Master Thesis Project | OVER THEATRE by Fabio Dell'Arciprete

OVER THEATRE PROGETTO DI UN TEATRO SPERIMENTALE PER LA SCALA DI MILANO NELL’AREA EX-EXPO2015

Simone Gianluca Corberi Fabio Dell’Arciprete Marina Sassi

OVER THEATRE

PROGETTO DI UN TEATRO SPERIMENTALE PER LA SCALA DI MILANO NELLâ&#x20AC;&#x2122;AREA EX-EXPO2015 Tesi di Laurea Magistrale in Architettura delle Costruzioni Politecnico di Milano Scuola di Architettura, Urbanistica e Ingegneria delle Costruzioni a.a. 2017/18 autori Simone Gianluca Corberi 851618

Fabio Dellâ&#x20AC;&#x2122;Arciprete 851754

Marina Sassi 851587

relatore prof.ssa arch. M. G. Folli

composizione architettonica e urbana

integrazioni prof. ing. C. Pecora

progettazione strutturale

prof. arch. C. Sangiorgi progettazione tecnologica

prof. ing. S. De Antonellis progettazione impiantistica

INDICE 2

ABSTRACT

TEMA

teatro, teatro sperimentale, teatro contemporaneo

MASTERPLAN

TEATRO

MACCHINE SCENICHE

STRUTTURE

TECNOLOGIE

IMPIANTI

progettazione urbana, post-Expo2015 progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi sale e scene, sperimentazione e attuabilità progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti progettazione tecnologica e costruzione dell’architettura progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

130

RIFERIMENTI

134

FONTI CONSULTATE

138

INDICE DELLE IMMAGINI

sintesi ragionata

bibliografia essenziale, sitografia e altre fonti repertorio iconografico ed elaborazioni

«Il sistema di relazioni di cui (lo spazio del teatro) è parte attiva, lo costringe ad essere un ambiente funzionale agli uomini di teatro, che vi incontrano, in situazioni predisposte, gli spettatori. […] è uno spazio che vive del suo essere relazione tra ambienti, in qualche modo interagenti». F. Cruciani, Lo spazio del teatro, Laterza, Bari-Roma,1992

ABSTRACT Il progetto di teatro sperimentale Over Theatre muove da due origini distinte: da un lato il tema, la ricerca sul significato e sul ruolo del teatro e di un teatro sperimentale al giorno d’oggi; dall’altro il luogo, l’eredità e le permanenze post-Expo2015, la città di Milano e gli ambiti periurbani con cui confrontarsi nell’intorno. L’idea è che lo spazio del teatro debba essere quel luogo in cui tra attore e spettatore viene a crearsi una mutua tensione, positiva, motrice del fenomeno della catarsi come rigenerazione dello spirito umano durante l’esperienza teatrale: il concept è dare forma a questo spazio. Nascono così i tre nuclei emisferici sospesi a sbalzo sul grande Open Air Theatre, eredità di Expo2015, riconfigurato per diventare non solo quarta sala teatrale rivolta sul piano orizzontale verso il volume della torre scenica, ma anche spazio di ingresso e di permanenza pubblica al cuore dell’intero edificio, instaurando con le altre sale e con gli spazi di percorrenza una relazione sul piano verticale, rimanendo come punto di riferimento per chiunque abiti il teatro. Ognuna delle tre sale teatrali è poi caratterizzata differentemente: a partire da tre temi fondamentali relativi al teatro - prosa, musica e movimento – si sperimentano modificazioni e variazioni delle componenti tradizionali di sala e palco in modo da rafforzare il senso dello spazio che intercorre tra le due parti. Forma e direzionalità degli spazi di recitazione e di audience sono così ripensati e ridisegnati ad hoc.

