testati per la reazione al fuoco.
Prodotti per isolamento termico per qualsiasi utilizzo:
I compiti dell’Organismo notificato (livello di attestazione 3: laboratorio di prova)
devono essere limitati alle seguenti caratteristiche (ove applicabili):
• Resistenza termica;
• Rilascio di sostanze pericolose;
• Resistenza alla compressione (per applicazioni sottoposte a carico);
• Permeabilità all’acqua.
Prodotti per isolamento termico per usi sottoposti a regolamentazione per
reazione al fuoco:
• Prodotti con livello di attestazione 1: per le prove di tipo iniziali i compiti
dell’Organismo notificato devono essere limitati alla seguente caratteristica:
o Euroclassi per la reazione al fuoco come indicato nella Decisione
2000/147/EC della Commissione.
• Prodotti con livello di attestazione 1: per l’ispezione iniziale della fabbrica,
del controllo di produzione di fabbrica, e per la sorveglianza continua,
accertamento e approvazione del controllo di produzione di fabbrica, devono
essere d’interesse per l’Organismo notificato i parametri relativi alla seguente
caratteristica:
124
Prodotti con livello di attestazione 3: per le prove di tipo iniziale i compiti
dell’Organismo notificato devono essere limitati alla seguente caratteristica:
•
La UNI EN 13163 dunque identifica in maniera esplicita quali sono i compiti affidati
all’organismo notificato e va da se che ora bisogna individuare a quale classe
appartiene il nostro prodotto.
Sicuramente, essendo parte integrante della struttura di un organismo edilizio, non
possiamo prescindere dalla valutazione della reazione al fuoco, per cui devremmo
individuare a quale euroclasse appartiene l’EPS utilizzato per la realizzazione del
sistema CLIMABLOCK.
Pur non avendo i riscontri necessari, derivanti dalle relative prove di verifica, su cui
basare la scelta dell’euroclasse cui associare i pannelli in EPS, possiamo comunque
contare sui dati desunti da vari studi eseguiti in letteratura, che classificano il
polistirene mediamente tra le classi “D” ed “E”.
Per la determinazione dell’effettiva euroclasse di appartenenza devo far riferimento
alla UNI EN 13501-1, “Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da
costruzione” ed alle specifiche indicazioni in essa contenute riguardanti le prove
necessarie alla classificazione del materiale; tuttavia, i dati in possesso sono
sufficientemente attendibili e permettono di indirizzare già da subito la trattazione
verso quello che verosimilmente sarà il percorso che dovranno affrontare i pannelli
in oggetto.
Il livello di attestazione così individuato è il numero 3; è a questo punto definita la
suddivisione dei compiti tra organismo notificato e fabbricante, con l’ulteriore
precisazione che l’FPC è compito esclusivo del fabbricante.
5.1.7.1 Compiti dell’organismo notificato.
Come già precisato nel precedente paragrafo, i requisiti che sono da determinare da
parte dell’organismo notificato sono cinque e vengono di seguito presentati.
Conducibilità termica
La conducibilità termica (solitamente indicata con λ) di un materiale è definita come
il rapporto tra il flusso di calore Φq ed il gradiente di temperatura:
λ=
Φq
gradT
[W/mK]
(5.1)
Mentre la conducibilità termica è una caratteristica del materiale, la resistenza
2
termica R [m K/W] dipende dalla geometria del manufatto e in particolare per le
lastre piane è legata allo spessore d mediante la relazione:
R=
d
λ
2
[m K/W]
(5.2)
125
Capitolo 5
La conducibilità termica è una proprietà fondamentale per un prodotto come le lastre
di polistirene espanso (EPS) destinate ad impieghi in edilizia per isolamento termico.
Secondo la normativa europea la conducibilità e la resistenza termica rientrano fra i
requisiti caratteristici da determinare per tutte le applicazioni. La sua misura deve
essere condotta secondo la EN 12667 o, per prodotto con alti spessori (s>100 mm), la
EN 12939 che richiamano la norma ISO 8301 come metodo di analisi. Il valore della
conducibilità termica deve essere dichiarato dal fabbricante alla temperatura di
riferimento di 10°C e deve essere misurato nelle seguenti condizioni:
• Temperatura media di (10 ± 0,3) °C;
• Dopo condizionamento in atmosfera a 23 °C e 50 % U.R.
Per le prove iniziali di tipo sul prodotto, il produttore deve avere almeno dieci
misurazioni dirette della conducibilità termica o della resistenza termica e per
l’ottenimento del valore dichiarato può utilizzare anche dati registrati.
Le misurazioni devono essere condotte a intervalli regolari distribuiti in almeno 12
mesi; se sono disponibili meno di 10 misurazioni il periodo può essere esteso per un
massimo di tre anni purché prodotto e processo di ottenimento non siano
significativamente cambiati. Per nuovi prodotti le determinazioni devono essere
effettuate in modo uniformemente distribuito in un periodo non minore di 10 giorni.
Nel caso si dichiari sia la conducibilità termica che la resistenza termica si devono
utilizzare le formule:
λ90,90 = λ m + ks λ
R90,90 =
dn
[W/mK]
2
(λ D 90,90 )
[m K/W]
(5.3)
(5.4)
dove:
λ D90,90 = conducibilità termica 90,90 dichiarata (90% frattile con livello di
confidenza del 90%),
R 90,90 = resistenza termica 90,90 dichiarata (90% frattile con livello di confidenza del
90%),
dn = spessore nominale del prodotto,
λm = conducibilità termica media dei valori misurati,
k = fattore funzionale del numero n di misurazioni disponibili,
s λ = deviazione standard delle n misurazioni disponibili:
sλ =
∑ (λ
i
− λm ) 2
(5.5)
i
(n − 1)
Nel caso si dichiari solo la resistenza termica si deve utilizzare la formula:
R90,90 = Rm − ks r
126
2
[m K/W]
(5.6)
dove:
R 90,90 = resistenza termica 90,90 dichiarata (90% frattile con livello di confidenza del
90%);
k= fattore funzione del numero n di misurazioni disponibili;
sr = deviazione standard delle n misurazioni disponibili:
sr =
∑ (r
i
− rm ) 2
(5.7)
i
(n − 1)
La conducibilità e la resistenza termica dichiarata dipendono da due fattori:
• La deviazione standard delle misurazioni;
• Il numero di misurazioni.
Una bassa deviazione standard delle misurazioni è indice di una produzione con
caratteristiche costanti nel tempo che si può ottenere mediante un opportuno
“controllo di produzione di fabbrica” (F.P.C.: vedere EN 13172).
Siccome il fattore k diminuisce all’aumentare delle misurazioni disponibili, per
potere dichiarare una “bassa” conducibilità termica (o equivalente, un “alta”
resistenza termica) bisogna disporre del maggiore numero possibile di misurazioni
dirette.
Tabella 5.III: Valori di k per un intervallo di tolleranza unilaterale del 90% con un livello di
confidenza del 90%.
Numero risultati di
prova13
10
20
500
k
2,07
1,77
1,36
Per il controllo di produzione si possono usare anche altri metodi di prova indiretti.
La frequenza minima di prova prevista dalla norma europea per ogni linea di
produzione è illustrata in tabella 5.IV.
Tutte le correlazioni usate devono avere un intervallo di tolleranza del 90%.
La norma europea riporta la correlazione, valida per uno spessore di riferimento di
50 mm, conducibilità termica λD (alla temperatura media di 10°) – densità apparente
ρa per la prova indiretta espressa come la formula (valida per 8 Kg/m³ ≤ ρa ≤ 55
Kg/m³):
λ medio = 0,025314 + 5,1743 ⋅ 10 −5 ρ a +
0,173606
ρa
[W/mK]
(5.8)
13
Per semplicità di trattazione vengono riportati solo alcuni dei livelli individuati dalla Norma. Per
l’elenco completo si rimanda al prospetto A.1 della Norma in esame. Per altri valori di risultati di
prova utilizzare la ISO 12491 o l’interpolazione lineare.
127
Capitolo 5
λ medio ≈ 0,027174 + 5,1743 ⋅ 10 −5 ρ a +
0,173606
ρa
[W/mK]
(5.9)
Il progetto di norma riporta pure i fattori di correzione per “l’effetto spessore”.
Per l’espressione dei risultati i valori della conducibilità termica dichiarata λ90, 90
devono essere arrotondati per eccesso al più vicino mW/mK e dichiarati in intervalli
di
1 mW/mK.
I valori della resistenza termica dichiarata R90, 90 devono essere arrotondati per difetto
al più vicino 0,05 m² K/W e dichiarati in intervalli di 0,05 m² K/W.
Indicazioni per ricavare la conducibilità termica di progetto per temperature medie
diverse da 10 °C e umidità relative diverse da 50% U.R. possono essere trovate nel
progetto di norma prEN ISO 10456.
Tabella 5.IV: Frequenze minime di prova per resistenza termica e conducibilità.
Proprietà
Prove dirette
Frequenza
1 ogni 24 h
1 ogni 3 mesi
Resistenza termica
e conduttività
termica
1 ogni 3 mesi
1 ogni anno
Prove indirette
Metodo di prova
Frequenza
e massa di
manufatto stampato
o massa volumica
1 ogni 2 h
(utilizzando la
correlazione del
fabbricante)
e altro metodo di
prova per la
1 ogni settimana
conduttività termica
e massa volumica
(utilizzando la
correlazione
1 ogni 2 h
indicata nella figura
B.2 della UNI EN
13163)
Si possono, dunque, migliorare le prestazioni del materiale secondo tre modalità:
• Fare in modo di ottenere una deviazione standard contenuta, agendo sulla
linea di fabbrica in modo da potenziare la qualità finale del prodotto;
• Provvedere ad un numero elevato di misurazioni in modo da ottenere un “k”
il più piccolo possibile;
• Dal punto di vista fisico è sufficiente utilizzare un materiale con una densità
volumica più elevata; questo, però, va un po’ a discapito della leggerezza che
è caratteristica propria di questo specifico prodotto.
Rilascio di sostanze pericolose
L’attuale versione della Normativa di Prodotto non ha ancora identificato quali siano
i metodi prova utili alla classificazione dei prodotti in polistirene secondo questo
requisito.
128
È doveroso specificare che l’EPS gode di alcune proprietà che lo rendono
decisamente innocuo per quanto riguarda l’ambiente e l’uomo:
Sicurezza
L’EPS non è tossico ed è totalmente inerte. Non contiene CFC (clorofluorcarburi) o
HCFC e non vengono neppure utilizzati durante la produzione. Non contiene alcun
elemento nutritivo e quindi non permette l’annidarsi di microorganismi.
Riciclo
L’EPS può essere riciclato in molti modi: all’interno di nuovi prodotti, incenerito per
recuperare energia, oppure riutilizzato per fini secondari.
Salute
L’EPS non provoca danni alla salute di chi lo utilizza o lo installa.
Inquinamento
L’utilizzo di 10 Kg di EPS per l’isolamento termico di un edificio permette di
risparmiare per il riscaldamento di quest’ultimo 4000 litri di gasolio in 50 anni di
vita.
Sono due i requisiti che vanno considerati sotto questo paragrafo.
Resistenza a compressione
Sono due i requisiti che vanno considerati sotto questo paragrafo.
Sollecitazione a compressione al 10% di deformazione
La prova deve essere condotta secondo la norma EN 826 e consiste nella
compressione di una provetta per valutarne la resistenza allo schiacciamento.
Condizionamento (per un minimo di sei ore) e prova vanno condotte a T = (23 ± 5)
°C. In caso di controversia, condizionamento (per almeno 14 giorni) e prove devono
essere condotte a T = (23 ± 2) °C. e U.R. = (50 ± 5) %.
Tutte le correlazioni usate devono avere un intervallo di tolleranza del 90% con un
livello di confidenza del 90%.
La norma europea di sistema fornisce una prova indiretta per la determinazione della
compressione al 10% di deformazione σ10 attraverso la misura della densità apparente
3
ρa utilizzando le formule (valida per ρa ≥ 11 Kg/m ):
σ 10, medio = 10,0 ⋅ ρ a − 81,0
[kPa]
(5.10)
σ 10, medio = 10,0 ⋅ ρ a − 81,0
[kPa]
(5.11)
129
Capitolo 5
Tabella XI: Frequenze minime di prova per sforzo di compressione al 10% della deformazione.
Proprietà
Prove dirette
Frequenza
1 ogni 24 h
1 ogni 3 mesi
Resistenza a
compressione al
10% della
deformazione
1 ogni anno
Prove indirette
Metodo di prova
Frequenza
e massa di
manufatto stampato
o massa volumica
1 ogni 2 h
(utilizzando la
correlazione del
fabbricante)
e massa volumica
(utilizzando la
correlazione
1 ogni 2 h
B.1 della presente
Norma)
Nessun risultato di prova deve essere minore del valore indicato in tabella per il
livello dichiarato.
Tabella 5.VI: Livelli per la sollecitazione a compressione al 10% di deformazione.
Livello14
CS(10) 30
CS(10) 100
CS(10) 500
Requisito [kPa]
≥30
≥100
≥500
Si determina dunque il livello prestazionale del prodotto che, sostanzialmente,
dipende ancora una volta dalla densità apparente ρa.
Deformazione in condizioni specifiche di carico compressivo e di temperatura:
Le deformazioni in specifiche condizioni di carico e temperatura deve essere
determinata in accordo con la EN 1605. Per ciascuna condizione di prova la
differenza tra la deformazione relativa, ε1, dopo l’intervallo A e ε2 dopo l’intervallo
B non deve essere maggiore dei dati indicati nella tabella 5.VII per il livello
dichiarato.
14
l’elenco completo si rimanda al prospetto 5 della Norma in esame.
130
Tabella 5.VII: Livelli di deformazione in specifiche condizioni di carico e temperatura.
Livello
DLT(1) 5
DLT(2) 5
DLT(3) 5
Condizione
Carico: 20 kPa
Temperatura: (80±1)°C
Tempo: (48±1) h
Carico: 40 kPa
Tempo: (168±1) h
Carico: 80 kPa
Tempo: (168±1) h
Requisito %
≤5
≤5
≤5
Permeabilità all’acqua
Anche per questo requisito sono due le situazioni da tenere in considerazione.
Assorbimento d’acqua a lungo termine per immersione:
L’assorbimento d’acqua a lungo periodo per immersione, deve essere determinato in
accordo con la EN 12087. Nessun risultato di prova dell’assorbimento d’acqua per
immersione totale, Wlt, deve essere maggiore del valore indicato in tabella per il
livello dichiarato. Nessun risultato di prova dell’assorbimento d’acqua per
immersione parziale, Wlp, deve essere maggiore di 0,5 kg/m2.
Tabella 5.VIII: Livelli di assorbimento d’acqua a lungo periodo per immersione totale.
Livello
WL(T) 5
WL(T) 3
WL(T) 2
WL(T) 1
Requisito %
≤5,0
≤3,0
≤2,0
≤1,0
Assorbimento d’acqua a lungo termine per diffusione:
L’assorbimento d’acqua a lungo periodo per diffusione, deve essere determinato in
accordo con la EN 12088. Nessun risultato di prova dell’assorbimento d’acqua, WdV,
deve essere maggiore del valore indicato in tabella per il livello dichiarato.
Tabella 5.IX: Livelli di assorbimento d’acqua a lungo periodo per diffusione.
Livello
WD(T) 15
WD(T) 10
WD(T) 5
WD(T) 3
Requisito %
≤15
≤10
≤5
≤3
Reazione al fuoco
Essendo un prodotto che andrà a far parte di una struttura muraria sicuramente sarà
soggetto a restrizioni dal punto di vista del comportamento al fuoco.
131
Capitolo 5
Le nuove Norme Armonizzate classificano i vari prodotti dal punto di vista della
reazione al fuoco secondo euroclassi individuate, in particolare, dalla UNI EN
13501-1, “Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione”.
Tabella 5.X: Euroclassi per la reazione al fuoco.
Euroclassi
A (A1 e A2)
B
C
D
E
F
Reazione al fuoco
Nessun contributo al fuoco
Contributo al fuoco molto
limitato
Contributo al fuoco limitato
Contributo al fuoco accettabile
Reazione al fuoco accettabile
Nessun comportamento
determinato
L’individuazione della classe di appartenenza, compito che spetta all’organismo
notificato, si fa in base a dei particolari test approvati dal CEN:
1. EN ISO 1182, test sulla non-combustibilità: il test è adatto per prodotti che
non contribuiscono significativamente a creare un incendio e, essenzialmente,
riguardano le classi A1, A2, A1fl, A2fl.
2. EN ISO 1716, determinazione del potere calorifico: il test determina il
rilascio totale massimo di calore di un prodotto sottoposto a completa
combustione. Fa riferimento alle classi A1, A2 e A1fl e A2fl.
3. EN ISO 11925/2, test di infiammabilità: questo test esamina l’infiammabilità
di campioni esposti a una fiamma per una durata di 15-30 secondi. Il test è
rilevante per la classi A2-E in quanto è il primo test ad essere effettuato nella
ricerca della classificazione.
4. EN 13823, il test del Single Burning Item (SBI): questo test determina il
potenziale di un prodotto nei confronti di un incendio in sviluppo quando è
esposto a una fiamma;
5. EN 13501-1, Classificazione: le metodologie sopra ricordate sono tutte
inserite nel processo di classificazione che descrive le prestazioni richieste
dai test per ottenere le euroclassi A1,A2 – E, rappresentate nella tabella 5.X.
L’euroclasse F indica prestazioni non determinate.
Per ottenere la classe “E” deve essere eseguita la prova della piccola fiamma (EN
ISO 11925/2).
Per ottenere invece le classi “D”, “C” o “B” sono necessari entrambi i test, SBI e
della piccola fiamma. L’SBI dà informazioni sulla prima fase subito dopo
l’accensione, prima che il fuoco si sia ben sviluppato. I criteri specifici misurati nel
SBI sono:
• FIGRA: indice del tasso di crescita del fuoco;
• LFS: espansione laterale della fiamma;
• THR600: rilascio di calore totale durante i primi 600 secondi.
La prestazione di un prodotto dipende sia dall’uso finale che se ne fa, sia dalle
caratteristiche fondamentali del materiale stesso e il suo “thermal attack”. La
132
prestazione del materiale dovrebbe quindi essere testata per comprovare la sua
applicazione finale.
Un materiale può dare prestazioni multiple, quindi con classificazioni differenti in
relazione alle sue diverse applicazioni finali.
Requisiti specifici per la prova di non combustibilità e per la prova del potere
calorifico
La non combustibilità e il potenziale calorifico sono caratteristiche del prodotto e,
pertanto, sono indipendenti dall’utilizzo finale del prodotto.
Per i prodotti omogenei tali caratteristiche sono determinate direttamente.
La non combustibilità e il potere calorifico dei prodotti non omogenei sono
determinati indirettamente mediante regole normative, dai dati ottenuti sui loro
componenti sostanziali e non sostanziali.
Requisiti specifici per la prova (SBI), per la prova di accendibilità e per la
valutazione del comportamento al fuoco dei pavimenti utilizzando una fonte di
calore radiante
Il contributo potenziale di un prodotto ad un incendio non dipende solo dalle sue
proprietà intrinseche e dall’attacco termico, ma anche in grande misura dalla sua
condizione di utilizzo finale. Deve pertanto essere sottoposto a prova in modo da
simulare la sua condizione finale15 di applicazione.
Questa condizione finale di applicazione di solito include gli aspetti seguenti:
• l’orientamento del prodotto;
• la sua posizione in relazione agli altri prodotti adiacenti (substrato, fissaggio,
ecc.).
Gli orientamenti tipici sono:
• verticale, di fronte ad uno spazio aperto (posizione parete/facciata);
• verticale, di fronte ad uno spazio vuoto;
• orizzontale con la faccia esposta rivolta verso il basso (posizione soffitto);
• orizzontale con la faccia esposta rivolta verso l’alto (posizione pavimento);
• orizzontale all’interno di uno spazio vuoto.
Tutti i prodotti da costruzione, ad eccezione dei pavimenti, devono essere sottoposti
a prova nella posizione verticale ai fini della classificazione di reazione al fuoco.
Tenendo in considerazione il ruolo dei substrati e dei dispositivi di fissaggio nel
contributo potenziale ad un incendio, un singolo prodotto può essere classificato in
diverse classi, in funzione della sua condizione finale di applicazione. Se si prevede
una sola applicazione finale, deve essere sottoposto a prova solo tale applicazione
finale.
I prodotti che nella pratica sono posizionati su vuoti verticali o orizzontali, devono
essere sottoposti a prova con un’intercapedine d'aria. Per tali utilizzi, i prodotti
asimmetrici possono essere sottoposti a prova e classificati per ciascuna faccia
separatamente.
Per ridurre il numero di prove, la EN 13238 riporta una serie di substrati di
riferimento, mentre diverse condizioni di fissaggio rappresentative sono riportate nel
metodo di prova pertinente o nelle specifiche del prodotto. Il committente può
15
Si dovrebbe notare che, per il fatto che un prodotto può essere utilizzato in condizioni finali di
applicazione diverse, esso può avere classificazioni diverse a seconda di ciascuna applicazione.
133
Capitolo 5
tuttavia non scegliere nessuno dei substrati di riferimento o delle condizioni di
fissaggio rappresentative, sebbene ciò limiti il campo di applicazione dei risultati
della prova e delle classificazioni ottenuti.
Nella prova di accendibilità (EN ISO 11925-2), i prodotti sono sottoposti a prova con
le fiamme che investono la superficie solo se nella condizione finale di applicazione
prevista non si può verificare un attacco della fiamma diretto sulla parte laterale.
Questo è il caso dei pavimenti. Se i bordi possono essere esposti nelle condizioni
finali di applicazione, bisogna applicare l’attacco della fiamma sia sulla superficie
che sulla parte laterale.
La seguente tabella rappresenta un breve schema della frequenza minima con cui
effettuare le prove dirette sui prodotti.
Tabella 5.XI: Frequenze minime di prova per reazione al fuoco.
Classe di reazione al
fuoco
Prove dirette
Metodo di analisi
Frequenza16
B, C, D
prEN ISO 13823
+
prEN ISO 11925-2
E
prEN ISO 11925-2
1 prova per mese o 1 ogni 2
anni + metodo indiretto
(prova semplificata di piccola
fiamma una a settimana)
1 prova per settimana o 1
ogni 2 anni + metodo
indiretto (prova semplificata
di piccola fiamma una a
settimana)
1 prova per settimana o 1
ogni 2 anni + metodo
indiretto (prova semplificata
di piccola fiamma una a
settimana)
Affinché un prodotto possa rientrare in una data classificazione, tutti i criteri relativi,
riportati nel prospetto 1 o 2 della UNI EN ISO 13501-1, devono essere conformi con
i requisiti dichiarati.
A titolo di sintesi di seguito sono indicate le caratteristiche di prodotto e le situazioni
che in qualche maniera possono influenzare la reazione al fuoco dei prodotti in EPS
(sia per la EN 13823 e EN ISO 11925-2):
• Spessore: L’influenza dello spessore nei test specifici con la EN ISO 11925-2
sul comportamento al fuoco deve essere presa in considerazione. Quando
testata con la EN 13823 lo spessore del prodotto in EPS potrebbe influenzare
i parametri della prestazione al fuoco.
• Densità: La densità del prodotto potrebbe influenzare i parametri della
prestazione al fuoco sia con le prove EN 13823 che EN ISO 11925-2.
• Composizione del prodotto: L’EPS può essere realizzato con prodotti
normali o ritardati alla fiamma.
• Tipologia del rivestimento: I tipi di rivestimento, incluso quello a cappotto,
influenza i parametri della prestazione al fuoco.
16
La frequenza delle prove indirette (perdita di ignizione, densità apparente e spessore) sono
funzione della classe di reazione al fuoco e del tipo di componenti presenti nel prodotto.
134
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Spessore e densità del rivestimento;
Tipologia e quantità del collante per il rivestimento;
Composizione della parete.
Strato su cui è applicato il pannello in EPS: Per le prove indirette i test
specifici sono effettuati senza alcun substrato.
Presenza o meno di cavità o intercapedini d’aria: Se il prodotto viene
installato con la presenza di intercapedini queste devono essere previste per la
prova di comportamento al fuoco.
Tipologia degli ancoraggi;
Orientazione del pannello e relativa geometria;
Dimensione e posizionamento del campione durante il test;
Fissaggio del campione durante la prova;
Particolare esposizione all’attacco termico: Le prove specifiche avvengono
con coinvolgimento diretto del materiale in quanto i prodotti non sono
installati con dei profili di protezione. Quando il marchio CE (del solo
prodotto) è richiesto in un Stato Membro, il prodotto dovrà essere testato
senza alcuna indicazione sull’uso finale.
5.1.7.2 Compiti del produttore.
A questo punto i compiti dell’organismo notificato si fermano qui; il resto delle
caratteristiche individuate dalla UNI EN 13163 sono a carico del produttore che si
potrà avvalere di laboratori di prova esterni oppure, se ne ha la possibilità, di
effettuare le prove per la determinazione dei livelli prestazionali direttamente in
proprio.
Per semplicità di trattazione verrà proposto uno schema con tutte le prove proposte
dalla UNI EN 13163, evidenziando i requisiti le cui prove sono già state affrontate
dall’organismo notificato e specificando successivamente i rimanenti a carico del
produttore.
Tabella 5.XII: Metodi di prova, campioni e condizioni.
Numero
minimo di
misure
Condizioni
specifiche
prEN 12667 o
Da Norma
EN 12939
1
-
EN 822
Full-size
1
-
Spessore
EN 823
Full-size
1
Squadratura
EN 824
Full-size
1
Carico di
(250 ± 5) Pa
-
Planarità
EN 825
Full-size
1
-
Titolo
17
Resistenza
termica e
conduttività
termica
Lunghezza e
spessore
Metodo di
prova
Dimensione
campione
[mm]
17
I requisiti scritti in grassetto sono quelli il cui controllo e/o valutazione è a carico dell’Organismo
notificato. Tutti gli altri rimangono sotto il controllo del produttore. Questo come specificato
nell’appendice ZA della UNI EN 13163.
135
Capitolo 5
Stabilità
dimensionale
sotto condizioni
di laboratorio
normali
Stabilità
dimensionale
sotto condizioni
di specifiche
Resistenza a
flessione
EN 1603
Full-size
3
-
EN 1604
200x200
3
-
EN 12089
300x150x50
3
Metodo B
Reazione al
fuoco
Stabilità
dimensionale
sotto temperatura EN 1604
specifica e
umidità
Deformazione
sotto
EN 1605
compressione
condizioni di
temperatura
Vedi prEN 13501-1
200x200
3
-
50x50x50
3
-
Compressione
al 10% della
deformazione
EN 826
50x50x50
3
-
Trazione
perpendicolare
alle facce
EN 1607
50x50x50
3
-
EN 1606
50x50x50
2
-
EN 12087
200x200
3
Totale metodo
1A e 2A
EN 12088
500x500
2
-
EN 12091
200x200
6
-
Trasmissione di
vapore acqueo
EN 12086
100x100
5
-
Resistenza
dinamica
EN 29052-1
200x200
3
-
Creep in
compressione
Assorbimento
d’acqua per
immersione
Assorbimento
d’acqua per
immersione
Resistenza al
gelo
136
Spessore dL
Spessore dB
Riduzione
spessore a lungo
termine
Densità
apparente
Rilascio di
sostanze
pericolose
Misurato 300 s
dopo che il
precarico è
stato rimosso
EN 12431
200x200
3
EN 1606
-
EN 1602
Full-size
5
-
-
-
-
-
La normativa prevede dunque che il produttore si occupi della specificazione dei
requisiti rimanenti ai fini del rilascio della certificato di conformità europea.
Caratteristiche dimensionali
Le caratteristiche dimensionali comprendono la lunghezza e la larghezza, lo
spessore, l’ortogonalità e la planarità. Il controllo da effettuare su questi parametri è
relativo alle tolleranze massime imposte dalle relative normative (UNI EN 822-823824-825).
Una volta effettuato il controllo posso associare al mio prodotto una specifica classe
di appartenenza per ciascun parametro che permetterà di identificare velocemente,
dall’etichetta sul prodotto, il livello di prestazione che può garantire il pannello in
EPS.
Tabella 5.XIII: Classi per le tolleranze dimensionali.
Proprietà
Lunghezza
Larghezza
Spessore
Ortogonalità
Planarità
Classe
L1
L2
W1
W2
T1
T2
S1
S2
P1
P2
P3
P4
Tolleranze
Pannelli
Rotoli
±0,6% oppure ±3 mm
-1% e +illimitato
±2 mm
±2 mm
±2 mm
±1 mm
±5 mm/1000 mm
±2 mm/1000mm
±30 mm
±15 mm
±10 mm
±5 mm
137
Capitolo 5
Stabilità dimensionale in condizioni di laboratorio:
La stabilità dimensionale in condizioni normali di laboratorio (23°C, 50% di umidità
relativa) deve essere determinata in accordo con la EN 1603. Le relative variazioni in
lunghezza, ∆εl, e larghezza, ∆εb, non devono essere maggiori dei valori indicati in
tabella per la classe dichiarata.
Tabella 5.XIV: Classi di stabilità dimensionale in condizioni normali laboratorio.
Classe
DS(N) 5
DS(N) 2
Requisito
±0,5
±0,2
Stabilità dimensionale in specifiche condizioni di temperatura e umidità
La stabilità dimensionale in specifiche condizioni di temperatura e umidità deve
essere determinata in accordo con la EN 1604. La prova deve essere condotta dopo
condizionamento per 48 h a (23 ± 2) °C e (90 ± 5)% di umidità relativa. Le relative
variazioni in lunghezza, ∆εl, larghezza, ∆εb, e spessore, ∆εd, non devono essere
maggiori dell’1%.
Resistenza a flessione
La resistenza a flessione, σb, deve essere determinata in accordo con la EN 12089. Ai
fini della manipolazione i prodotti devono possedere un livello minimo di resistenza
a flessione di 50 kPa.
Vengono altresì indicati i livelli prestazionali e relativi codici.
Tabella 5.XV: Livelli di resistenza a flessione.
Livello18
BS50
BS150
BS750
Requisito [kPa]
≥50
≥150
≥750
Stabilità dimensionale in condizioni specifiche di temperatura ed umidità:
Le dimensioni che entrano in gioco in questo requisito sono la lunghezza, la
larghezza e lo spessore. Le variazioni relative di queste dimensioni non devono
essere maggiori dei valori indicati in tabella per il livello dichiarato, in accordo con
quanto previsto dalla EN1604.
Tabella 5.XVI: Livelli di stabilità dimensionale in specifiche condizioni di temperatura e umidità.
Livello
DS(70,-) 1
DS(70,-) 2
DS(70,-) 3
DS(70,90) 1
18
Condizione
48 h, 70°C
48 h, 70°C
48 h, 70°C
48 h, 70°C, 90%
Requisito %
1
2
3
1
138
Resistenza alla trazione perpendicolare alle facce:
La resistenza a trazione perpendicolare alle facce, σmt, deve essere determinata in
accordo con la EN 1607. Nessun risultato di prova deve risultare minore del valore
indicato in tabella per il livello dichiarato.
Tabella 5.XVII: Livelli di resistenza a trazione.
Livello19
TR20
TR100
TR400
Requisito [kPa]
≥20
≥100
≥400
Scorrimento plastico (creep) a compressione:
Lo scorrimento viscoso a compressione, εct, e la riduzione totale di spessore, εt,
devono essere determinati dopo almeno centoventidue giorni di prova ad una
sollecitazione a compressione dichiarata, σc, espresso in intervalli di almeno 1 kPa e i
risultati devono essere estrapolati trenta volte al fine di ottenere i livelli dichiarati in
accordo con la
EN 1606. Lo scorrimento viscoso a compressione deve essere
dichiarato per livelli, i2, e la riduzione totale di spessore deve essere dichiarata per
livelli, i1, con intervalli di 0,5% alla sollecitazione dichiarata. Nessun risultato di
prova deve essere maggiore dei livelli dichiarati alla sollecitazione dichiarata.
Tabella 5.XVIII: Esempi di dichiarazione di livelli di scorrimento viscoso a compressione.
Livello
CC(i1/i2/10)
σc20
CC(i1/i2/25) σc
CC(i1/i2/50) σc
Tempo di
prova
[giorni]
Tempo di
estrapolazione
[anni]
Sollecitazione
dichiarata σc
[kPa]
122
10
σc
304
608
25
50
σc
σc
Requisito %
i 1 ≤i
e
i 2 ≤i
Resistenza al gelo-disgelo
La resistenza al gelo-disgelo deve essere determinata in accordo con la EN 12091
utilizzando campioni preparati mediante immersione totale in accordo con la EN
12087.
La riduzione della sollecitazione a compressione al 10% di deformazione, σ10, deve
essere minore del 10% dopo 300 cicli di gelo-disgelo.
Trasmissione del vapore d’acqua
Le proprietà di trasmissione del vapore d’acqua devono essere determinate in
accordo con la EN 12086 e dichiarate come fattore di resistenza alla diffusione del
19
20
Con riferimento al codice di designazione CC(i1/i2/y) σc in accordo con 6, un livello dichiarato
CC(2,5/2/50)100 indica, per esempio, un valore non maggiore del 2% per lo scorrimento viscoso a
compressione e 2,5% di riduzione complessiva di spessore dopo estrapolazione a 50 anni (cioè 30
volte 608 giorni di prova) sotto una sollecitazione dichiarata di 100 kPa.
139
Capitolo 5
vapore d’acqua, µ, per prodotti omogenei e come resistenza al vapore d’acqua, Z, per
prodotti rivestiti.
Nessun risultato di prova di µ deve essere maggiore del valore dichiarato e nessun
risultato di prova di Z deve essere minore del valore dichiarato.
In assenza di dati di misurazione, il fattore di resistenza alla diffusione del vapore
d’acqua, µ, di prodotti in EPS può essere scelto dal prospetto D.2 della EN 13163.
Rigidità dinamica:
La rigidità dinamica, s’, deve essere determinata in accordo con la EN 29052-1 senza
precarico. Nessun risultato di prova deve essere maggiore del valore indicato in
tabella per il livello dichiarato.
Per prodotti a livello CP2 (vedere comprimibilità), se il carico applicato è maggiore
di 5,0 kPa, la rigidità dinamica, s’, deve essere determinata sotto il carico applicato
più il peso proprio dello strato di rivestimento.
Tabella 5.XIX: Livelli di rigidità dinamica.
Livello21
SD50
SD20
SD5
Requisito [MN/m3]
≤50
≤20
≤5
Spessore dL:
Lo spessore, dL, deve essere determinato in accordo con la EN 12431 sotto un carico
di 250 Pa. Nessun risultato di prova deve scostarsi dallo spessore dichiarato, dL, di
più delle tolleranze indicate in tabella per la classe in etichetta.
Tabella 5.XX: Classi per tolleranze sullo spessore.
Livello
T3
T4
Requisito [MN/m3]
-5% oppure -1 mm
0
+15% oppure +3 mm
+10% o +2 mm per dL<35
mm
+15% o +3 mm per dL≥35
mm
Spessore, dB:
Lo spessore, dB, deve essere determinato in accordo con la EN 12431 con una pausa
di 300 s prima di misurare dB.
Comprimibilità, c:
La comprimibilità, c, deve essere determinata come differenza tra dL e dB. Nessun
risultato di prova deve essere maggiore dei valori indicati in tabella per il livello
dichiarato.
21
140
Tabella 5.XXI: Livelli di comprimibilità.
CP5
CP4
CP3
Carico applicato
sullo strato di
rivestimento [kPa]
≤2,0
≤3,0
≤4,0
CP2
≤5,0
Livello
Requisito [mm]
Tolleranza [mm]
≤5,0
≤4,0
≤3,0
≤2 per dL<35 mm
≤3 per dL≥35 mm
≤2,0
≤1 per dL<35 mm
≤2 per dL≥35 mm
Per quanto descritto rimangono ben definite le prove da svolgere da parte del
produttore, che deve occuparsi successivamente, in quanto il livello di attestazione è
il numero 3, del controllo del processo di fabbrica. Anche questa operazione si
svolge attraverso delle prove che devono essere effettuate periodicamente. Le
caratteristiche indagate sono sempre le stesse e la finalità dei controlli è di garantire
che il livello prestazionale non cambi nel tempo.
Tabella 5.XXII: Controllo di produzione in fabbrica, frequenze minime di prova.
Proprietà
Prove dirette
Frequenza
1 ogni 24 h
1 ogni 3 mesi
Resistenza termica e
1 ogni 3 mesi
1 ogni anno
Lunghezza e
larghezza
Spessore
Ortogonalità
Planarità
Stabilità dimensionale
Resistenza a
flessione
1 ogni 2 h
1 ogni 2 h
1 ogni 4 h
1 ogni 8 h
ITT
1 ogni giorno
1 ogni 3 mesi
Prove indirette
Metodo di prova
Frequenza
e massa di
manufatto stampato
o massa volumica
1 ogni 2 h
(utilizzando la
correlazione del
fabbricante)
e altro metodo di
prova per la
1 ogni settimana
e massa volumica
(utilizzando la
correlazione
1 ogni 2 h
B.2 della UNI EN
13163)
E metodo del
fabbricante
1 ogni giorno
141
Capitolo 5
Reazione al fuoco
Stab.tà dim.le in
specifiche cond.ni di
compr.ne e umidità
Def.ne in specifiche
cond.ni di carico a
compr.ne e temp.ra
Vedere prospetto B.2 della UNI EN 13163
ITT
-
-
ITT
-
-
1 ogni 24 h
e massa di
manufatto stampato
o massa volumica
(utilizzando la
correlazione del
fabbricante)
e massa volumica
(utilizzando la
correlazione
B.1 della presente
Norma)
E resistenza a
flessione
-
1 ogni 3 mesi
Resistenza a
compressione al
10% della
deformazione
1 ogni anno
Res.za a traz.ne
perpend.re alle facce
Scorrimento viscoso
a compressione
Assorb.to d’acqua
per immersione
Assorb.to d’acqua
per diffusione
Resistenza gelo disgelo
Trasmissione del
vapore d’acqua
Rigidità dinamica
Spessore, dL,
comprimibilità
Rilascio di sostanze
pericolose
1 ogni giorno
1 ogni 3 mesi
1 ogni 2 h
1 ogni 2 h
1 ogni giorno
ITT
-
-
ITT
-
-
ITT
-
-
ITT
-
-
ITT
-
Valori tabulati
1 ogni settimana
1 ogni giorno
1 ogni settimana
-
-
-
-
-
5.1.7.3 Codice di designazione.
Il produttore (a meno che la proprietà non venga dichiarata) deve assegnare ai
prodotti in EPS un codice (dove “i” indica il livello o la classe) riportanti classi,
livelli o valori limite:
EPS
EN 13163
142
Polistirene espanso
Riferimento alla norma
Ti
Li
Wi
Si
Pi
DS (TH)i
BSi
CS (10)i
DS (N)i
DLT(i)5
TRi
CC(i1/i2/y)σc
WL (T)i
WD (V)i
Mui o Zi
CPi
Tolleranza sullo spessore
Tolleranza sulla lunghezza
Tolleranza sulla larghezza
Tolleranza sulla perpendicolarità
Tolleranza sulla planarità
Stabilità termica in condizioni specifiche di temperatura e umidità
Resistenza a compressione al 10% di deformazione
Stabilità dimensionale in condizioni normalizzate di laboratorio
Deformazione in condizioni specifiche di carico compressivo e di
temperatura
Resistenza a trazione perpendicolare alle facce
Scorrimento plastico (creep) a compressione
Assorbimento d’acqua a lungo termine per immersione
Assorbimento d’acqua a lungo termine per diffusione
Rigidità dinamica
Compressibilità
5.1.7.4 Certificato CE e dichiarazione di conformità.
In caso di prodotti sotto sistema 3 o (3 e 4): quando la conformità alle condizioni
della presente appendice viene raggiunta, il fabbricante o il suo rappresentante
autorizzato nella SEE - Spazio Economico Europeo (EEA), deve redigere e trattenere
una dichiarazione di conformità (Dichiarazione CE di conformità) che dà diritto al
fabbricante di apporre la marcatura CE.