TEMA

teatro, teatro sperimentale, teatro contemporaneo

TEMA

«[…] il teatro inteso come volume deve avere, deve tendere necessariamente, credo, a una sua neutralità. Neutralità da intendersi non in senso qualunquistico, ma in senso chimico: come la neutralità di un campo che si espone, che è in attesa, una neutralità che si può coniugare con altre valenze». R. Castellucci, in Architettura & Teatro, Il Saggiatore, Milano, 2007

TEMA

teatro, teatro sperimentale, teatro contemporaneo COS'É TEATRO? ESPERIENZA EMOTIVA: visioni, suoni, prospettive hanno la potenzialità di produrre un'esperienza catartica

TEATRO è lo spazio dove può avvenire tale esperienza, che si concretizza attraverso la TRASMISSIONE DI UN MESSAGGIO ha cioè potenzialità etiche, educative, culturali, sia soggettive che collettive

COSA SIGNIFICA OGGI? progettare un teatro significa mettere in evidenza lo spazio (il luogo) dove tale trasmissione avviene

- IDENTIFICARE I POLI (emittente e ricevente) - FORMAZIONE (dare forma) al MEZZO DI TRASMISSIONE

FRUIZIONE dello spettacolo significa instaurare una duplice TENSIONE tra due poli irrequietudine = partecipazione per essere anche oggigiorno esperienza attiva, personale e/o collettiva, unica e irriproducibile, lo spettacolo può servirsi dello spazio (volume vuoto) come tensione

teatro, teatro sperimentale, teatro contemporaneo

TEMA

«La sala è il problema del teatro come interno, che si specifica autosignificante prima di essere popolato di ruoli» F. Cruciani, Lo spazio del teatro, Laterza, Bari-Roma, 1992

TEMA

teatro, teatro sperimentale, teatro contemporaneo COME TRADURRE IN ARCHITETTURA? VUOTO STRUTTURANTE SUPERFICI DI DEFINIZIONE

lo spazio del TEATRO è il rapporto tra due elementi volumetrici SVUOTAMENTO DELLA PIANTA SVILUPPO IN SEZIONE

plasticità dei valori spaziali, dei rapporti visuali = potenzialità di coinvolgimento del vuoto

DA TEMA A EDIFICIO vuoto come “collante” per tutte le parti dell’edificio

DEFINIZIONE DI UN CORPO CENTRALE DELL’AUDIENCE DEFINIZIONE DELL’AGGANCIO DEGLI ALTRI CORPI

vi è libertà di azione sia sulla definizione della componente scenica, sia sulla componente di auditorium: in questo senso è sperimentale, perchè lascia la libertà di sperimentare, imponendo un solo vincolo

MASTERPLAN

progettazione urbana, post-Expo2015 PRINCIPI GUIDA PER LA RICONFIGURAZIONE DI UN’AREA COLONIZZATA Il sito di Expo2015 si presenta a tutt’oggi come - di fatto - un’area colonizzata, in cui, terminato l’evento espositivo, rimangono evidenti alcune tracce del principio insediativo che ha regolato l’edificazione, ancorchè transeunte, dei padiglioni di Expo. In particolare, il suolo dell’area si presenta come una grande piastra minerale che racchiude in sè non solo i segni della dismissione, quali i tracciati e i condotti dell’urbanizzazione primaria, ma anche il tracciato regolatore su cui la costruzione di Expo si è basata: una maglia di larghezza 40m e lunghezza variabile, impostata su due grandi assi ortogonali, Decumano e Cardo. Il disegno del Masterplan è quindi partito dal considerare tali tracce come la vera eredità della colonizzazione repentina dell’area (oltre a poche architetture e altre permanenze rilevanti), definendo in primis l’area di edificazione e l’area da destinare a parco. Il Decumano è divenuto quindi la linea guida fondamentale su cui impostare questo discorso. Un discorso parallelo, esogeno, circa il contesto e gli ambiti circostanti l’area, è stato intercalato con quello di natura endogena di cui sopra, per una definizione più consapevole dei margini del progetto del luogo.

Intesi di volta in volta come limiti da affermare o cesure da superare, sono stati pianificati nuovi accessi al luogo, estensioni dell’ambito verde oltre alcune infrastrutture, tessuti edificati di completamento a comparti già esistenti, attestazioni di fronti edificati lungo altre infrastrutture.