La dichiarazione deve comprendere:
• nome e indirizzo del fabbricante o del rappresentante autorizzato nella SEE –
Spazio Economico Europeo (EEA), e luogo di produzione;
• descrizione del prodotto (tipo, identificazione, impiego, ...) e una copia delle
informazioni che accompagnano la marcatura CE;
• disposizioni alle quali il prodotto risulta conforme (per esempio appendice
ZA della presente norma EN);
• condizioni particolari applicabili all’impiego del prodotto (per esempio
disposizioni per l’impiego in certe condizioni, ecc.);
• nome e indirizzo del(i) laboratorio(i) notificato(i);
• nome e posizione della persona autorizzata a firmare la dichiarazione a nome
del fabbricante o del suo rappresentante autorizzato.
La dichiarazione e la certificazione sopraindicata deve essere presentata nella lingua
o lingue ufficiale(i) dello stato membro in cui il prodotto deve essere impiegato.
La validità della dichiarazione/certificazione deve essere verificata almeno una volta
all’anno.
143
Capitolo 5
5.1.7.5 Marcatura CE ed etichettatura.
Il fabbricante o il suo rappresentante autorizzato nella SEE - Spazio Economico
Europeo (EEA), è responsabile dell’apposizione della marcatura CE. L’apposizione
deve essere fatta sul prodotto stesso, su un’etichetta fissata ad esso o sul suo
imballaggio.
La marcatura CE consiste esclusivamente nelle lettere "CE" nella forma specificata
nella Direttiva 93/68/CE seguita dal numero di identificazione dell’organismo
notificato nel caso di prodotti sotto sistema 1.
La marcatura CE per prodotti in polistirene espanso deve essere accompagnata dalle
informazioni sottoindicate:
Figura 5.2: Esempio di informazioni sulla marcatura CE.
In aggiunta a ogni informazione specifica relativa a sostanze pericolose indicata
sopra, il prodotto dovrebbe anche essere accompagnato, quando e dove richiesto e
nella forma appropriata, da una documentazione elencante ogni altra legislazione su
sostanze pericolose alla quale è richiesta la conformità, insieme a ogni informazione
richiesta da quella legislazione.
5.1.8 Classificazione dei prodotti.
I prodotti sono divisi in classi, di cui quelli identificati con la sigla “EPS S” possono
essere utilizzati solo per applicazioni destinate a non supportare carico e quelli con
“EPS T” hanno specifiche proprietà di isolamento acustico. La classificazione viene
effettuata in funzione della “maneggiabilità” del prodotto ossia in base allo sforzo di
compressione al 10% di deformazione ed alla resistenza a flessione. Un prodotto
appartenente ad una determinata classe deve soddisfare entrambe le condizioni
indicate in tabella.
144
Tabella 5.XXIII: Nuova classificazione dei prodotti in EPS secondo la UNI EN 13163.
Euroclassi EN 13163
EPS S
EPS 30
EPS 50
EPS 60
EPS 70
EPS 80
EPS 90
EPS 100
EPS 120
EPS 150
EPS 200
EPS 250
EPS 300
EPS 350
EPS 400
EPS 500
EPS T
Resistenza a
compressione 10% [kPa]
30
50
60
70
80
90
100
120
150
200
250
300
350
400
500
-
[kPa]
50
50
75
100
115
125
135
150
170
200
250
350
450
525
600
750
-
5.1.9 Valutazione della conformità: UNI EN 13172.
La norma EN 13172 stabilisce i compiti e le responsabilità del produttore e
dell’Organismo di Certificazione, sia per un Marchio di Qualità di prodotto
volontario come il Marchio IIP-UNI, che per la marcatura CE.
In particolare per il Marchio di Qualità di prodotto volontario IIP-UNI:
compiti del fabbricante:
• controllo di produzione di fabbrica,
• prove su campioni prelevati dalla produzione.
compiti dell’Organismo di certificazione:
• ispezione iniziale della fabbrica,
• ispezioni di sorveglianza,
• prove di tipo iniziali per tutte le caratteristiche dichiarate dal produttore,
• prelievi di campioni in fabbrica o sul mercato per prove di verifica,
• certificazione del prodotto.
145
Capitolo 5
Viene di seguito riportato il rapporto presentato dalla NUDURA IBT che riassume
quali siano i requisiti da loro valutati per la qualificazione del proprio sistema, tra
l’altro molto vicino all’idea CLIMABLOCK.
Tabella 5.XXIV: Riassunto dei requisiti del Sistema NUDURA.
STANDARD COMPILANCE TESTING & CODE APPROVALS SUMMARY
Expanded Polystyrene (EPS) & Polypropylene Webs
Requisito
Test Standard
Livello min/max
Expanded Polystyrene (EPS)
Conduttività termica ASTM C518-98
Min. R4.00/in
Coefficiente di
propagazione della ASTM E84-04
Index<10
fiamma
Indice di
propagazione del
ASTM E84-04
Index<450
fumo
Permeabilità al
ASTM E96-00e1
Max. 3.5 perms
vapor d’acqua
Assorbimento
ASTM 272-01
Max. 3%
dell’acqua
Densità
ASTM C303-92
1.35 psf
Resistenza a
ASTM D1621-04a Min. 15 psi
compressione
Resistenza a
ASTM C203-99
Min. 35 psi
flessione
Quantità di ossigeno ASTM D2863-00
Min. 24%
Comportamento nel
tempo in condizioni
2.0% Max.
ASTM D2126-04
termiche e di
Variance
umidità fisse
Resistenza
all’attacco delle
ASTM C1338-00
No Growth
muffe
Temperatura di
ASTM D1929-96
Min. 650°F
fusione
Resistenza alle
ASTM G155-04
Below 75°C
radiazioni UV
146
Valuatzione
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
approvato
Polypropylene Webs
Temperatura di
fusione
Densità dei fumi
ASTM D1929-96
Min. 650°F
approvato
ASTM D2843-93
Max. 75%
approvato
Si può evincere da questa tabella che sostanzialmente i requisiti ricercati sono più o
meno gli stessi rispetto a quelli proposti dalle normative europee.
Da quello che si può vedere i pannelli hanno superato brillantemente tutte le prove
proposte dalla normativa canadese. Viene posta, inoltre, l’attenzione sul
comportamento delle staffe in polipropilene che sono elemento importante del
sistema che deve almeno avere le stesse prestazioni del pannello in EPS, soprattutto
dal punto di vista del comportamento al fuoco.
5.2 Sistema CLIMABLOCK: requisiti e prestazioni del pacchetto
tecnologico.
L'aumento della complessità del ciclo produttivo-costruttivo e del numero degli
operatori in esso coinvolti (progettisti, costruttori, produttori di componenti,
operatori economici, amministratori pubblici ecc.) ha rafforzato la necessità di
disporre di tante “notizie” utili al fine di poter svolgere bene le varie attività del
processo edilizio. In realtà, la qualità delle informazioni tecniche, attualmente
disponibili per i vari prodotti, raramente è rispondente agli effettivi bisogni; più
frequentemente l'informazione è parziale e tende alla sola pubblicizzazione degli
oggetti a cui è riferita. Risulta, quindi, difficile poter confrontare la qualità e le
prestazioni dei vari prodotti presenti sul mercato e quindi molte volte diventa arduo
per il progettista effettuare delle scelte ottimali in funzione delle proprie esigenze.
Se la normativa tecnica è concepita come strumento di guida e di controllo della
qualità in edilizia, l'informazione tecnica dovrebbe produrre una sorta di "carta
d'identità" della qualità connotata diversamente ai vari livelli. La scheda tecnica (la
vera carta di identità) è definita come "insieme coordinato di informazioni tecniche
redatte in un ordine prestabilito secondo certe modalità e per determinati scopi"
(norma UNI 8690/1).
L'insieme di più schede tecniche, organizzato secondo un sistema di classificazione e
che utilizzi codici di classificazione convenzionali, può costituire un catalogo o uno
schedario in funzione dei livelli di completezza dell'informazione e delle modalità di
gestione e di utilizzazione.
La scheda tecnica dei prodotti è riferita a materiali, semilavorati, elementi,
componenti e sistemi edilizi fisicamente disponibili sul mercato e può essere così
conformata:
A. Intestazione;
B. Informazioni sull'origine del prodotto:
• Informazioni anagrafiche sulla ditta fornitrice/produttrice;
• Informazioni di interesse generale;
• Informazioni accessorie.
C. Informazioni tecniche descrittive del prodotto:
• Identificazione fisica del prodotto;
• Ciclo di produzione;
147
Capitolo 5
D.
E.
F.
G.
• Identificazione tecnologica del prodotto;
• Confezioni.
Informazioni tecniche sulle prestazioni del prodotto:
• Identificazione funzionale del prodotto;
• Fasi produttive e loro controlli;
Informazioni per il corretto uso del prodotto;
Informazioni descrittive su avvenuti impieghi del prodotto;
Informazioni sugli aspetti economico-commerciali del prodotto:
• Informazioni commerciali;
• Informazioni economiche;
• Organizzazione commerciale.
Possono essere analizzate le singole voci, ritenute più significative, alla
comprensione dei livelli prestazionali riportati sul materiale utilizzato per la
divulgazione.
5.2.1 Esigenze dell’utenza.
Le esigenze sono viste come esplicitazione di bisogni dell'utenza finale (utilizzatore
del bene edilizio), tenendo conto dei vincoli e dei condizionamenti che l'ambiente
naturale pone all'ambiente costruito.
La loro individuazione avviene attraverso l'analisi dei bisogni da soddisfare,
confrontati con fattori di tipo ambientale, culturale ed economico.
I vari tipi di esigenza sono classificabili in diverse categorie.
La norma UNI 8289 propone le seguenti classi di esigenza:
• sicurezza;
• benessere;
• fruibilità;
• aspetto;
• gestione;
• integrabilità;
• salvaguardia dell'ambiente.
5.2.2 Analisi dei requisiti tecnologici.
I requisiti sono considerati come trasposizione a livello tecnico delle esigenze.
La loro individuazione passa attraverso l'analisi delle esigenze, confrontate con i
sistemi di agenti, ovvero dell'insieme dei fattori ambientali ed edilizi.
La norma UNI 8290 Parte II riporta una lista di requisiti tecnologici; la lista, che è
abbastanza ampia e contiene i principali requisiti tecnologici, è da considerare
comunque suscettibile di espansione o variazione nel tempo.
Tabella 5.XXV: Requisiti tecnologici.
Affidabilità
Asetticità
Assenza di emissione di sostanze nocive
Assorbimento luminoso
148
Anigroscopicità
Assenza di emissione di odori sgradevoli
Assorbimento acustico
Attitudine all'integrazione impiantistica
Attrezzabilità
Controllo del contenuto energetico
intrinseco
Controllo del flusso luminoso
Controllo dell'aggressività dei fluidi
Controllo della condensazione
interstiziale
Controllo dell'inerzia termica
Controllo della pressione di erogazione
Controllo della temperatura dei fluidi
Controllo delle dispersioni (fluidi, gas,
elettricità)
Controllo delle dispersioni di calore per
trasmissione
Degradazione biologica dei liquami
Facilità di intervento
Impermeabilità ai fluidi aeriformi
Integrazione
Isolamento elettrico
Limitazione dei rischi di esplosione
Pulibilità
Recuperabilità
Resistenza agli agenti aggressivi
Resistenza al fuoco
Resistenza alle intrusioni
Resistenza meccanica
Smaltimento dei gas nocivi
Stabilità chimico-reattiva
Tenuta agli aeriformi
Tenuta alla grandine
Tenuta alle polveri
Comprensibilità delle manovre
Controllo del fattore solare
Controllo del rumore prodotto
Controllo della combustione
Controllo della condensazione
superficiale
Controllo della portata
Controllo della scabrosità
Controllo della temperatura di uscita dei
fumi
Controllo delle dispersioni di calore per
rinnovo d'aria
Controllo delle tolleranze
Efficienza
Idrorepellenza
Impermeabilità ai liquidi
Isolamento acustico
Isolamento termico
Manutenibilità
Reazione al fuoco
Regolabilità
Resistenza agli attacchi biologici
Resistenza al gelo
Resistenza all'irraggiamento
Riparabilità
Sostituibilità
Stabilità morfologica
Tenuta all'acqua
Tenuta alla neve
Ventilazione
Ovviamente tutti questi requisiti non devono essere necessariamente propri delle
pareti verticali; di seguito si farà un elenco di quelli da considerare per le chiusure
verticali.
5.2.3 Verifica della qualità.
Con riferimento alla teoria delle prestazioni che è alla base della normativa
qualitativa, la qualità in edilizia può essere definita come l'insieme delle proprietà e
delle caratteristiche di un prodotto che conferiscono ad esso la capacità di soddisfare
esigenze espresse o implicite, ossia, la misura del grado di rispondenza delle
149
Capitolo 5
prestazioni degli oggetti edilizi ai requisiti che ne hanno guidato la concezione, la
progettazione, la produzione e la posa in opera.
Dalla definizione della prestazione, intesa come comportamento di un prodotto in
servizio e cioè in determinate condizioni di uso e di sollecitazione, deriva che le
prestazioni non sono determinabili in assoluto. La necessità di determinare sia
qualitativamente che quantitativamente le condizioni di uso e di sollecitazione
introduce un'assoluta relatività nella definizione delle prestazioni che dipendono,
volta per volta, da contesti specifici di impiego e dagli effetti delle azioni esterne. La
qualità, quindi, non è valutabile in assoluto, ma solo in relazione ai parametri che la
determinano e agli obiettivi per cui è stato progettato e realizzato il bene edilizio.
L'obiettivo principale del controllo della qualità è quello di assicurare e garantire la
stessa. Il controllo può essere definito come “le tecniche e le attività a carattere
operativo messe in atto per soddisfare i requisiti di qualità” (norma UNI-ISO 8402).
5.2.4 Metodi di controllo.
Verifiche progettuali
Sono metodi di controllo degli elaborati progettuali. Essi si basano su una serie di
criteri di valutazione che in generale si riconducono all'applicazione di indici di
qualità articolati per variabili o per attributi, attraverso i quali si perviene
all'attribuzione di un valore di qualità.
Verifiche in laboratorio
Sono metodi di controllo riferiti a prodotti edilizi intermedi (sistemi di componenti,
componenti, elementi semplici, semilavorati e materiali). Essi si basano su verifiche
su una serie di prove sperimentali naturali o non, distruttive o non, condotte su
assemblaggi reali, ovvero simulati, ovvero su campionature rappresentative degli
oggetti sotto prova.
Verifiche in opera
Sono metodi di controllo dei prodotti edilizi finali (organismi edilizi) per verificare a
livello di organismo edilizio i vari aspetti della qualità: ambientale, tecnologica,
funzionale-spaziale e tecnica. Le prove prestazionali tecnologiche vengono condotte
su assemblaggi reali e sono di natura non distruttiva.
5.2.5 Requisiti e metodi di verifica per pareti verticali.
Ogni subsistema tecnologico è caratterizzato da un insieme di requisiti che lo
connotano e che devono guidare la progettazione delle varie soluzioni tecniche del
contesto specifico di intervento.
Oltre a questi requisiti, ogni subsistema tecnologico deve rispondere, ovviamente,
anche ad altri aspetti di qualità, che possono essere comuni a più parti dell'organismo
edilizio.
Vengono riportati in seguito, per i vari subsistemi tecnologici, pacchetti di requisiti
connotanti, metodi di prova, in laboratorio e/o in opera, relativi ad alcuni requisiti.
Pareti perimetrali verticali portanti:
• controllo della condensazione interstiziale [CCI] e superficiale [CCS];
• assenza dell’emissione di sostanze nocive [ESN];
150
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
controllo della reazione al fuoco [CRF];
controllo dell'inerzia termica estiva [CITE] ed invernale [CITI];
limitazione delle temperature superficiali [LTS];
isolamento acustico ai rumori aerei [IARA];
isolamento termico [IT];
non rumorosità [NR];
resistenza agli urti di sicurezza [RUS];
resistenza al fuoco [RF];
resistenza al vento [RV];
resistenza meccanica [RM];
resistenza meccanica ai carichi sospesi [RMCS];
tenuta all'acqua [TW] e all’aria [TA];
attrezzabilità [Att] e regolarità delle finiture [Fin].
Pareti interne verticali:
• controllo della condensazione interstiziale [CCI] e superficiale [CCS];
• limitazione delle temperature superficiali [LTS];
• controllo della reazione al fuoco [CRF];
• controllo dell'inerzia termica estiva [CITE] ed invernale [CITI];
• assenza dell’emissione di sostanze nocive [ESN];
• isolamento acustico ai rumori aerei [IARA];
• isolamento termico [IT];
• resistenza agli urti [RU];
• resistenza al fuoco [RF];
• resistenza all'acqua [TW];
• resistenza meccanica ai carichi sospesi [RMCS];
• attrezzabilità [Att] e regolarità delle finiture [Fin].
Tutti questi requisiti sono raggruppabili in diverse categorie, già elencate in
precedenza; alcuni sono ancora da valutare, altri sono già stati specificati nel corso
della trattazione relativa alla marcatura CE.
Riportiamo dunque le categorie già citate:
• Resistenza meccanica e stabilità (Rms);
• Sicurezza in caso d’incendio (Sci);
• Igiene salute ed ambiente (Isa);
• Sicurezza nell’impiego (Si);
• Protezione dal rumore (Pr);
• Risparmio energetico e ritenzione del calore (Rerc);
151
Capitolo 5
Tabella 5.XXVI: Corrispondenze tra requisiti e categorie.
(Rms)
(Sci)
(Isa)
(Si)
(Pr)
(Rerc)
[CCI]
X
[CCS]
X
[ESN]
X
[CRF]
X
X
X
[CITE]
X
[CITI]
X
[LTS]
X
[IARA]
X
[IT]
[NR]
[RU]
[RF]
[RV]
[RM]
[RMCS]
[TW]
[TA]
[Att]
[Fin]
[RGD]22
[TVA]23
CE
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
La tabella 5.XXVI è rappresentativa delle corrispondenze tra la lista di requisiti
individuati per le chiusure verticali e il sistema di categorie, rappresentativo dei
“requisiti essenziali” individuato dalla Direttiva 89/106. Nell’ultima colonna a
sinistra viene specificato quali siano i requisiti già indagati durante il percorso che
porta alla marcatura CE, e che, tuttavia, sono ulteriormente approfonditi in relazione
al sistema CLIMABLOCK nella sua completezza.
Si procede, dunque, con l’analisi categoria per categoria, requisito per requisito, nel
tentativo di spiegare quali siano le prestazioni richieste e la particolare risposta del
sistema CLIMABLOCK. Laddove possibile si proporranno le indicazioni necessarie
per le indagini di rito e i particolari accorgimenti tecnologici al fine di migliorare o
potenziare il livello prestazionale complessivo offerto dal sistema.
22
Resistenza al gelo-disgelo, caratteristica già valutata nel percorso CE, da verificare sull’intero
sistema.
23
Permeabilità al vapor d’acqua, caratteristica già valutata nel percorso CE, da verificare sull’intero
sistema.
152
5.3 Resistenza meccanica e stabilità (Rms).
Una volta in opera la struttura realizzata con il sistema CLIMABLOCK deve
garantire la stabilità strutturale. Questa proprietà è da ricercare nel comportamento
dell’anima in calcestruzzo.
I muri portanti realizzati con il sistema CLIMABLOCK prevedono il getto di
calcestruzzo all’interno dei casseri in modo da realizzare pareti in calcestruzzo
armato.
Per il dimensionamento si fa riferimento alla seguente normativa italiana:
• Circ. Min. LL.PP. 10.04.1997 n° 65: “Norme tecniche per le costruzioni in
zone sismiche” – Allegato 1: “Indicazioni costruttivo per strutture in
calcestruzzo armato, Pareti”.
• Ordinanza 3274 del 2003: “Norme tecniche per il progetto, la valutazione e
l’adeguamento sismico degli edifici”.