MASTERPLAN

progettazione urbana, post-Expo2015

Inquadramento territoriale km 0

progettazione urbana, post-Expo2015

Verde: parco periurbano e pre-esistenze legate allo spazio aperto

Permanenze: maglia generatrice di Expo2015

MASTERPLAN

progettazione urbana, post-Expo2015

Edificato: tessuto di nuova generazione e tessuto di completamento

ViabilitĂ : tracciato viario perimetrale e tracciato ciclopedonale interno

Masterplan

m 0

100

200

500

1000

progettazione urbana, post-Expo2015

MASTERPLAN FLESSIBILITÁ Schematizzazione a fasi logico-temporali del principio generativo del tessuto edificato di rigenerazione - a partire dalla partitura insediativa che caratterizza il suolo dell’area di Expo2015 nell’ottica di una flessibilità d’uso nel tempo.

1. Pre-esistenza: schema insediativo di Expo

2. Sviluppo: griglia ortogonale su più livelli

3a. Tipologia: elementi costruttivi permanenti

3b. Tipologia: elementi volumetrici variabili

4. Completamento: rapporti interni ed esterni

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

IL RAPPORTO CON L’ESISTENTE La scelta insediativa per l’edificio teatrale all’interno dell’area exExpo riconfigurata è stata guidata - lo si accennava nell’Abstract dalla presenza, nel sedime del grande plateau minerale che l’evento espositivo ha lasciato come eredità, dell’arena per spettacoli all’aperto. L’Open Air Theatre si presenta ad oggi come un immenso taglio nel suolo del sito, lungo circa 120m e largo quasi 80m: uno scavo dalla superficie inclinata che può ospitare circa 17.000 persone per grandi eventi all’aperto. Di questa traccia si è scelto di riconfigurare le dimensioni e quindi la capienza, portandola a circa 1500 unità, contenendone quindi le misure planimetriche, ma rafforzando al contempo l’idea di intaglio nel terreno, di iscrizione nel suolo predisposta per accogliere e ospitare entro margini definiti e precisi il pubblico. Questa operazione costituisce il fulcro dell’intero edificio, determinando uno spazio che non sarà solo arena all’aperto per la visione di perfomances, ma anche luogo che - tramite la modellazione del suolo nel proprio sedime - permetterà di dare forma all’interpretazione personale degli spazi tradizionali di ingresso ad un teatro: atrio, foyer, percorsi di accesso alle sale. Il passaggio dall’esterno all’interno, nel nostro edificio, avviene attraverso questo grande spazio centrale, che rimane punto di riferimento anche per le altre sale teatrali e i relativi spazi annessi.

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

I LABORATORI DI PRODUZIONE TEATRALE Un particolare approfondimento riguarda la progettazione dei laboratori di produzione teatrale della Scala, ora ospitato nei padiglioni dell’ex-Ansaldo in zona P.ta Genova, destinati a trovare nuova dimora nell’area ex-Expo. La richiesta consiste in circa 25.000m2 di superficie lorda (SLP). La scelta compiuta relativamente al nostro progetto del teatro è stata quella di integrare gli spazi per i laboratori nel tessuto edificato di rigenerazione di cui si è parlato nel capitolo Masterplan. L’idea è di servirsi di piastre fisse a più livelli come vassoi su cui porre degli ingombri volumetrici variabili e flessibili, costituiti da moduli di pareti perimetrabili facilmente movimentabili, al fine di avere a disposizione la maggior superficie proiettata in pianta disponibile e al contempo lasciare la massima libertà nella configurazione delle partizioni interne, esigenza manifestata apertamente dagli addetti ai lavori nella sede attuale. Trattandosi di ua porzione di edificato lineare al margine dell’area, si è deciso di specificare diversamente i due fronti, quello su ferrovia e quello rivolto verso il teatro: da un lato lavorando sulla (im)permeabilità visiva, dall’altro sul tema dei flussi e delle movimentazioni legate al lavoro di produzione laboratoriale.