In questi due testi vengono riportati i metodi di calcolo strutturale per le pareti; nel
caso specifico le differenze tra i due non sono molto marcate.
Si definiscono pareti gli elementi portanti verticali quando il rapporto tra la minima e
la massima dimensione della sezione trasversale è inferiore a 0,3.
Si fa riferimento a questi due testi per determinare la quantità di armatura necessaria
al fine di rispettare i limiti di legge.
Le armature, sia orizzontali che verticali, devono essere disposte su entrambe le
facce della prete, e devono essere collegate con legature in ragione di almeno sei
ogni metro quadro. Questo compito è affidato alle staffe in polipropilene che, oltre
alla funzione di distanziatori tra i pannelli paralleli in EPS, svolgono anche la
funzione di alloggio e quindi collegamento delle armature sia verticali che
orizzontali.
Il passo tra le barre non deve essere maggiore di 30 cm.
Il diametro deve essere non maggiore di un decimo dello spessore della parete.
Il rapporto geometrico ρ dell’armatura totale verticale deve essere compreso tra i
limiti:
0,25% ≤ ρ ≤ 4%
qualora il rapporto tra altezza e lunghezza della parete non sia maggiore di 4,
altrimenti:
1% ≤ ρ ≤ 4%
Uguali condizioni vanno rispettate per l’armatura orizzontale.
Un elemento sfavorevole per la struttura realizzata con il sistema CLIMABLOCK è
che nell’ultima normativa antisismica si individua come caratteristica fondamentale a
garanzia di ottimo comportamento in caso di sisma la duttilità, proprietà che
sicuramente non è riscontrabile in una struttura pesantemente monolitica come quella
proposta dal sistema in oggetto.
Necessariamente da testare a trazione sono le staffe in polipropilene, che, in fase di
getto, devono resistere alla spinta laterale del calcestruzzo. Una valutazione
dell’effettiva efficienza di questi elementi in tal senso è necessaria perché è
sicuramente la sollecitazione più gravosa cui devono resistere.
153
Capitolo 5
Proprio per questo motivo sono state proposte due diverse tipologie di staffa, una
rigida ed un’altra snodabile, che permette di chiudere il modulo in fase di
imballaggio. Quest’ultima soluzione ha però evidenziato delle criticità proprio in
corrispondenza delle giunzioni snodabili per cui è stata temporaneamente
abbandonata, nel tentativo di ricercare una configurazione con caratteristiche che
garantiscano una maggiore resistenza e che non presenti debolezze in tal senso.
Di seguito viene riportata la documentazione fotografica della prova eseguita in
fabbrica sull’intero pannello con la staffa snodabile.
Foto 5.1: Fasi e strumenti della prova.
La soluzione rigida è sicuramente garanzia di un comportamento più efficace in
relazione allo sforzo di trazione che in fase di getto l’elemento deve sopportare a
scapito, però, della praticità.
Sono tuttora in fase di perfezionamento i nuovi elementi.
Sempre riguardo alla stabilità si è proposta una prova denominata “Prova di
estrazione elementi di fissaggio (viti)”. Tale prova si è resa necessaria dato che una
soluzione adottata per rifinire internamente il muro realizzato con il Sistema
CLIMABLOCK® prevede l’utilizzo di una controparete in cartongesso.
Per questo motivo è stato contattato, da parte della ditta produttrice un Centro di
Controllo Materiali Edili con lo scopo di verificare la resistenza ad estrazione delle
viti utilizzate in edilizia per il fissaggio del cartongesso al muro realizzato con il
sistema CLIMABLOCK®.
154
I dati che seguono sono tratti dalla relazione del Centro di Controllo supportata da
una serie di immagini riguardanti le prove effettuate.
Prova di estrazione viti inserite su staffa
Data della prova:
26.09.2005
Foto 5.1: Preparazione della prova.
Attrezzatura impiegata:
• Martinetto idraulico Marca RARIPRESS Mod. RN8 L05 – 955390 da 0-700
bar; 1 bar corrisponde a una forza di daN 17,1;
• Pompa idraulica manuale Marca RARIPRESS tipo RL8 L05 – U4/7;
• Manometro digitale Marca AEP Mod. DMM –W13688 da 0-700 bar, ris. 0,1
bar;
• Taratura SIT in data 01.06.2003 – verifica taratura in data 01.06.2005
• Attrezzi vari per aggancio viti.
155
Capitolo 5
Foto 5.2: Attrezzatura utilizzata per la prova.
Descrizione della prova
Si sono effettuate n° 5 prove di sfilamento viti (tipo cartongesso a passo rapido
3,9x2,5), già inserite dal Committente su diverse staffe (PRG00204) di materiale
termoplastico facenti parte dello stesso pannello. La prova consiste nella
determinazione del valore massimo della forza che si manifesta in corrispondenza
dell’inizio dello sfilamento.
La forza viene applicata alla testa della vite mediante un collegamento, con barra ed
accessorio di aggancio, al martinetto idraulico cavo azionato da una pompa manuale.
Dopo aver raggiunto il valore massimo allo sfilamento all’aumentare delle
deformazioni (sfilamento) la forza applicata decresce fino ad annullarsi.
156
Foto 5.4: Esecuzione della prova.
Tabella XII: Risultati di prova.
Viti
1
2
3
4
5
bar
8.8
7.7
5.0
8.4
7.2
daN
150
132
85
144
123
5.3.1 Resistenza agli urti [RU].
Il sistema delle chiusure verticali deve essere in grado di contrastare le sollecitazioni
derivanti da urti che possono prodursi nel corso dell’uso:
• devono resistere agli urti sulla faccia esterna (UNI EN 9269);
• devono inoltre mantenere la loro integrità strutturale nel tempo (UNI EN
7172).
Le tipologie di prova per valutare la resistenza agli urti degli strati superficiali sono
di seguito elencate:
157
Capitolo 5
Tabella 5.XXVII: Accertamenti per la valutazione della resistenza agli urti degli strati superficiali.
Tipo di prova
Urto con corpo duro
Urto con corpo
molle di grandi
dimensioni
Urto con corpo
molle di piccole
dimensioni
Massa del corpo
[kg]
0,5
Energia d’urto
applicata [J]
3
50
300
60
3
10
30
Note
Non necessario, per
la faccia esterna,
oltre il piano terra
Sup. est. p. terra
Sup. est. p.
superiori
Sup. interna
L’EPS, sottoposto ad urto, per le sue caratteristiche elastiche, è in grado di decelerare
gradualmente la massa urtante, restituendo soltanto una frazione dell'energia d'urto.
Tale comportamento spiega perché l’EPS è oggi uno dei materiali più impiegati per
l'imballaggio; questa caratteristica non è tuttavia generalmente interessante nelle
applicazioni edilizie.
Si può comunque rilevare che l’EPS costituisce, anche da questo punto di vista, il
miglior supporto per l'intonaco armato, con il quale forma l'isolamento dall'esterno
chiamato comunemente “a cappotto”: per la sua tenacità esso si deforma sotto l'urto
in modo elasto-plastico, senza sbriciolarsi e continuando quindi la sua funzione di
supporto anche dopo l'urto; la caratterizzazione di questo comportamento dipende
tuttavia dalla struttura dell'intero sistema isolante-intonaco armato ed è definito dalla
normativa in proposito.
Gli strati portanti in conseguenza degli urti non devono perdere la propria
funzionalità, così pure i vincoli e le giunzioni fra questi e il sistema strutturale.
Chiusure verticali opache: resistenza ad energia massima di impatto da corpo molle
(massa di 50 kg) pari a 900 Joule (750 Joule al piano terra); da corpo duro (massa di
1 kg) 6 Joule.
Partizioni interne verticali: resistenza ad energia massima di impatto da corpo molle
(massa di 50 kg) pari a 150 Joule su entrambe le facce; da corpo duro (massa di 1 kg)
2 Joule.
5.3.2 Resistenza al vento [RV].
Le strutture di elevazione devono essere idonee a resistere all’azione del vento in
modo da assicurare durata e funzionalità nel tempo senza pregiudicare la sicurezza
degli utenti.
L’azione del vento da considerare è quella prevista dal D.M. 12.2.1982, dalla C.M.
24.5.1982 n°22631 e dalla norma CNR B.U. 117 (che dividono convenzionalmente il
territorio italiano in quattro zone), tenendo conto dell’altezza dell’edificio e della sua
forma.
158
Tabella 5.XXVIII: Classi di resistenza individuate per il comportamento sotto l’azione del vento.
Classe
V1
V1a
V2
V2a
V3
P1 [Pa]
500
750
1000
1250
1750
P2 [Pa]
400
600
800
1000
1400
P3 [Pa]
900
1350
1800
2250
3150
A seconda della zona di vento, dell’esposizione e dell’altezza dell’edificio, rimane
individuato il livello prestazionale da richiedere alla struttura.
Nel sistema CLIMABLOCK la sollecitazione imposta dal vento sarà completamente
contrastata dalla rigidezze del nucleo di calcestruzzo. Viene comunque tenuto conto
in fase progettuale del carico ulteriore portato dall’azione del vento e dimensionata la
parete di conseguenza.
5.3.3 Resistenza meccanica [RM] e resistenza meccanica ai carichi sospesi
[RMCS].
Nel sistema di chiusura perimetrale, la resistenza meccanica è senza dubbio uno dei
requisiti più importanti: essa dipende dai carichi di esercizio (il peso proprio degli
elementi resistenti), dai sovraccarichi permanenti (il peso del sistema di
rivestimento), dai sovraccarichi accidentali (il vento, il cedimento degli appoggi, la
deformazione dell’eventuale struttura di supporto).
Certamente la resistenza meccanica è caratteristica peculiare della struttura portante
dell’edificio e dunque dell’anima di calcestruzzo. L’EPS, in questo senso, non da
alcun contributo, se non quello di proteggere l’anima resistente.
Nella valutazione della resistenza meccanica ai carichi sospesi si deve garantire la
stabilità e il non deterioramento della struttura sotto l’azione di carichi sospesi che
producono:
• carico eccentrico di 5 N applicato a 30 cm dalla parete;
• sforzi di strappo ortogonali, fino a 100 N;
• sforzi verticali di flessione del sistema di fissaggio fino a 400 N.
Il tutto è riportato nella normativa di riferimento che è la UNI EN 8326 "Prove di
resistenza ai carichi sospesi".
5.4 Sicurezza in caso d’incendio.
Questo requisito è già affrontato nel corso della Marcatura CE, ma rimane da
specificare quale sia il comportamento della parete nel suo complesso.
Inoltre la specifica indicata nella norma di prodotto per la Marcatura CE non richiede
particolari prestazioni all’elemento, ma prevede solo che venga stabilita, per
l’elemento stesso, la classe di resistenza al fuoco.
Per soddisfare il requisito essenziale "Sicurezza in caso di incendio" la recente
direttiva europea sui materiali da costruzione richiede come primo obiettivo che la
capacità portante dell'edificio possa essere garantita per un periodo di tempo
determinato.
159
Capitolo 5
Questo obiettivo può essere raggiunto con livelli di prestazione dei componenti
strutturali scelti sulla base delle azioni termiche a cui i componenti stessi sono
soggetti.
Non conoscendo a priori lo scenario dell'incendio reale che, tra l'altro, può essere
influenzato dall'adozione di impianti di estinzione o altri sistemi di protezione, il
criterio di valutazione della sollecitazione termica adottato può variare da paese a
paese.
La legislazione italiana basa la sua richiesta di prestazione dei componenti strutturali
sul criterio che la durata dell'incendio sia proporzionale al carico di incendio.
La circolare del M.l. n. 91 del 1961 "Norme di sicurezza per la protezione contro il
fuoco dei fabbricati a struttura in acciaio destinati ad uso civile", classifica i
fabbricati civili in sette classi distinte in base al carico di incendio e richiede per la
struttura, salvo un coefficiente di riduzione che dovrebbe tenere conto delle
condizioni di incendio reale, una resistenza al fuoco espressa in minuti primi pari al
carico di incendio espresso in kg/m2 di legna equivalente.
In termini più semplici, la circ. 91 ipotizza che con una distribuzione di
combustibile equivalente a 60 kg/m2 di legna standard l'incendio duri un'ora.
Se questa ipotesi fosse verificata, la certezza che un edificio non crolli a seguito di
un incendio dovrebbe dipendere soltanto dalla compatibilità tra la resistenza al
fuoco delle strutture ed il carico di incendio.
Le predette strutture dovranno comunque essere realizzate in modo da garantire una
resistenza al fuoco di almeno R 60 (strutture portanti) e REI 60 ( strutture separanti)
per edifici con altezza fino a 24 m; per edifici di altezza superiore deve essere
garantita una resistenza al fuoco almeno di R 90 (strutture portanti) e REI 90
(strutture separanti).
La preoccupazione del legislatore è che, in caso di incendio, tutti gli occupanti
riescano a mettersi in salvo, i vigili del fuoco arrivino tempestivamente per aiutare
gli ultimi occupanti ad uscire, spegnere l’incendio, salvare i beni di maggiore valore
ivi contenuti.
Durante queste operazioni l'edificio non deve crollare e deve essere garantito un
tempo di stabilità per le strutture portanti. tanto più grande quanto queste operazioni
possono risultare complesse per le dimensioni e la configurazione dell'edificio, per
le caratteristiche psichiche e fisiche degli occupanti, per la tempestività di intervento
dei vigili del fuoco, per il modo di propagarsi del fuoco e dei prodotti di
combustione.
Così la durata di prestazione minima è basata sulla durata di queste operazioni e non
sulle sollecitazioni derivanti dall'incendio effettivo.
Quando l'elemento costruttivo è esposto ad un incendio si ha una duplice azione
negativa sulla capacità di resistenza dell'elemento:
• aumenta la sollecitazione esterna per le tensioni aggiuntive determinate dalle
dilatazioni termiche impedite ( quando la trave è iperstatica );
• diminuisce contemporaneamente la capacità di resistenza dei materiali della
trave per effetto della temperatura.
Dopo un certo tempo si raggiunge una condizione limite per cui la resistenza
opposta dall'elemento è inferiore alla sollecitazione impressa e si realizzano le
condizioni di cedimento strutturale.
160
Per evitare questo è necessario chiedere all'elemento costruttivo un idoneo
comportamento al fuoco per cui il collasso, se avviene, deve verificarsi dopo un
congruo periodo di tempo dall'inizio dell'incendio.
Bisogna allora individuare l'azione termica del fuoco, in termini di temperature che
l'elemento raggiunge nel corso dell'incendio e di durata delle sollecitazioni che ne
derivano.
La richiesta di prestazione è quindi riferita ad una determinata azione termica,
derivata da uno scenario di incendi ed espressa come durata della capacità di
resistenza dell'elemento costruttivo all'azione stessa.
Lo scenario di riferimento dovrebbe essere l'incendio reale ed effettivamente ad esso
si farà riferimento quando l'approccio ingegneristico sarà applicabile nella sua
globalità e, quindi, anche nella previsione dell'incendio reale mediante l'analisi
computerizzata.
Per ora lo stato della ricerca non consente di seguire questa procedura ed allora è
necessario riferirsi ad un incendio convenzionale, per il quale, a livello
internazionale, si è convenuto di adottare la curva standard temperatura-tempo ISO
834.
Se è vero che sistemi di protezione antiincendio riducono i valori delle sollecitazioni
termiche rispetto a quelli convenzionali, al contrario, vi possono essere scenari di
incendio per i quali l'azione termica sull'elemento costruttivo è più intensa di quella
che corrisponde alla curva ISO 834; in questo caso la resistenza al fuoco deve essere
determinata con la curva temperatura-tempo più severa.
La grandezza che esprime la domanda di prestazione dell'elemento costruttivo è,
dunque, la sua resistenza al fuoco.
La definizione di resistenza al fuoco secondo la ISO Guide 52 è la seguente:
Capacità di un elemento di conservare, per un determinato periodo di tempo, la
stabilità, la tenuta e l'isolamento termico specificati nella prova standard di
resistenza al fuoco.
La prova standard di resistenza al fuoco consiste nel sottoporre il campione nel
forno ad un processo di riscaldamento che segue la curva standard temperaturatempo.
Il D.M. 30.11.1983, "Termini e definizioni generali e simboli grafici della
prevenzione incendi", dà le seguenti definizioni ufficiali:
1.9. Materiale.
Il componente ( o i componenti variamente associati) che può ( o possono)
partecipare alla combustione in dipendenza della propria natura chimica e della
relativa condizione di messa in opera per l'utilizzazione.
1.11. Resistenza al fuoco.
Attitudine di un elemento da costruzione (componente o struttura) a conservare secondo un programma termico prestabilito e per un tempo determinato in tutto o in
parte: la stabilità ( R ), la tenuta ( E ) e l'isolamento termico (I), così definiti:
• stabilità: attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resistenza
meccanica sotto l'azione del fuoco;
• tenuta: attitudine di un elemento da costruzione a non lasciar passare nè
produrre, se sottoposto all'azione del fuoco su un lato, fiamme, vapori, o gas
caldi sul lato non esposto;
161
Capitolo 5
•
isolamento termico: attitudine dell' elemento da costruzione a ridurre, entro
un dato limite, la trasmissione del calore.
Pertanto:
• con il simbolo REI si identifica un elemento costruttivo che deve
conservare, per un tempo determinato, la stabilità, la tenuta e l'isolamento
termico;
• con il simbolo RE identifica un elemento costruttivo che deve conservare,
per un tempo determinato, la stabilità, la tenuta;
• con il simbolo R si identifica un elemento costruttivo che deve conservare,
per un tempo determinato, la stabilità.
In relazione ai requisiti dimostrati gli elementi strutturati vengono classificati da un
numero che esprime i minuti primi.
Per la classificazione degli elementi non portanti il criterio R è automaticamente
soddisfatto quando siano soddisfatti i criteri E ed I.
I tre requisiti REI devono essere garantiti per un tempo, corrispondente alla
prestazione richiesta, che viene rilevato sperimentalmente mediante prove al forno
su elementi costruttivi nella loro interezza e non suoi singoli componenti, sottoposti
alle sollecitazioni previste per le condizioni di esercizio.
Non sempre le prestazioni richieste si riferiscono a tutti e tre i requisiti; per elementi
portanti senza funzione di separazione (travi, pilastri) la prestazione richiesta si
riferisce solo alla R, per elementi portanti con funzione di separazione (pareti in
muratura, solai) ci si riferisce generalmente a tutti e tre i requisiti, per elementi di
separazione non portanti (porte, serrande) ci si riferisce soltanto ai requisiti E, I.
Quando, come nella presente trattazione, il problema è limitato alla capacità
portante dell'opera, primo obiettivo da considerare per il raggiungimento del
requisito essenziale "Sicurezza in caso di incendio", la domanda di prestazione si
riferisce solo al parametro R e consiste nel verificare che le sollecitazioni
meccaniche sugli elementi dovute ai carichi normali di esercizio, nonché gli stati di
tensione aggiuntivi, quando si tratta di strutture iperstatiche, dovuti alle
deformazioni termiche impedite sotto l'azione dell'incendio, non diminuiscono la
"capacità resistente" delle strutture portanti nei limiti di tempo richiesti.
Esistono due modi per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruitivi: il
metodo sperimentale delle prove al forno e il metodo analitico.
Metodo sperimentale
Il modo più comune per valutare la resistenza al fuoco degli elementi strutturali è la
prova al forno. Vi sono due tipi di forni: i forni orizzontali per prove di travi, solai,
paratie, e forni verticali per murature, porte ecc.
Come abbiamo già detto in quasi tutti i paesi europei il metodo usato è il metodo
ISO 834 che prescrive un impatto termico per il campione secondo una curva
temperatura tempo definita.
L'andamento della temperatura viene controllato da piccole termocoppie poste
vicino al campione.
Naturalmente questo metodo consente la prova su campioni di dimensioni modeste,
limitate alla capacità del forni di prova e per le strutture di dimensioni. maggiori è
necessario stabilire dei rapporti di similitudine attraverso sperimentazioni di forme
uguali e dimensioni diverse.
162
Un inconveniente del metodo sperimentale per la misura della resistenza al fuoco è
la mancanza di uno standard di riferimento. I vari laboratori di prova dispongono di
forni diversi per forma e dimensioni e possono dare risposte diverse.
Vi sono tanti motivi per cui uno stesso campione, misurato in forni diversi, può dare
risultati differenziati, anche se nei forni stessi è stata registrata una uguale curva
standard temperatura tempo.
La causa più importante della disuniformità di risposta è il diverso impatto termico
che le termocoppie di misura hanno rispetto al campione.
L'aumento di temperatura di un corpo nel forno è in parte dovuto all'irraggiamento
termico e in parte ai moti convettivi.
Le termocoppie sono molto più sensibili ai moti convettivi di quanto non lo sia il
campione il cui riscaldamento è dovuto principalmente all'irraggiamento termico.
Per questa ragione il riscaldamento subito dal campione può risultare diverso da
quello programmato e questa diversità di comportamento a sua volta varia da forno
a forno.
é in atto una ricerca a livello comunitario coordinata dal Swedish National Testing
and Research Institute, per la definizione di un sistema di calibrazione dei forni con
l'impiego di termometri piatti poco sensibili al calore convettivo.
In Italia , la curva standard temperatura tempo adottata è quella riportata nella
Circolare 91 del Ministero dell'Interno del 1961, molto simile alla curva ISO 834 e
ampiamente contenuta nei limiti di tolleranza di quest'ultima.
Fino ad oggi la resistenza al fuoco di un elemento strutturale poteva essere valutata
solo in forma sperimentale:
• DIRETTA, ovvero mediante la prova al forno prevista dalla circ. 91/61
• INDIRETTA, ovvero per confronto con i dati, sempre di origine
sperimentale, contenuti nelle tabelle allegate alla stessa circ. 91/61.
Dagli anni '60 ad oggi la tipologia edilizia ha subito, però, una notevole evoluzione
per esempio nel settore della prefabbricazione e in quello delle strutture
precompresse.
Di qui l'urgenza, sempre più pressante di superare i limiti intrinseci del metodo
sperimentale di determinazione della resistenza al fuoco:
• limitato numero di prove effettuabili in tempi ragionevoli;
• limitate dimensioni degli elementi probabili al forno;
• risultati di prova non estrapolabili ad elementi con diverse dimensioni;
• diverse condizioni di vincolo;
• diversa disposizione delle armature interne;
• diversi spessori di protezione;
• costi elevati delle prove.
In tale contesto l'UNI, in accordo con il Comitato Centrale Tecnico Scientifico di
Prevenzione Incendi del Ministero dell'Interno ha ravvisato l'opportunità e l'utilità di
studiare specifiche norme che, in alternativa al metodo sperimentale, permettessero
la valutazione analitica della resistenza al fuoco degli elementi strutturali in
conglomerato cementizio armato, normale e precompresso, acciaio e legno.
Con questo obiettivo, elaborate da una apposita commissione mista UNI - VV.F.
sono nate le norme UNI 9502-UNI 9503-UNI 9504.
163
Capitolo 5
Metodo analitico
Una prima applicazione dei metodi dell'ingegneria nella sicurezza antincendi è la
valutazione analitica dei requisiti di stabilità R e di isolamento I degli elementi
strutturali in sostituzione delle prove al forno. La valutazione analitica del requisito
R viene effettuata con l'impiego di modelli matematici che simulano il processo di
riscaldamento dell'elemento strutturale nel forno nonché i processi di deformazione
e di combustione considerando eventualmente anche le tensioni indotte dalle
deformazioni termiche impedite e il danneggiamento del materiali costitutivi che ne
consegue. Proposte di procedimenti analitici per valutare la resistenza al fuoco degli
elementi costruttivi sono riportate nelle norme UNI-CNVT 9502, 9503, 9504,
rispettivamente per strutture in cemento armato, in acciaio ed in legno.
Questi procedimenti analitici sono solo sistemi alternativi al metodo sperimentale
applicabili a elementi costruiti (muri, pilastri, travi, solai, coperture) e non possono
essere utilizzati per la verifica dei sistemi strutturali soggetti ad incendio.
Le procedure indicate dalle norme UNI-CNVT si riferiscono soltanto ad un
elemento costruttivo sottoposto ad una sollecitazione termica standard ed il valore di
resistenza al fuoco ottenuto esprime il risultato che si dovrebbe avere con la prova
standard al forno.
I metodi analitici costituiscono comunque una base per procedure ingegneristiche
delle valutazione della resistenza al fuoco dell'intero edificio basata su scenari di
incendio in cui l'andamento crescente della curva temperatura tempo è più realistico
e tenga anche conto dell'andamento decrescente della stessa curva.
Essi presentano rispetto alle prove al forno i seguenti vantaggi:
• non richiedono limiti per le dimensioni del campione;
• possono dare risultati indicativi del comportamento di tutta la struttura.
Quando si passa dal componente strutturale all'intero edificio, per conferire alla
struttura principale di esso la resistenza al fuoco dei singoli elementi, bisognerebbe
tener conto nella valutazione di questi ultimi delle azioni indirette causate dalla
dilatazione termica, dalla deformazione e/o dal cedimento degli elementi strutturali.
Queste sollecitazioni integrative non possono essere messe in evidenza dalle prove
al forno su campioni isostatici sia pure sottoposti a regimi tensionali corrispondenti
a quelli di esercizio, ma possono essere valutate nelle procedure di calcolo.
5.4.1 Resistenza al fuoco [RF] e controllo della reazione al fuoco [CRF].
Nella parete CLIMABLOCK il punto più debole dal punto di vista della sicurezza in
caso di incendio è sicuramente il pannello in polistirene; L'EPS, quale composto di
carbonio e idrogeno, è di sua natura un materiale combustibile. Esso inizia la sua
decomposizione a circa 230-260°C, con emissione di vapori infiammabili, ma
soltanto a 450-500°C si ha una accensione.
La successiva propagazione della fiamma avviene spontaneamente nell'EPS normale,
se vi è sufficiente apporto di ossigeno, mentre nell'EPS a migliorato comportamento
al fuoco (EPS/RF), ottenuto con opportuni additivi, la propagazione cessa al venir
meno della causa di innesco. Le normative distinguono il comportamento in
proposito dei materiali combustibili con una opportuna classificazione. Il PSE
normale si colloca generalmente all'ultimo gradino (Classe 5 secondo il D.M. 26-684 italiano) e il PSE/RF al primo (Classe 1). Si riportano alcune considerazioni
generali sul comportamento al fuoco dell'EPS che possono utilmente servire per una
valutazione del rischio di impiego.
164
•
L'EPS richiede una certa energia per la sua accensione; una scintilla o una
sigaretta accesa non sono sufficienti.
• Il contributo dell'EPS in termini di bilancio energetico di un incendio, è
modesto, in relazione alla sua bassa massa volumica: 1 dm cubo di EPS da 15
Kg/m3 ha un potere calorifico di 590 J contro 9200 J dello stesso volume di
legno di abete.
• L'EPS si trova generalmente protetto da altri materiali e non ha immediata
disponibilità dell'aria necessaria alla sua combustione (circa 130 volte il suo
volume).
• La combustione può sviluppare, come gas tossici, essenzialmente ossido di
carbonio, non diversamente dai materiali lignei presenti nella costruzione o
nell'arredamento ma in proporzione molto più ridotta.
• La combustione dell'EPS non produce diossina che quindi non si ritrova nei
fumi prodotti durante un incendio. Le sostanze emesse dalla combustione
dell'EPS (Polistirolo Espanso Sinterizzato)
Comportamento dell'EPS:
• Temperatura di decomposizione 300-400° C primi segni di cedimento
• Temperatura di innesco della fiamma 360-370° C (DIN 54836) 345-360° C
(ASTM D1929)
• Temperatura di auto accensione 450-500° C 490° C (ASTM D1929)
• Temperatura di autoaccensione dello stirene 490° C
L'EPS è un idrocarburo composto da idrogeno e carbonio. La versione
autoestinguente contiene un additivo che permette di ottenere un materiale a ritardata
propagazione di fiamma.
Con una fiamma a temperatura crescente l'EPS inizia a collassare ed in seguito a
sciogliersi, quindi a bruciare.
In caso di incendio i prodotti della combustione dipenderanno, ovviamente, dal
livello di temperatura presente.
Quando il polistirene brucia con una fiamma stabile e un buon supporto di ossigeno, i
principali prodotti della combustione sono diossido di carbonio, monossido di
carbonio, acqua e particelle.
Durante un incendio è la presenza del monossido di carbonio ed il relativo
esaurimento dell'ossigeno che, solitamente, rende più pericoloso l'ambiente.
Se la fiamma non è ben stabilizzata si avrà una minore combustione che genera del
"fumo bianco". Ciò è dovuto alla formazione di goccioline per la condensa di
prodotti non completamente bruciati.
Di maggiore interesse, più che l'esatta composizione dei prodotti di combustione da
EPS, è la tossicità dei gas prodotti. Studi eseguiti da Hilado et.al ("Toxicity of
pyrolysis gases from natural and synthetic materials", Fire Technology, May 1978,
p.136) e Oettel e Hofmann ("Experiments on toxic hazards with expanded
polystyrene", Fire International, 25 july 1969, p.20) e altri (review Zorgman, TNO
report B-79-504 1979, TNO…..) hanno dimostrato che, paragonati ai soliti materiali
da costruzione (sughero, cotone, lana, compensato, etc.), in caso di incendio l'EPS
presenta dei rischi di tossicità minori (basati su test animali) su basi volumetriche.
Poca differenza sulla tossicità è stata riscontrata fra i prodotti da combustione di
materiali in EPS normale ed autoestinguente.
165
Capitolo 5
Non essendo dunque un materiale che garantisce un ottimo comportamento in case
d’incendio è opportuno procedere a tutte le verifiche del caso, nel tentativo di
individuare quali siano le soluzioni tecnologiche che permettano di potenziare la
capacità di resistenza al fuoco, non tanto a livello di pannello in EPS quanto a livelo
più generale di parete completa in esercizio.
Una prima soluzione è data dall’adozione di materiali trattaci chimicamente,
additivati con opportune sostanze, che garantiscano un’ottima reazione al fuoco,
anche perché i pannelli, così come sono disposti nella parete fungono da protezione
all’anima di calcestruzzo, ovvero l’elemento strutturale che garantisce la stabilità del
costruito. Se la protezione del pannello venisse meno, il calcestruzzo sarebbe
soggetto all’attacco del fuoco con il conseguente rischio di perdita di stabilità.
Un altro fatto da tenere in considerazione è che le armature interne al blocco
monolitico in CLS sono indirettamente a contatto con la superficie del pannello
tramite le staffe distanziatici. Queste, qualora venissero attaccate dal fuco devono,
devono garantire che non trasportino la fiamma all’interno o che non raggiungano
temperature talmente elevate da andare a compromettere la stabilità dell’acciaio
all’interno della parete.
Un secondo metodo per potenziare questo punto debole della parete CLIMABLOCK
è quello di prevedere delle finiture che abbiano sì funzione estetica ma che
garantiscano, al contempo, il più possibile un certo livello di protezione nel caso di
incendio. È dunque possibile realizzare delle controparti, sia interne che esterne, che,
in virtù dei materiali usati, scongiurino l’attacco delle fiamme al nucleo strutturale
della parete.
Una volta ottenuta una parete che nel suo complesso mi garantisce dei valori di
resistenza e reazione al fuoco soddisfacenti sarà possibile realizzare delle strutture in
piena sicurezza e senza punti deboli.
5.5 Igiene, salute e ambiente.
Le problematiche legate alla purezza dell’aria assumono sempre più peso
considerevole nel controllo della qualità dell’aria degli spazi residenziali. Ciò é
dovuto all’aumento della presenza di elementi inquinanti, sia all’interno degli
alloggi, sia nell’ambiente esterno.
I problemi si sono aggravati negli ultimi anni in connessione alla tendenza a ridurre il
ricambio d’aria degli ambienti per conseguire un risparmio di energia; poiché ciò é
stato tentato per lo più semplicemente sopprimendo o riducendo i passaggi dell’aria
fra interno ed esterno (tenute dei serramenti, camini), senza controllare
effettivamente il fenomeno (con ventilazione meccanica, scambiatori di calore,
percorsi obbligati dell’aria, ecc.), ne é conseguita una maggior concentrazione degli
elementi inquinanti negli ambienti, in primo luogo umidità, ma anche prodotti
dell’attività e del metabolismo ed emanazione dei materiali costituenti l’edificio o in
esso contenuti.
Fra questi ultimi é comprensibile che l’attenzione si sia concentrata sui materiali più
recenti, trascurando quelli con i quali l’umanità, bene o male, convive da migliaia di
anni.
In effetti i materiali recenti hanno fornito più di un motivo di preoccupazione per la
salute degli abitanti, ma l’informazione in proposito ha spesso provocato confusione
nell’opinione pubblica, per lo più attribuendo a tutti i materiali di una certa categoria
merceologica (p.es. gli espansi plastici) caratteristiche proprie soltanto di qualcuno di
166
essi. Il Polistirene Espanso Sinterizzato non é sfuggito a questa sorte e poichè le
accuse rivoltegli sono fondamentalmente immeritate, é opportuno cercare di fare
chiarezza, così che questo materiale, così conveniente ed efficiente, possa essere
impiegato con completa fiducia.
5.5.1 Comportamento biologico dell’EPS.
Nel Sistema CLIMABLOCK sono i pannelli in EPS a contatto con l’ambiente
esterno; a loro, dunque, è maggiormente affidato il compito di soddisfare questo
requisito e di proteggere il nucleo in c.a. che, come abbiamo visto, svolge tutti i
compiti strutturali.
L’EPS non costituisce nutrimento per alcun essere vivente, microrganismi compresi,
quindi non marcisce o ammuffisce. Al più, se molto sporco, in certe condizioni,
microrganismi si possono insediare nella sporcizia e l’EPS agisce semplicemente da
supporto e non prende parte ai processi biologici. Anche i batteri del suolo non
attaccano l’EPS . L’EPS , come altri materiali di scarsa durezza, può essere roso da
piccoli animali e insetti, che ne sfruttano la buona coibenza termica per farvi il nido.
Ciò può accadere in particolare in applicazioni agricole (stalle, sili). Si può ovviare
con opportune disinfestazioni (tenendo presente la sensibilità dell’EPS ai solventi) o
meglio impedendo l’accesso ai roditori con reti inossidabili e agli insetti con intonaci
di rivestimento.
Per la sua stabilità chimica e biologica l’EPS non costituisce un pericolo per l’igiene
ambientale e per le falde acquifere. Non vi sono controindicazioni al deposito nelle
discariche e alla combustione nei forni di incenerimento. L’EPS in opera nella
coibentazione edilizia non presenta alcun fattore di pericolo per la salute; si tenga
presente in proposito che il Polistirene compatto e l’EPS come materiale da
imballaggio sono ammessi dalla legislazione come materiali che possono venire a
contatto con le sostanze alimentari. Anche il maneggio e le eventuali lavorazioni
meccaniche connesse con la messa in opera dell’EPS sono assolutamente innocui e
in particolare non vi é pericolo di inalazione di particelle o di manifestazioni
allergiche. Anche le tracce di espandente e di stirolo monomero non polimerizzato
che possono essere presenti nell’EPS di recente produzione si disperdono
rapidamente e, anche in locali chiusi, non sono più rilevabili a distanza di qualche
mese dalla produzione, che é un tempo che comunque decorre fra la produzione
dell’EPS e l’occupazione di un edificio.
5.5.2 Caratteristiche elettriche.
Le caratteristiche elettriche dell’EPS si avvicinano a quelle dell’aria, che costituisce
la maggior parte del suo volume (costante dielettrica E = 1,04). La quasi completa
assenza di gruppi polari é evidenziata dal bassissimo angolo di perdita.
Per queste caratteristiche, di scarsa importanza per le applicazioni edilizie in
generale, l’EPS aveva suscitato interesse al suo apparire come materiale isolante per
alte frequenze.
Per quanto riguarda il resto del Sistema CLIMABLOCK dobbiamo fare attenzione
alle parti metalliche che lo compongono, specificatamente alle armature.
Le parti metalliche delle strutture di fondazione, elevazione e contenimento (ferri del
cemento armato, pilastri, travi portanti, etc.) devono essere connesse elettricamente
tra di loro e collegate con l’impianto di terra dell’edificio secondo le modalità di
167
Capitolo 5
progetto e le prescrizioni delle norme CEI in modo che tutte le parti metalliche da
proteggere si trovino praticamente allo stesso potenziale elettrico del terreno.
5.5.3 Rilascio di sostanze pericolose [RSP].
Da questo punto di vista l’osservato principale di tutto il Sistema è sicuramente
l’EPS.
Le problematiche legate alla purezza dell’aria assumono sempre più peso
considerevole nel controllo della qualità dell’aria degli spazi residenziali. Ciò è
dovuto all’aumento della presenza di elementi inquinanti, sia all’interno degli
alloggi, sia nell’ambito esterno.
I problemi si sono aggravati negli ultimi anni in connessione alla tendenza a ridurre il
ricambio d’aria degli ambienti per conseguire un risparmio di energia; poichè ciò è
stato tentato per lo più semplicemente sopprimendo o riducendo i passaggi dell’aria
fra interno ed esterno (tenute dei serramenti, camini), senza controllare
effettivamente il fenomeno (con ventilazione meccanica, scambiatori di calore,
percorsi obbligati dell’aria, ecc.) ne è conseguita una maggior concentrazione degli
elementi inquinanti negli ambienti, in primo luogo umidità, ma anche prodotti
dell’attività e del metabolismo ed emanazioni dei materiali costituenti l’edificio o in
esso contenuti.
Fra questi ultimi è comprensibile che l’attenzione si sia concentrata sui materiali più
recenti, trascurando quelli con i quali l’umanità, bene o male, convive da migliaia di
anni.
In effetti i materiali recenti hanno fornito più di un motivo di preoccupazione per la
salute degli abitanti, ma l’informazione in proposito ha spesso provocato confusione
nell’opinione pubblica, per lo più attribuendo a tutti i materiali di una certa categoria
merceologica (p.es. gli espansi plastici) caratteristiche proprie soltanto di qualcuno di
essi.
Il Polistirene Espanso Sinterizzato non è sfuggito a questa sorte e poiché le accuse
rivoltegli sono fondamentalmente immeritate, è opportuno cercare di fare chiarezza,
così che questo materiale così conveniente ed efficiente, possa essere impiegato con
completa fiducia. Diversi sono stati gli esperimenti e gli studi volti a indagare la
possibile pericolosità dell’EPS e hanno dimostrato come questo materiale sia del
tutto innocuo per l’uomo in condizioni normali.
In caso di incendio, i gas emessi dall’EPS non sono sostanzialmente diversi da quelli
liberati da altri materiali organici e hanno come componente primario l’anidride
carbonica. Sebbene venga emesso anche monossido di carbonio, numerosi studi
hanno dimostrato che i gas liberati dalla combustione rapida o lenta dell’EPS non
sono più dannosi di quelli prodotti da materiali come il sughero o il legno.
5.5.3 Tenuta all’acqua [TW].
Il requisito in esame è tra quelli già valutati in sede di marcatura CE. Le
caratteristiche del pannello in EPS da sole sono garanzia di un ottimo
comportamento della parete nel suo complesso dal punto di vista della tenuta
all’acqua. Il calcestruzzo non è altrettanto efficiente nel bloccare l’acqua, tuttavia
l’eccellente isolamento offerto dai pannelli mi garantisce la completa efficienza della
parete CLIMABLOCK.
Interessante è invece il requisito che classifica le pareti verticali in rapporto alla
sensibilità all’azione della pioggia battente e del vento.
168
Tabella 5.XXIX: Classi di sensibilità all’azione della pioggia.
Classe di
sensibilità
Sistemi ad
ELEVATA
sensibilità
Sistemi a
MEDIA
sensibilità
Sistemi a
BASSA
sensibilità
Sistemi non
sensibili
Caratteristiche
• Il rivestimento esterno non è impermeabile oppure essendolo tale
caratteristica può essere disattivata da fessurazioni della muratura.
• Non esiste interruzione di capillarità nel suo spessore.
• Esiste un dispositivo di interruzione della capillarità, strati
isolanti non idrofili oppure intercapedini d’aria.
• Esiste un’intercapedine direttamente alle spalle dell’elemento
esterno.
• Alla base dell’intercapedine esiste un dispositivo di raccolta ed
evacuazione dell’acqua eventualmente infiltrata.
• La funzione di tenuta è affidata esclusivamente ad uno strato
impermeabile. Nei casi precedenti l’acqua più o meno penetra
all’interno del sistema di chiusura. Nel presente caso l’acqua non
penetra.
Il sistema CLIMABLOCK per le proprie peculiari caratteristiche si può inserire
nell’ultima classe, precisando che lo strato impermeabile è rappresentato dai pannelli
in EPS.
5.6 Sicurezza nell’impiego.
L’opera deve essere concepita e costruita in modo che la sua utilizzazione non
comporti rischi di incidenti inaccettabili quali scivolate, cadute, collisioni, bruciature,
folgorazioni, ferimenti a seguito di esplosioni.
Limitazione delle temperature superficiali [LTS]
Le finiture del Sistema CLIMABLOCK e la superficie stessa del pannello in EPS
sono realizzate con materiali che, dal punto di vista termico, non portano a delle
temperature elevate a livello superficiale.
Attrezzabilità [Att]
La facilità di posa in opera comprende anche la facilità nell’attrezzare la parete
CLIMABLOCK; la posa degli impianti è molto facilitata, potendo eseguire le
scanalature in maniera molto pulita, economica e facile con attrezzi a lama calda o ad
aria calda, strumenti che sono re-peribili in qualsiasi ferramenta.
Regolarità delle finiture [Fin]
La finiture della parete CLIMABLOCK sono quelle tradizionali e vanno
dall’intonaco direttamente applicato al pannello alla controparte in cartongesso. La
regolarità è dunque garantita dalla corretta esecuzione ed applicazione degli strati di
finitura.
169
Capitolo 5
5.7 Protezione dal rumore.
Il rumore è una delle cause di disturbo più lamentate, fra quante affliggono le
persone, specialmente quelle, e sono ormai la maggioranza, costrette a vivere in gran
numero in spazi (città, edifici) limitati. Il rumore è infatti ormai compreso nella lista
dei fattori di inquinamento ambientale di cui si preoccupa l’opinione pubblica e si
occupano, o si dovrebbero occupare, scienziati, tecnici e politici. L’argomento
peraltro non è facile da trattare, sia nei suoi fondamenti, che sono insieme fisici,
fisiologici e psicologici, sia negli aspetti tecnologici, che attengono, da una parte alla
misurazione del rumore e dall’altra agli accorgimenti per ridurne gli effetti. In
generale, dal punto di vista psicologico, si può affermare che si è portati a percepire
come più sopportabili i rumori connessi con la propria attività, sia di lavoro che di
divertimento, e meno quelli dovuti a cause esterne, in particolare quelli che, per
essere prodotti da fonti vicine e ben individuabili e generalmente discontinue, ci
sembrano quelli che il prossimo, con un po’ di riguardo, potrebbe evitare di produrre.
E’ questo il caso in particolare dei rumori dovuti all’urto di un corpo solido contro
parti della struttura di un edificio, come il calpestio o la caduta di un oggetto su un
pavimento, oppure quelli dovuti all’attrito provocato dallo spostamento di mobili o
altro o alle vibrazioni trasmesse da macchine o impianti a diretto contatto con le
pareti e i solai.
L’EPS è un materiale unico per le caratteristiche presentate: elevata resistenza
meccanica, basso assorbimento d’acqua, isolamento termico ottimale. L’EPS viene
utilizzato in molte situazioni veramente diversificate per finalità e per risultati
ottenuti. Da oltre 30 anni in tutta Europa si distingue per versatilità ed economicità
usato in case monofamiliari, edifici collettivi ad uso abitativo, commerciale ed
industriale. Inoltre presenta caratteristiche tali da essere adottato per ridurre la
rumorosità all’interno dei locali di abitazione nel settore civile e terziario.
Con l'emanazione della Legge quadro 447/1995 in tema di protezione dei cittadini
dall'inquinamento da rumore, il legislatore ha portato nell'impianto della legge una
notevole innovazione che prevede grande impegno in fase di previsione; in
particolare l’attenzione è posta sulla previsione del comportamento delle tecniche
costruttive ai fini del contenimento del rumore trasmesso e ricevuto dalle unità
immobiliari. Questa filosofia operativa trova completamento nell'apposito decreto
che. fìssa i limiti dei requisiti acustici degli edifici: D.P.C.M. "Determinazione dei
requisiti acustici passivi degli edifìci" del 5 dicembre 1997.
La previsione analitica dei requisiti acustici passivi diviene argomento di notevole
interesse per i progettisti che devono appunto optare, in fase di progetto, per
soluzioni che possano, se eseguite e curate con attenzione, rispondere in fase di
collaudo ai limiti fissati dal DPCM citato.
Il decreto infatti fissa le "caratteristiche acustiche" (minime o massime) che gli
edifici, una volta realizzati, devono possedere. I requisiti quindi si intendono riferiti
ai componenti in opera e nel decreto sono differenziati in funzione della destinazione
d'uso dell'edificio.
Le grandezze nomiate sono:
• Indice del potere fonoisolante apparente di partizioni fra unità immobiliari
adiacenti (R'w), il quale definisce la capacità delle partizioni, orizzontali o
verticali, di abbattere il rumore;
170
•
•
Indice dell'isolamento acustico di facciata, normalizzato rispetto al tempo di
riverbero, (D2m,nT,w) il quale descrive la capacità delle facciate di ridurre il
rumore proveniente dall'esterno;
Indice del livello di rumore di calpestio dei solai, normalizzato rispetto
all'assorbimento acustico, (L'n^), il quale descrive la capacità dei solai di
abbattere il rumore di calpestio proveniente dai piani soprastanti.
Sono inoltre fissati i limiti per la rumorosità prodotta dagli impianti tecnologici:
• Livello massimo di pressione sonora (ponderato A, misurato con costante di
tempo slow) degli impianti a funzionamento discontinuo (LASmax);
• Livello equivalente massimo (ponderato A) degli impianti a funzionamento
continuo (LAeq).
Nelle tabelle seguenti sono riportati i valori limite di tali grandezze:
Tabella 5.XXX: Requisiti acustici passivi dei componenti degli edifici e degli impianti tecnologici.
Categorie
(cfr. Tab.
5.XXXI)
D
A, C
E
B, F-, G
Parametri
R'w
D2m,nT,w
L’nw
LASmax
LAeq
55
50
50
50
45
40
48
42
58
63
58
55
35
35
35
35
25
35
25
35
Tabella 5.XXXI: Classificazione degli ambienti lavorativi.
categoria A
categoria B
categoria C
categoria D
categoria E
categoria F
categoria G
edifici adibiti a residenza o assimilabili
edifici adibiti ad uffici e assimilabili
edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili
edifici adibiti ad ospedali, cllniche, case di cura e assimilabili
edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili
edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili
edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili
5.7.3 Normative di riferimento.
Le norme europee che definiscono i metodi per calcolare i requisiti acustici passivi
R'w D2m,nT,w e L'nw sono le UNI EN 12354, "Acustica in edilizia. valutazioni delle
prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti”
• Parte 1 : Isolamento dal rumore per via aerea tra ambienti;
• Parte 2: Isolamento acustico al calpestio tra ambienti;
• Parte 3: Isolamento acustico contro il rumore proveniente dall'esterno per via
aerea.
171
Capitolo 5
Ogni parte della norma propone un modello di calcolo dettagliato e un modello di
calcolo semplificato. I modelli dettagliati, in particolare, sono oggettivamente
complessi e richiedono l'inserimento di parametri di difficile valutazione.
Un ulteriore documento per il calcolo dei requisiti acustici passivi è il Rapporto
tecnico U20001230, “Acustica in edilizia. Guida alle norme sene UNI EN 12354 per
la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. Applicazione alla tipologia
costruttiva nazionale" sviluppato dall’UNI, ente normativo italiano. Tale Rapporto
Tecnico ha lo scopo di adattare le norme Europee alla realtà costruttiva nazionale
proponendo un modello di calcolo di più semplice approccio.
Proprio in virtù del fatto che il sistema CLIMABLOCK può contare sulle prestazioni
dell’EPS, ed essendo quest’ultimo un materiale che dal punto di vista dell’isolamento
acustico si è dimostrato più che efficace, si è pensato di procedere ad uno studio
preliminare al fine di indagare il potere fonoisolante del Sistema.
Lo studio ha preso in esame un complesso residenziale (vedi fig. 20) che si è pensato
di realizzare con il sistema CLIMABLOCK.
Figura 5.3: Complesso Residenziale “Saccudello”. Comune di Sesto al Reghena (PN).
La ditta ha affidato questo studio ad un tecnico del settore e di seguito verranno
presentati i risultati ottenuti.
172
Figura 5.4: Estratto di mappa. Scala 1:2000.
Si è proceduto al dimensionamento e verifica delle partizioni in relazione al
comportamento acustico.
Sono state analizzate le condizioni di isolamento acustico, per il rumore di tipo aereo,
delle pareti poste tra unità immobiliari distinte, e l’isolamento acustico della facciata
dell’edificio, tra le unità immobiliari e l’esterno. Questi indici, che costituiscono due
dei “requisiti acustici passivi degli edifici” di cui al d.p.c.m. 5.12.1997, potranno
essere eventualmente verificati in situ ad opera ultimata, conformemente ai disposti
di tale decreto.
Parete divisoria tra unità immobiliari.
Sono state considerate le partizioni verticali (pareti, poste tra due distinte unità
immobiliari, ubicate allo stesso piano). In particolare, l’attenzione è stata posta sulla
parete divisoria tra gli alloggi posti al piano terra, come da elaborato grafico.
173
Capitolo 5
Figura 5.5: Pianta delle due unità immobiliari adiacenti. La parete evidenziata è l’oggetto dello studio.
Le pareti divisorie si sono ipotizzate realizzate in getto di c.a., utilizzando il sistema
CLIMABLOCK. Entrambi i lati della parete prevedono un rivestimento in lastra di
cartongesso tinteggiata.
Infine, le murature divisorie sono state appoggiate, ovviamente in fase progettuale,
per tutto il loro spessore su di una striscia di materiale elastico ma a cedevolezza
contenuta anche per carichi applicati di cospicua entità, costituito ad esempio da
gomma riciclata.
Figura 5.6: Sezione della parete.
174
La simulazione previsionale è stata eseguita con il software Bastian 2.0.
Per tener conto della disomogeneità delle murature in c.a., causate dagli elementi di
collegamento delle due facce del cassero a perdere in EPS, si è attribuita alla parete
una diminuzione di massa pari al 10% circa. Pertanto, nella simulazione si è
considerata una densità delle murature in calcestruzzo pari a 2200 kg/m3, e uno
spessore di 15 cm.
Tenuto conto anche della tipologia costruttiva e delle dimensioni della parete
divisoria, delle pareti laterali e dei solai, R’w è risultato apri a 54,3 dB nel caso delle
due pareti accostate, e pari a 52,3 dB nel caso della parete singola. Si sottolinea come
anche in quest’ultimo caso i requisiti di legge (R’w>50 dB) vengano nettamente
soddisfatti. La tipologia delle due pareti accostate può quindi essere abbandonata.
Parete esterna di tamponamento
Per la determinazione dell’indice dell’isolamento acustico standardizzato di facciata,
D2m,nT,w, si è considerata la parete di tamponamento che si ottiene con il Sistema
Modulare CLIMABLOCK già visto per le pareti divisorie interne. Un lato della
parete prevede il rivestimento con lastra in cartongesso tinteggiata, mentre sul lato
esterno si è scelta una doppia rasatura con rete in fibra di vetro tessile e di
rivestimento acrilico antialga.
Tenuto conto della presenza in facciata di una finestra di medie caratteristiche
fonoisolante, la simulazione, eseguita con Bastian 2.0 e riferita alla camera da letto
indicata nel disegno, indica un valore di D2m,nT,w pari a 45,1 dB, contro un minimo
di legge di 40 dB per gli edifici residenziali.
Figura 5.7: Sezione della parete di tamponamento esterna.
175
Capitolo 5
Figura 5.8: Pianta dell’unità familiare. In evidenza la parete oggetto di studio.
Risulta dunque verificata la rispondenza del Sistema CLIMABLOCK alle aspettative
prestazionali dal punto di vista del fonoisolamento, soprattutto tenendo conto della
piena rispondenza delle disposizioni normative.
5.8 Risparmio energetico e ritenzione del calore.
5.8.1 Certificazione energetica.
A partire dalla "Carta delle città europee per un modello urbano sostenibile"
(Aalborg, 1994), l'impegno per la realizzazione di edifici e insediamenti rispondenti
ai criteri del costruire sostenibile è divenuto un obiettivo concreto per un numero
crescente di amministrazioni comunali. Le esperienze pilota sviluppate e le azioni
della Commissione Europea stanno delineando un futuro in cui il rispetto di codici
per il risparmio energetico e la compatibilità ambientale saranno obbligatori per
l'edilizia abitativa, non contemplando più finanziamenti pubblici per l'adeguamento a
tali prescrizioni, essendo la fase sperimentale ormai superata. Esse influenzeranno in
modo significativo la presenza e la competizione sul mercato degli operatori
dell'edilizia, nel quadro di una generale diffusione di procedure di certificazione della
qualità del prodotto casa. Va rilevato che il concetto di sostenibilità è ampio, e continuamente soggetto a modifiche, anche di non poco conto. L'elemento caratteristico
della situazione italiana è dato proprio dal proliferare sul territorio di numerosissime
iniziative, tutte lodevoli, ma non ugualmente significative. Anche la produzione di
criteri di indirizzo da parte delle Regioni più sensibili non appare oggi sufficiente per
delineare indirizzi sufficientemente chiari in proposito.
Definire sostenibile o bioecologico un edificio è oggi compito insieme assai facile e
assai difficile, poiché non vi sono criteri sicuri ne condivisi, almeno a livello nazione. E' in questo contesto che si cala la tematica emergente della certificazione
176
energetica; si tratta di un appuntamento ineludibile, veicolata dalla direttiva europea
2002/91, che introdurrà obblighi precisi per gli edifici ma soprattutto innalzerà
obbligatoriamente le prestazioni energetiche degli edifici.
La certificazione energetica appare oggi, assai più dei criteri bioecologici, come il
principale strumento con cui le Regioni attueranno i loro Piani Energetici Regionali,
in attuazione del protocollo di Kyoto.
Nonostante i lunghi tentennamenti del governo di centro-destra, la revisione
generale della Legge 10/1991 è ormai alle porte. Risparmiare energia è ormai una
questione vitale per l'economia nazionale e il bilancio delle singole famiglie; di
conseguenza vi è il bisogno di uno "scalino" non inferiore a quello segnato dal
passaggio della Legge 373/1976 alla Legge 10/1991. Allora si passò dalla
"semievasione" ad una vera e propria sperimentazione che portò ad elementi
innovativi innestati sull'involucro edilizio tradizionale: fasciatura dei ponti termici,
doppi vetri, caldaie ad alto rendimento, termovalvole, ecc…
Oggi ci aspettano prestazioni decisamente più elevate rispetto a quelle a cui siamo
abituati: il recentissimo D.M. 27.07.05, pubblicato ai primi di agosto sulla Gazzetta
Ufficiale, propone una revisione non marginale delle prestazioni finora obbligatorie,
ed introduce obblighi nuovi, ad esempio il controllo delle prestazioni dell'involucro
edilizio per contenere i consumi da condizionamento nei mesi estivi.
E' troppo presto per valutare appieno il nuovo decreto, ma sicuramente esso eleverà
le prestazioni degli edifici, riprendendo ed anticipando alcuni dei contenuti del
Decreto legislativo relativo alla certificazione energetica, approvato a fine luglio dal
Governo.
Sintetizzando al massimo per motivi di spazio, ritengo che siamo alla fine di un
modello costruttivo che ha retto per decenni, e che sia necessario confrontarsi con
soluzioni e tecnologie costruttive nuove, in grado di far compiere al settore edilizio
un salto di qualità ormai ineludibile. Sarebbe bene, ma forse è utopia, collegare
meglio e portare a sintesi i requisiti prestazionali derivanti dalle singole iniziative
legislative, in modo da consentire un lavoro più agevole ai progettisti e un comfort
migliore ai cittadini.
5.8.2 Iperisolamento od inerzia?.
“Sembra una questione shakespeariana la scelta fra strategie energetiche fondate sul
principio dell'inerzia termica, dovuta alla massa e quindi alla dimensione ponderale
degli elementi costruttivi, e quelle fondate sull'isolamento (o addirittura
iperisolamento, quando puntano sul comportamento adiabatico) degli involucri
edilizi.
Da un lato si può notare che gli edifici costruiti con tecniche a umido "tradizionali"
oggi sono ben diversi da quelli massivi, a parete piena portante, che si costruivano
nelle nostre città sino agli inizi del 1900 e che si ritrovano in mirabili tecniche
vernacolari nella nostra penisola (come i trulli, per esempio).
Come ci ricordava l'illustre "collega ingegnere" Carlo Emilio Gadda "il muro di
mattoni vuoti, o "forati" che dir si vogliano, viene a difettare di "massa" e perciò di
inerzia..." fotografando una situazione invero immutata dagli anni '60 ad oggi.
D'altro canto c'è da chiedersi se sia veramente il caso di proporre, in Italia,
tecnologie a iperisolamento (passivhaus la chiamano i tedeschi) con funzionamento
adiabatico (praticamente senza scambi di calore in uscita e ingresso dalla pareti
177
Capitolo 5
opache) con parametri di consumo eccezionali di 10 kWh/m2 anno, come nel caso
del primo edificio italiano a Chignolo d'Isola (Vanoncini S.p.A.).
I motivi di questa riflessione sono molteplici e i feed-back dell'esperienza di
Chignolo (monitorata dal Politecnico di Milano e dalla stessa Vanoncini S.p.A.)
hanno portato ad alcune osservazioni. Innanzitutto si deve riflettere se è il caso di
proporre una transizione costruttiva così violenta alle imprese che operano sul
mercato italiano piuttosto che percorrere sentieri ibridi, più consoni alle fasi di
cambiamento.”
[da Modulo, Sostenibilità a che punto siamo? A cura di Marco Imperatori]
In Italia, tuttora, la media di spessori isolanti usata nel tradizionale è pari a 3 cm
(contro i 10-15 dei nostri vicini in Europa) e gli edifici di nuova costruzione
consumano mediamente 120-160 kWh/m2 anno. Se teniamo presente che vi sono
molti edifici con consumi tra 200 e 400 kWh/m2 anno (vedi molti dei prefabbricati
anni ‘60-‘70) ci rendiamo conto di quanto sarebbe positivo oggi recuperare le
prestazioni di questi "buchi neri" energetici così come proporre sul mercato edifici
nuovi con prestazioni attorno ai 30÷50 kWh/m2 anno (valori corrispondenti alle
classi A e B del protocollo Casa Clima, antesignano illuminato dei regolamenti in
materia di consumo energetico, introdotto dal Comune di Bolzano e presto mutuato
anche da altre amministrazioni).
Quindi una riduzione dello spessore di isolante termico entro limiti più accettabili,
sia in termini di costi che di ingombri (nella passivhaus si raggiungono 36-40 cm di
coibentazione) pur restando entro valori decisamente nuovi per l'Italia (mediamente
dai 15 ai 25 cm a seconda della zona climatica). Va, infatti, tenuto presente che
costruire in fascia alpina è ben diverso che farlo in Centro Italia o al Sud, dove il
contesto climatico deve necessariamente guidare a strategie e quindi progettazioni ad
hoc. È inoltre sempre più verificabile come anche nelle fasce montane o
settentrionali, a fronte di inverni mediamente freddi, si succedano medie stagioni e
estati sempre più calde e quindi il raffrescamento degli edifici diventa ugualmente
importante al loro riscaldamento (i recenti rischi di black-out in Italia a causa dell'uso
di condizionatori sono lì a dimostrarlo). Quindi la risorsa di inerzia termica,
combinata a quella di isolamento, e alla possibilità di ventilazione naturale degli
edifici sono parametri che devono interagire secondo diverse proporzioni in un
contesto temperato-caldo come quello italiano.
Come già detto, inerzia e isolamento vanno calibrati a seconda del contesto climatico
ma la loro convivenza è auspicabile e vari progetti europei, in situazioni climatiche
che alternano stagioni fredde e sempre più calde, mostrano chiaramente l'efficacia di
un sistema ibrido (controllo dell'inerzia termica estiva [CITE] ed invernale [CITI] ).
E' chiaro che l'architettura, la forma e l'orientazione dell'edificio permettono all'intero
sistema di funzionare correttamente.Vengono infatti previste precise strategie
stagionali che massimizzano gli apporti energetici invernali da fonti naturali (sole) o
da guadagni interni che vengono stoccati nelle porzioni massicce e conservati grazie
all'isolamento. Si sfruttano poi la ventilazione naturale nelle medie stagioni e in
estate, grazie ai differenziali di tempera-tura fra le pareti con esposizioni diverse e
allo "stack effect" favorito dagli impalcati massicci, che nella stagione calda si
comportano come "lame rinfrescanti".
Si capisce bene come questi, edifici (credo sia ora di smettere col termine "passivi"
poiché comprensibile e noto ai tecnici ma fuorviante per i clienti e la gente comune)
178
funzionano in modo più empatico rispetto all'ambiente e variabile con le stagioni a
differenza delle strategie completamente conservative (estive e invernali) delle
costruzioni adiabatiche iperisolate a funzionamento praticamente ermetico.
La strategia ibrida (guscio esterno isolato - nucleo interno inerziale) pare inoltre un
passaggio logico molto più probabile in edilizia e recepibile da imprese e
committenti, in un mercato lento per cui vanno pensate evoluzioni intelligenti più che
traumatiche rivoluzioni.
In Italia si potrebbe tranquillamente immaginare che edifici ad alta efficienza
energetica possano anche essere costituiti da un telaio portante in c.a., con impalcati
in laterocemento o a piastra portante, e involucri (esterno e interno) stratificati a
secco e debitamente isolati.
Le tecniche costruttive tradizionali, basate sui blocchi di laterizio o altri materiali,
sono soggette e una sorta di “mutazione genetica” che risulta indispensabile per
sopravvivere in un mondo molto esigente dal punto di vista prestazionale. Il modello
di funzionamento tradizionale, che prevedeva grandi masse murarie per conservare il
calore all’interno degli edifici e per smorzare e ritardare le forzanti termiche esterne
(funzionamento capacitivo), non è più proponibile a causa dei grandi pesi in gioco,
che diventano diseconomici dal punto di vista finanziario, ergotecnico e
manutentivo.
Le esperienze più diffuse nel segmento delle residenze a basso consumo energetico
(quello più interessante per tracciare una linea di tendenza delle tecniche di uso
quotidiano) indicano, invece, nel modello di funzionamento misto, resistivo +
capacitivo, quello più indicato a rispondere alla necessità di isolamenti termici
elevati, accoppiati al controllo delle oscillazioni istantanee di temperatura all'interno
degli edifici.
In generale, quindi, si fa riferimento a soluzioni con consistenti spessori di isolante
termico disposti verso l'esterno dell'involucro e con uno strato interno che fornisce
sia la resistenza meccanica che la capacità di accumulo termico: configurazione
particolarmente interessante per climi, come quelli italiani, in cui l'inerzia gioca un
ruolo fondamentale per il controllo passivo delle condizioni ambientali interne.
È proprio per queste considerazioni che si può individuare in un sistema costruttivo
realizzato con dei blocchi di isolante una soluzione particolarmente efficace della
questione del risparmio energetico, come rappresentante della perfetta interazione tra
consistente isolamento e importante massa inerziale messa a disposizione dal cuore
monolitico in cemento armato.
Gli spessori di polistirene possono essere graduati fino a raggiungere i livelli di
isolamento termico richiesti per lo standard Passivhaus (U=0,11 W/m2K). Sistemi a
blocchi di questo tipo, che possono essere direttamente intonacati sulle due facce,
garantiscono una notevole costruttive e l’omogeneità del comportamento termico
dell’involucro.
5.8.3 EPS ed isolamento termico.
È evidente, da quanto detto sopra, il collegamento fra inquinamento atmosferico e
consumo di combustibili per il riscaldamento degli edifici e altrettanto evidente é
l’importanza di ogni iniziativa volta a ridurre tale consumo.
Ciò può essere fatto seguendo varie strade (sostituzione dei combustibili fossili con
energie alternative non inquinanti, miglioramento nella produzione, regolazione e
distribuzione del calore, recupero di calore, ecc.), ma una delle strade più dirette e di
179
Capitolo 5
effetto permanente é senza dubbio la riduzione delle dispersioni termiche
dell’edificio mediante un rafforzamento del suo isolamento.
Questo ragionamento vale evidentemente qualunque sia il materiale impiegato per
l’isolamento, ma vale la pena di svilupparlo in modo particolare per l’EPS, in quanto
materiale coibente fra i più diffusi in edilizia e particolarmente versatile e adatto alla
quasi totalità dei casi di isolamento; ciò é specialmente importante per l’impiego
nelle opere di ristrutturazione o riabilitazione edilizia delle costruzioni esistenti;
infatti un effetto apprezzabile sul consumo globale di combustibili e quindi
sull’inquinamento atmosferico si potrà avere soltanto operando in maniera massiccia
sul parco edilizio esistente.
Può essere interessante ricercare se vi siano limiti, economici o tecnici, nell’impiego
dell’EPS per l’isolamento.
Nel dimensionamento economico dell’isolamento termico si é già messo in evidenza
come il limite di convenienza di un isolamento con EPS, cioè quello che massimizza
il valore attuale netto dell’investimento (risparmio annuo attualizzato meno spesa di
impianto), si trova per spessori di isolamento nettamente superiori a quelli che oggi
prescrive la nostra legislazione per gli edifici nuovi.
Si é anche osservato che per risparmiare energia isolando si deve cominciare a
consumare energia per produrre l’isolante ed é legittimo domandarsi se e fino a che
limite é favorevole il bilancio energetico relativo. Studi in proposito hanno
dimostrato che anche da questo punto di vista l’isolamento ottimale con EPS
comporta spessori molto superiori a quelli correnti (più di 3 0-50 cm).
La considerazione di limiti così elevati ha indotto a verificare la possibilità tecnica di
edifici a basso consumo di energia o al limite di “case a energia zero”.
Senza considerare queste ultime, che presuppongono più complessi sistemi di
utilizzo delle energie gratuite, le case a bassa energia hanno ricevuto molta
attenzione negli ultimi anni, specialmente in Germania e Austria.
5.8.4 Certificazione energetica degli edifici.
Dal 4 gennaio 2003 è in vigore la Direttiva UE del 16 dicembre 2002 che rende
obbligatoria la certificazione energetica degli edifici (articolo 7).
L’Italia ha recepito la Direttiva con il Decreto Legge 19 agosto 2005 n. 192
“Attuazione della Direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico
nell’edilizia”. Riportiamo in breve i più importanti contenuti nel D.L.:
Art. 3
Il D.L. viene applicato a:
• nuove costruzioni;
• edifici esistenti in caso di manutenzione straordinaria, di interventi
installazione di impianti termici, di sostituzione di generatori di calore, ecc.
Entro un anno gli edifici nuovi e quelli esistenti, sottoposti a manutenzione
straordinaria dovranno essere dotati di certificato energetico.
Art. 4
Il D.L. descrive la metodologia di calcolo e i requisiti della prestazione energetica. I
decreti attuativi (da emettere entro 120 gg.) riguarderanno:
• criteri e metodologie di calcolo per il risparmio energetico;
• requisiti professionali e di accreditamento per la certificazione.
180
I decreti attuativi saranno adottati su proposta del Min.Att.Prod. di concerto con i
Min.Infras. e Min. dell’Ambiente d’intesa con la Conferenza Unificata (Regioni),
CNR, ENEA e CNCU (Comitato Nazionale Consumatori e Utenti).
Art. 6
Contenuti del certificato energetico:
• Dati energetici dell’edificio;
• Valori di riferimento di legge;
• Suggerimenti in merito agli interventi più significativi e convenienti per
aumentare l’efficienza energetica.
Le guide nazionali saranno disponibili fra 180 gg.
Art. 8
La certificazione energetica include:
• Relazione tecnica – accertamenti ed ispezioni;
• Modalità della Documentazione progettuale (prevista entro 180 gg.);
• Relazione delle prestazioni energetiche.
e deve essere consegnata ai Comuni a fine lavori con asseverazione da parte della
D.L.
Art. 10
Monitoraggio, analisi, valutazione ed adeguamento della normativa energetica.
Requisiti della prestazione energetica degli edifici.
Fino ad emanazione dei Decreti attuativi si applica la Legge 10/91 con le modifiche
apportate nell’All. n. I.
Allegato C (G.U. n°222 del 23 Settembre 2005)
In questo allegato allegato possiamo ritrovare le tabelle relative ai valori della
trasmittanza limite da associare ai vari elementi che vanno a comporre l’intero
organismo edilizio.
È semplice la classificazione del sistema costruttivo a pannelli in EPS, per questo di
seguito viene presentata solo la tabella che riguarda le chiusure verticali opache.
Tabella 5.XXXII: Valori limite della trasmittanza termica U delle strutture verticali opache.
Zona climatica
A
B
C
D
E
F
Dal 1 Gennaio 2006
2
U [W/m K]
0,85
0,64
0,57
0,50
0,46
0,44
Dal 1 Gennaio 2009
U [W/m2K]
0,72
0,54
0,46
0,40
0,37
0,35
È possibile quantificare, tramite appositi software, il valore della trasmittanza della
parete realizzata con il sistema CLIMABLOCK, che confrontata con i valori presenti
nella tabella sopra riportata risulta essere estremamente competitiva.
181
Capitolo 5
Il programma di riferimento è il TerMus-G “Calcolo della resistenza termica per
muri, solai e vetrate” distribuito dalla ACCA.
Tale applicazione permette di ricostruire la stratigrafia della parete anche grazie ad
un archivio nel quale sono contenuti tutti i materiali individuati dalla UNI 10351.
Tramite una semplice interfaccia grafica è dunque possibile ricostruire la sezione
della parete con relativi spessori e materiali.
Una volta determinata la zona climatica di riferimento, con relativi valori di
temperatura e pressione, si può procedere all’analisi della parete.
182
CARATTERISTICHE TERMICHE E IGROMETRICHE DEI COMPONENTI OPACHI
Codice Struttura:
100
Descrizione Struttura:
parete climablock
N.
DESCRIZIONE STRATO
(dall'interno all'esterno)
s
[mm]
1
Adduttanza Interna
2
Polistirene espanso in lastre ricavate da
blocchi - mv 20 - Conforme a UNI 7891
3
CLS di aggregati naturali - a struttura chiusa pareti protette - mv.2400.
4
Polistirene espanso in lastre ricavate da
blocchi - mv 20 - Conforme a UNI 7891
5
Adduttanza Esterna
lambda
[W/mK]
C
[W/m²K]
0
M.V.
[Kg/m³]
P<50*10¹²
[Kg/msPa]
R
[m²K/W]
7.700
0.130
54
0.041
0.754
27
4.250
1.327
200
1.909
9.545
2 400
1.300
0.105
54
0.041
0.754
27
4.250
1.327
0
25.000
0.040
s = Spessore dello strato; lambda = Conduttività termica del materiale; C = Conduttanza unitaria; M.V. = Massa Volumica; P<50*10¹² = Permeabilità
al vapore con umidità relativa fino al 50%; R = Resistenza termica dei singoli strati
STRATIGRAFIA STRUTTURA
SPESSORE = 308 mm
VERIFICA DI GLASER
TRASMITTANZA = 0.342 W/m²K
VERIFICA
CONDIZIONE
Ti [°C]
RESISTENZA = 2.928 m²K/W
IGROMETRICA
Psi [Pa]
Pri [Pa]
Te [°C]
Pse [Pa]
Pre [Pa]
SITUAZIONE LIMITE (vedi grafico)
20.0
2 339
1 216
-5.0
421
CONVENZIONALE INVERNALE (60 gg)
20.0
2 339
1 170
-5.0
421
164
379
CONVENZIONALE ESTIVA (90 gg)
18.0
2 065
1 446
18.0
2 065
1 446
Dalla Verifica Convenzionale risulta che la struttura è soggetta a fenomeni di condensa, la quantità
stagionale di condensato è pari a 0.0193 Kg/m², tale quantità può rievaporare durante la stagione estiva.
Nella situazione limite la struttura non è soggetta a fenomeni di condensa superficiale.
Ti = Temperatura interna; Psi = Pressione di saturazione interna; Pri = Pressione relativa interna; Te = Temperatura esterna; Pse = Pressione di
saturazione esterna; Pre = Pressione relativa esterna.
Figura 5.9: Valori di uscita del programma TerMus-G per la parete CLIMABLOCK.
I dati in uscita che fornisce il programma comprendono, oltre che la determinazione
del valore della trasmittanza U=0,342 W/m2K, anche una completa analisi
igrometrica tramite diagramma di Glaser che può evidenziare pericolose formazioni
di condensa sulle superfici di contatto tra i vari strati.
In particolare, nel caso della parete, CLIMABLOCK è evidenziato un punto in cui
potrebbe verificarsi la condensa all’interno della parete, ma ai fini pratici è del tutto
183
Capitolo 5
irrilevante perché le quantità in gioco sono abbondantemente assorbite dai guadagni
nelle stagioni favorevoli.
Sono così soddisfatti i requisiti di Condensazione interstiziale [CCI] e condensazione
superficiale [CCS] e isolamento termico [IT].
Se confrontiamo dunque il valore ottenuto, addirittura senza considerare eventuali
strati di finitura, con i valori proposti in tabella XLVIII è evidente la competitività di
questa soluzione costruttiva, che permette di ottenere livelli di risparmio energetico
che con tecnologie tradizionali sono raggiungibili solo con pareti di notevoli
spessori.
A dimostrazione di questo fatto viene proposto un rapido confronto con alcune
diverse soluzioni, valutabili rapidamente anche da un punto di vista economico.
In particolare sono state scelte cinque tipologie:
1. CLS1: Parete in C.A. (s=15 cm), intonaco interno, cappotto (s=6 cm), niente
finiture.
2. CLS2: Parete in C.A. (s=15 cm), cartongesso interno, cappotto (s=6 cm),
niente finiture.
3. LATER1: Parete in POROTON (s=25 cm), intonaco interno, cappotto
esterno (s=6 cm), senza finiture.
4. LATER2: Parete in POROTON (s=25 cm), paretina interna con
intercapedine isolante (s=8+6 cm), intonaco interno, intonaco esterno, senza
finiture.
5. CLIMABLOCK: Parete in C.A. (s=15 cm), isolamento interno (s=54 mm)
ed esterno (s=54 mm), cartongesso interno, rasatura da cappotto esterno senza
finiture.
184
Figura 5.10
CLS1
Figura 5.11
CLS2
Trasmittanza U=0,56 W/m2K
Parete in C.A. (s=15 cm), intonaco interno,
s=230 mm
cappotto (s=6 cm), niente finiture.
Parete in C.A. (s=15 cm), cartongesso interno,
s=230 mm
cappotto (s=6 cm), niente finiture.
185
Capitolo 5
Figura 5.12
LATER1
Figura 5.13
LATER2
186
Parete in POROTON (s=25 cm), intonaco
interno, cappotto esterno (s=6 cm), niente
s=330 mm
finiture.
Parete in POROTON (s=25 cm), paretina interna
(s=8 cm) con intercapedine isolante (s=6 cm),
s=420 mm
intonaco interno, intonaco esterno, niente
finiture.
Figura 5.14
CLIMABLOCK
Parete in C.A. (s=15 cm), isolamento
interno ed esterno (s=108 mm),
s=273 mm
cartongesso interno, rasatura esterna,
niente finiture.
Non è difficile dimostrare l’efficacia del sistema CLIMABLOCK in questo settore;
non per niente è un sistema studiato apposta per affrontare il problema
dell’isolamento in zone dove il risparmio energetico non può non prescindere da un
assoluto abbattimento delle perdite termiche.
Anche dal punto di vista del raffrescamento si dimostra come una soluzione efficace,
così come isola dal freddo il polistirene è in grado di isolare dal caldo.
La soluzione è decisamente estremizzante e del tutto innovativa, forse persino
eccessiva per climi come quello italiano, ma la crescente insicurezza energetica con
la costante dipendenza da terzi per l’approvvigionamento di materie prime come gas,
energia elettrica dovrebbe spingere ad una maggior presa di coscienza del problema.
Questo ho riscontrato da quando mi occupo di questa tesi, avendo partecipato a
diverse conferenze e convegni che hanno avuto come principale argomento il
problema della certificazione energetica.
La sensibilizzazione al problema prende spunto dalle esperienze che vengono
proposte da diversi soggetti che in altri paesi europei, ma anche in Italia, hanno
affrontato, studiato e tentato di risolvere il problema. La proposta a noi più vicina è
quella della Provincia di Bolzano con il regolamento CasaClima. La proposta è
quella di gratificare gli edifici, gli involucri in particolare, che garantiscono un livello
di isolamento, dunque di risparmio energetico, andando a classificare il costruito in
base a particolari requisiti energetici. Si è dunque pensato, al fine di invogliare a
costruire con risparmio energetico, di creare un marchio di qualità per gli edifici
187
Capitolo 5
efficienti da questo punto di vista, sulla base della partecipazione volontaria del
proprietario.
Con il certificato CasaClima sono resi trasparenti i futuri costi energetici di gestione
dell’immobile e sono così facilitate le decisioni d’acquisto o di affitto e per i
proprietari c’è la possibilità di prendere in considerazione per tempo gli investimenti
da fare nel risparmio energetico.
5.8.5 Controllo dell’inerzia termica invernale [CITI] ed estiva [CITE].
Le qualità del Sistema CLIMABLOCK in questo senso sono già state ampiamente
esplorate nella trattazione del presente paragrafo.
5.8.6 Trasmissione del vapore d’acqua [TVA].
La conoscenza della caratteristica di diffusione del vapore è importante per poter
controllare gli eventuali fenomeni di condensazione nelle pareti. I tecnici esprimono
questa caratteristica preferibilmente come rapporto µ (adimensionale) fra lo spessore
d'aria che offre la stessa resistenza al passaggio del vapore e lo spessore di materiale
in questione.
Per il PSE il valore di µ è compreso entro limiti che vanno crescendo con la massa
volumica, come mostra la tabella seguente, tratta da UNI 7819.
Dai valori relativi µ è possibile ricavare i valori assoluti della resistenza alla
diffusione del vapore, sapendo che la resistenza di uno spessore di 1 m di aria, nel
campo da - 20 a + 30°C, secondo DIN 4108 p.5, ammonta a 1,5 . 106 m2hPa/Kg.
Questa relazione permette di ricavare il valore di µ dai valori di permeabilità (inverso
della resistenza) di laboratorio o di norma, che sono riferiti a differenze di pressione
di vapore, spessore, tempi, unità di massa, variamente definiti.
Anche questa caratteristica fa parte di quelle già analizzate per la marcatura CE.
5.8.7 Tenuta all’aria [TA].
L’isolamento passa sicuramente attraverso la messa in opera di soluzioni che
permettano il meno possibile il passaggio dell’aria attraverso la parete stessa. La
soluzione CLIMABLOCK, in particolare, limita fortemente queste infiltrazioni ed
ancora una volta si pone come efficace dispositivo di isolamento per edifici.
Interessanti sono alcuni studi che recentemente hanno associato all’infiltrazione
dell’aria dei problemi di condensazione interna alla parete. L’aria umida che passa
attraverso gli strati più esterni della parete incontra superfici con temperature più
fredde andando a condensare su di esse. Gli studi citati in precedenza hanno messo a
disposizione anche dei sistemi per la valutazione e quantificazione di quello che
potrebbe rivelarsi un fenomeno quanto mai degradante per l’integrità del costruito.
Si è pensato, a completamento dell’analisi svolta, di associare ai requisiti essenziali
proposti dalla Direttiva 89/106 altre due proprietà che rivestono indubbiamente un
ruolo determinante nella completa caratterizzazione di una chiusura verticale: la
durabilità e la sostenibilità.
5.9 Durabilità.
Per invecchiamento di un materiale si intende la variazione (generalmente in peggio)
delle sue caratteristiche nel corso del tempo, dovuta a cause interne (tensione,
188
transizioni strutturali, ecc.) o esterne, sia legate alle sollecitazioni imposte, sia alle
condizioni ambientali di impiego.
L'analisi qui svolta delle influenze che i fattori ambientali, come temperatura e
umidità, e le sollecitazioni di lavoro hanno sulle caratteristiche del PSE mostra che
esso può garantire per un periodo illimitato le prestazioni che gli vengono richieste.
Ciò è dimostrato da 30 anni di esperienza applicativa su scala vastissima e in
particolare da numerose verifiche delle caratteristiche, effettuate su PSE in opera da
decenni.
Sono quindi da confutare recisamente le voci di scarsa stabilità nel tempo, che si
sono spinte fino ad affermare l'esistenza di una "sublimazione", affermazione
fisicamente senza senso. L'origine di queste voci, quando non è da attribuire a
concorrenza scorretta, va fatta risalire a pratiche imprenditoriali scorrette, che hanno
ritenuto di poter approfittare della difficoltà di verificare l'effettiva applicazione del
materiale nelle intercapedini: in effetti tali voci non si riferiscono mai a situazioni più
controllabili, anche se oggettivamente più difficili, come l'isolamento esterno sotto
intonaco. Naturalmente la migliore assicurazione del permanere nel tempo delle
prestazioni
del PSE è data dall'impiego di materiale a norma.
Un fattore ambientale non trattato precedentemente, perché non corrisponde mai ad
effettive condizioni di impiego, è l'effetto della radiazione solare ultravioletta.
Questa radiazione, cui il PSE può trovarsi esposto nel deposito in cantiere e durante
la messa in opera, provoca un ingiallimento e infragilimento superficiale, che in
molti casi non dà luogo ad alcuna riduzione delle prestazioni, mentre in altri, come
nel rivestimento con intonaco, può compromettere l'aderenza della finitura. Una
corretta pratica di cantiere evita facilmente questo inconveniente.
5.9.1 Resistenza al gelo-disgelo.
La resistenza al gelo-disgelo per la parte in polistirene è già stata valutata nel corso
della marcatura CE, mentre per la parte in c.a. deve essere valutata; tuttavia le
prestazioni del calcestruzzo e dell’acciaio sono note per cui, considerando il cappotto
protettivo offerto dai pannelli in EPS si può facilmente immaginare che questo
requisito non può essere critico per il sistema.
5.10 Sostenibilità.
•
•
•
Il 90% della vita di un cittadino europeo medio viene trascorso in casa;
L’aria che si respira in casa è dalle due alle tre volte peggiore di quella
esterna;
L’industria edilizia è l’attività umana a più alto impatto ambientale.
È sostenibile tutto quello sviluppo che garantisce alle generazioni future le stesse
risorse su cui possono contare le attuali generazioni.
Il termine sostenibilità si usa sempre più frequentemente riferito anche
all’architettura ma nell’uso diffuso il termine è stato spogliato della sua originaria
forza etica. Oggi e soprattutto in Italia si allargato un uso improprio del termine forse
dovuto anche ad una lettura consolatoria che induce a pensare lo sviluppo sostenibile
come qualcosa di “praticabile”, “possibile”, e quindi sostanzialmente a portata di
189
Capitolo 5
mano con qualche aggiustamento al perverso modello di crescita basato sul consumo
che governa il mondo.
“È giusto lasciare al cittadino la più ampia libertà di scelta sul proprio stile di vita.
È, a maggior ragione, giusto comprendere che un futuro insostenibile è
inammissibile.
Quello che emerge chiaramente è un problema di cultura o meglio di assenza di
cultura della nostra società nel progettare un futuro capace di futuro. Ma la cultura
è prodotto della capacità di crescita civile di un gruppo sociale. Favorire la crescita
di una cultura della sostenibilità è quindi sì compito di associazioni e enti non
governativi ma è soprattutto compito della “cosa pubblica” che ha il dovere di
regolare le proprie azioni dando ad esse il più alto valore di esempio positivo.
Ammettere che l’edilizia pubblica che si finanzia con i soldi pubblici, si progetta
attraverso bandi pubblici e si produce attraverso pubbliche gare d’appalto non è
sostenibile significa oggi sostanzialmente per ogni amministratore pubblico
assumere la responsabilità di una situazione di degrado ambientale che ha
nell’industria edilizia la sua principale causa.
In conclusione la sostenibilità deve essere introdotta, normata e praticata a partire
proprio dall’edilizia pubblica per attivare un processo virtuoso in grado di costruire
una cultura civica diffusa capace di modificare lo stile di vita dei cittadini rendendo
praticabile un obbiettivo condiviso in modo assolutamente trasversale da settori
tecnici e sociali molto diversi.”
[Arch. Giancarlo Allen, Segretario Nazionale ANAB]
La sostenibilità è un tema che abbraccia diversi aspetti del problema del costruire,
quello energetico, quello delle materie prime, etc.
Il problema però non sta tanto nel determinare quali siano i “comportamenti
insostenibili” quanto nel proporre soluzioni valide e che risolvano
contemporaneamente il maggior numero di problematiche concernenti la
sostenibilità. Da questo punto di vista possiamo ritenere la soluzione
CLIMABLOCK decisamente completa e competitiva in quanto associa materiali che
non hanno particolari incertezze chimico-fisiche (senza alcun contrasto con
l’ambiente) a prestazioni energetiche e acustiche decisamente soddisfacenti.
Esiste una bozza di normativa europea ISO/CD 21929 del 2003, “Functional/user
requirements and performance in building construction” nella quale la Commissione
Europea si è impegnata nel tentativo di proporre una serie di indici qualificanti la
sostenibilità delle costruzioni.
Questi indici sono degli strumenti che permettono di descrivere fenomeni complessi
come l’impatto ambientale permettendo così in qualche modo di quantificare e
comprendere velocemente ciò che fino ad ora non è stato facilmente fruibile. Le tre
funzioni principali degli indicatori sono:
• Quantificare;
• Semplificare;
• Comunicare.
Il settore dell’edilizia necessita di indici semplificatori per i seguenti motivi:
• Efficacia nelle decisione prese nelle fasi iniziali della progettazione;
• Sono necessari perché i problemi in edilizia hanno complessità importante.
190
Il draft si propone dunque di dare raccomandazioni e linee guida per lo sviluppo e la
scelta di appropriati indici della sostenibilità nell’edilizia.
Enviromental indicators
Sono quelli che permettono di descrivere l’impatto, diretto o indiretto, del costruito
sull’ambiente.
Ovviamente nella valutazione di questi indicatori ambientali bisogna far riferimento
all’intera vita di ciò che si va a realizzare.
L’impatto ambientale può essere indicato direttamente utilizzando indicatori che
esprimono il livello di sfruttamento delle risorse naturali e il rilascio di emissioni di
un edificio.
Tabella 5.XXXIII: Indicatori ambientali.
Categoria d’impatto
Sfruttamento delle risorse
Riscaldamento
Acidificazione
Sviluppo di ossidanti chimici
Aggressione all’ozono
Eco-tossicità
Contaminazione del terreno
Salute
Bio-diversità
Salute
Indicatore
Sfruttamento dello spazio
Sfruttamento dell’acqua
Consumo energetico
Materie prime e materiali utilizzati
Emissioni nocive
Immondizia
Rumore
Diversità delle specie
Le raccomandazioni pratiche dipendono dalle specifiche situazioni geografiche e
tecnologiche e quindi l’accettabilità o meno dei valori degli indicatori può variare da
zona a zona; limiti e intervalli di accettabilità sono infatti del tutto dipendenti dalla
zona in cui si opera.
Indicatori economici
Durante il suo ciclo di vita, la costruzione dipende anche da fattori economici:
• Investimenti: proprietà, progettazione, materie prime, costruzione;
• Gestione: consumo energetico, acqua, trattamento delle immondizie;
• Manutenzione: Ordinaria, straordinaria e riparazioni;
• Eventuale distruzione e trattamento dei materiali.
Sia da un punto di vista energetico, ma soprattutto da quello economico, assumono
fondamentale importanza strumenti come l’LCA, ovvero la dettagliata conoscenza
del ciclo di vita di materiali e prodotti. Con strumenti come questi posso monitorare
fin dalle fasi iniziali della progettazione tutti i consumi e i guadagni, economici come
energetici.
191
Capitolo 5
Indicatori sociali
Gli indicatori sociali sono strettamente correlati allo stile di vita della comunità:
• La disponibilità e la qualità dell’edilizia popolare;
• Il livello medio del tenore di vita;
• La qualità media del costruito;
• La suddivisione in aree dal diverso livello sociale;
• Livello di vivibilità;
• Aspetti culturali.
In realtà gli indicatori sociali sono strettamente correlati con quelli economici;
servono comunque quantificare l’impatto sul background culturale.
La relazione tra categorie sociali e edificio è descritta nella seguente tabella.
Tabella 5.XXXIV: Categorie sociali e caratteristiche edificio.
Salute
Rischi per la salute
e clima interno
Sicurezza
dell’utente
Accessibilità
Impatto culturale
Qualità
architettonica
Sicurezza e
salubrità
Assenza di barriere
architettoniche
Adattabilità
Sicurezza
Servizi
Gli indicatori individuati possono essere valutati tutti assieme o separatamente se
voglio porre l’attenzione solo su particolari aspetti dell’edificio.
È stato individuato anche un set minimo di indicatori da utilizzare:
•Sfruttamento di materie prime;
•Vita di servizio;
•Sfruttamento di risorse energetiche;
•Condizioni interne;
•Emissioni nocive per l’ambiente;
•No barriere architettoniche;
•Accessibilità;
•Costi di gestione.
Questa bozza di normativa è solo un’indicazione della direzione verso cui si sta
evolvendo la filosofia del costruire. Il futuro prevede dunque un grande lavoro da
parte dell’ambiente edilizio nel tentativo di analizzare e descrivere nel modo più
dettagliato possibile tutte le sfaccettature di cui è costituito.
192
Come usare gli indicatori.
INDICATORI DELLA SOSTENIBILITA’
Sono parametri che spesso sono generici,
ragionevolmente indipendenti da fruitori o
dalla fase di vita.
METODO
Un indicatore deve essere
accompagnato da un metodo, che
descriva come si ottiene il valore
relativo
CLASSIFICAZIONE
La classificazione è importante
per capire i risultati; anche
questa deve tener conto delle
particolari condizioni
geografiche e tecnologiche.
DATABASE
Per capire a fondo il valore degli
indicatore devo poter contare su
un importante panorama di
risultati
Possiamo però dimostrare, anche attraverso tutto lo studio effettuato nel corso di
questa tesi, quanto un Sistema come CLIMABLOCK sia in accordo con le
considerazioni estrapolate da quest’ultimo documento.
Le materie prime sfruttate per la realizzazione delle pareti CLIMABLOCK sono
sostanzialmente degli scarti di altre lavorazioni e comunque, anche in caso di
smantellamento, assolutamente riciclabili; la parte in calcestruzzo è assolutamente
classica e non meno invadente per l’ambiente di altre soluzioni tradizionali.
Per lo sfruttamento di risorse energetiche è necessario conoscere l’intero ciclo di vita
dei materiali e dei prodotti, ma per quanto riguarda i pannelli in EPS il bilancio
energetico durante il ciclo di vita è assolutamente positivo.
Ancora, come ampiamente visto in precedenza, anche dal punto di vista del rispetto
dell’ambiente il sistema CLIMABLOCK si pone come “amico” dell’ambiente.
193
Conclusioni
Conclusioni
Il percorso affrontato durante il lavoro di tesi ha permesso, oltre che una costruttiva
collaborazione con una ditta operante nel settore edile, la profonda conoscenza della
tecnologia utilizzata nel sistema CLIMABLOCK®.
Le caratteristiche e le potenzialità di questa soluzione sono sostanzialmente già note
dalle esperienze portate da aziende operanti in realtà differenti da quella europea e
che già sfruttano le potenzialità della tecnologia ICF.
Il problema fondamentale affrontato nel corso ella tesi è quello di determinare il
percorso che il prodotto deve sostenere al fine di vedersi riconosciute, anche in
ambito europeo, le caratteristiche che lo rendono una soluzione alternativa,
innovativa e competitiva a confronto di tecniche più tradizionali e convenzionali.
Il primo traguardo è stato quello di determinare quale sia l’iter necessario al
raggiungimento della marcatura CE, resa obbligatori dalla Direttiva 89/106/CE. È
stato individuato, in tal senso, il sistema dei requisiti da valutare, con relativi
riferimenti normativi delle prove di verifica; sono inoltre stati specificati i compiti
che i soggetti operanti (produttore e organismo notificato) devono assolvere durante
l’intero percorso.
A questo punto, dal lato strettamente normativo, il prodotto può essere
commercializzato. D’altro canto è chiaro anche che non si può prescindere da una
più approfondita conoscenza delle qualità e delle potenzialità del prodotto stesso,
considerato anche il fatto che il marchio CE non è un marchio di qualità.
Sono stati, a tal fine, individuati una serie di requisiti utili alla classificazione e alla
caratterizzazione di una generica parete verticale, ottenendo una lista compatta di
proprietà che permetta di valutare in maniera schematica e facilmente accessibile il
livello prestazionale della stessa.
Per ciascun requisito si è ricercato il corrispondente livello prestazionale offerto dal
Sistema CLIMABLOCK® e, senza peretendere di dare una valutazione definitiva, si
sono proposte delle considerazioni volte ad individuare quali siano le caratteristiche
che si possono eventualmente potenziare oppure a confermare le aspettative
prestazionali prefissate, il tutto in stretta corrispondenza con il materiale e gli
strumenti a disposizione. Potendo contare su di una serie significativa di dati e valori
di riferimento, è stato possibile effettuare, per alcuni aspetti, un primo confronto fra
la soluzione CLIMABLOCK® ed altre tipologie di parete, mettendo in risalto pregi e
difetti del sistema.
Un occhio di riguardo è stato, inoltre, mantenuto per problemi quali la certificazione
energetica e gli ultimi sviluppi in materia di sostenibilità, con l’obiettivo dichiarato di
dimostrare quanto questa soluzione costruttiva si dimostri “innovativa”, soprattutto
per la sua completa adesione ai principi che animano le più recenti evoluzioni del
panorama normativo edilizio. Il sistema si propone come efficace soluzione a
problemi di tipo energetico, garantendo livelli prestazionali eccellenti, da non
sottovalutare soprattutto tenendo conto dello spettro della crisi nell’importazione di
materie prime manifestatosi negli ultimi giorni e salito prepotentemente agli onori
della cronaca.
194
Conclusioni
A conclusione, questo lavoro vuole anche avere un valore metodologico, soprattutto
per quanto riguarda il percorso che porta al marchio CE. In altre parole quanto fatto
in questo senso può essere estrapolato e, con le dovute correzioni e integrazioni,
riproposto per un qualsiasi prodotto che si trovi a dover rispettare le disposizioni
imposte dalla Direttiva 89/106/CE.
195
Riferimenti bibliografici
Il materiale fotografico è stato gentilmente concesso dalla ditta “Pontarolo
Engineering”.
Le immagini del primo e del terzo capitolo sono state riprese dal testo: Cecere C.
Mornati S. Quoiani M. Vittori C. “Murature e pannelli. Le pareti esterne”. EDIL
STAMPA (1994).
Le immagini riguardanti il sistema Arxx Wallsystem ICF sono tratte dalla guida
messe a disposizione dalla ditta stessa sul sito www.arxxwalls.com.
Testi e riviste
•
Cecere C. Mornati S. Quoiani M. Vittori C. “Murature e pannelli. Le pareti
esterne”. EDIL STAMPA (1994).
•
Landini F. Roda R. “Costruire a regola d’arte. Partizioni esterne”. BE-MA
Editrice (1989).
•
Landini F. Roda R. “Costruire a regola d’arte. Strutture”. BE-MA Editrice
(1992).
•
Mammi S. Borghi M. Novo M. Novo S. “Previsione dei requisiti acustici passivi
degli edifici. L’uso dei programmi di previsione”. EdilioEdit (2005).
•
Piana M. “Costruire con EPS edifici silenziosi” BE-MA Editrice (2000).
•
Piana M. “Il polistirene e l’impatto ambientale” BE-MA Editrice (1998).
•
Piana M. “Rispettare l’ambiente. EPS e bioedilizia” BE-MA Editrice (1999).
•
Piana M. “Sistemi innovativi in EPS” BE-MA Editrice (1998).
Norme e leggi
•
Committee Draft ISO/CD del 16 ottobre 2002, n. 21929, “Functional/user
requirements and performance in building construction”.
•
Decreto Legislativo del 19 agosto 2005, n. 192, “Attuazione della direttiva
2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia”.
196
•
Decreto del Ministero delle Attività Produttive del 7 aprile 2004, “Applicazione
della Direttiva n. 89/106/CE, recepita con decreto del Presidente della
Repubblica del 21 aprile 1993, n. 246, relativa alla pubblicazione dei titoli e dei
riferimenti alle norme armonizzate europee”.
•
Decreto del Presidente della Repubblica del 21 aprile 1993, n. 246,
“Regolamento di attuazione della direttiva 89/106/CE relativa ai prodotti da
costruzione”.
•
Decreto del Presidente della Repubblica del 10 dicembre 1997, n. 499,
“Regolamento recante norme di attuazione della direttiva 93/68/CE per la parte
che modifica la direttiva 89/106/CE in materia di prodotti da costruzione”.
•
Decreto interministeriale del 2 febbraio 1998 “Modalità di certificazione e delle
prestazioni energetiche degli edifici e degli impianti ad essi connessi”.
•
Direttiva Europea del 21 dicembre 1988, n. 89/106/CE, “Direttiva relativa al
riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari e amministrative
degli Stati Membri concernenti i prodotti da costruzione”.
•
UNI 10351 “Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità al
vapore” (marzo 1994).
•
UNI EN 13163 “Isolanti termici per l’edilizia. Prodotti di polistirene espanso
ottenuti in fabbrica. Specificazione.” (giugno 2003).
•
UNI EN 13501-1 “Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da
costruzione. Classificazione in base alle prove di reazione al fuoco.” (marzo
2005).
Siti internet
•
“Associazione Italiana Polistirene Espanso” www.aipe.it
•
“Il sistema Argisol” www.argisol.it
•
“Il sistema Arxx Wallsystem ICF” www.arxxwalls.com
•
“Celenit isolanti naturali” www.celenit.it
•
“Il portale dell’edilizia” www.edilio.com
•
“Il sistema ICF” www.forms.org
•
“Organismo certificato Sincert” www.icmq.org
197
•
“Il sistema EMMEDUE” www.mdue.it
•
www.uni.com
Software utilizzati
•
TerMus-G “Calcolo della resistenza termica per muri, solai e vetrate” distribuito
dalla ACCA, Italia.
•
Bastian 2.0 “Previsione dei requisiti acustici passivi degli edifici” distribuito
dalla 01dB, Italia.
Convegni e corsi seguiti
•
“Lezioni tecniche sull’approccio energetico alla progettazione edilizia e sulla
certificazione dell’edificio”. Organizzato da Inarsind di Udine, Gorizia e
Pordenone. Udine, 12 e 13 dicembre 2005.
•
“Certificazione energetica degli edifici. Certificazione dei materiali”.
Organizzato da Associazione Industriali di Udine. Udine, 14 dicembre 2005.
•
“Progetto Cjase del Comune di Udine: la sostenibilità del costruire e
dell’abitare”. Organizzato da Comune di Udine. Udine, 16 dicembre 2005.
198
199

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