Planimetria (a pagina precedente) m 0

100

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

IL RAPPORTO CON L’INTORNO Il rapporto con l’intorno dell’edificio si concentra principalmente sul tema della densificazione topologica: presentandosi come una massa molto imponente, benchè in realtà volumetricamente più complesso, il teatro di fatto costituisce un punto di densificazione spaziale molto importante, escludendo la possibilità che altre parti e altri volumi gli si possano aggiungere per aggregazione. Il volume dei laboratori di produzione teatrale costituisce la controparte di spazio densificato che si fa carico di trovare il rapporto con l’infrastruttura ferroviaria a margine, nonchè quindi di filtrarne la relazione con l’edificio del teatro. Contestualmente al principio della densificazione, è stato sviluppato quello di piegatura delle superfici di suolo, nell’affrontare il tema dell’accesso ai volumi del treatro. Il tema della grande cavea centrale, che lavora alle quote ribassate rispetto al piano di campagna, ha fatto sì che il livello -1m divenisse il riferimento su cui impostare il foyer generale dell’intero complesso: una quota di mediazione in grado di raccordare altri tre livelli: il piano 0 di spazio pubblico, il piano -4m di accesso all’Open Air Theatre e il piano +4,5m di accesso all’involucro che ospita i percorsi di accesso alle sale sospese sul vuoto centrale. Tale articolazione di piani è resa chiara a partire dallo spazio antistante l’edificio, pensato come a una rottura del suolo pubblico che dà vita a una serie di piani inclinati direzionati verso l’ingresso.

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

Pianta del piano terra inserita nel contesto m 0

100

200

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

m 0

Sezione prospettica longitudinale 20

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

Viste dellâ&#x20AC;&#x2122;ingresso allâ&#x20AC;&#x2122;edificio (in questa pagina e nella seguente)

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

Pianta a quota +58,5: copertura, passerella panoramica

Pianta a quota +36m: ingresso allâ&#x20AC;&#x2122;accademia del blocco ovest

Pianta a quota +36m: ingresso allâ&#x20AC;&#x2122;accademia del blocco est

Pianta a quota +22m: foyer sala M

Pianta a quota +4,5m: foyer sala L e sala S

TEATRO

2. Pianta a quota +22,5m

foyer sala M TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

SPAZIO COLLETTIVO E QUOTE DI RIFERIMENTO Lo schema della circolazione si fonde con quello delle funzioni, per costituire piuttosto uno schema della gerarchia degli spazi e dare idea della possibilità di usi diversi che all’interno di un edificio teatrale si possa fare di essi. 1. Pianta a quota +4,5m foyer sala L e sala S

Le passerelle di circolazione dell’involucro portano infatti ognuna a uno spazio identificato, a quote precise, che costituisce di volta in volta il luogo d’ingresso nei volumi e di accesso a gruppi di funzioni, intesi come spazi connessi verticalmente e rapportati agli ingombri fissi dell’edificio: i volumi delle macchine sceniche.

Sezione schematica flussi (arancione: pubblico, giallo: tecnici) e funzioni principali

graticcio torre scenica +54m

m 0

piano panoramico +58,5m accesso accademia +54m

accademia teatrale

accesso accademia +36m

sala L

accademia teatrale + sala M

foyer sala M +22,5m

sala S

foyer sala L +4,5m

foyer sala S +4,5m

Open Air Theatre

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

Pianta del piano di accesso alle sale L ed S scala 1:200

±0,0m

+4,5m

-1,0m

±0,0m

-1,0m

-1,5m

+4,5m

-4,0m +9,0m

+9,0m ±0,0m +4,5m

-1,0m

+4,5m

Vista prospettica interna ingresso dall’involucro al foyer della sala L

Vista prospettica interna interno del foyer della sala M intersecante la scena della sala S

Pianta a quota +4,5m

m 0

100

TEATRO

progettazione architettonica, pieni e vuoti, spazi e usi

+4,5m

-4,0m +9,0m

Vista prospettica interna ingresso dall’involucro al foyer della sala L

+9,0m

+4,5m

-1,0m

+4,5m

Vista prospettica interna o dall’involucro al foyer della sala L

Vista prospettica interna interno del foyer della sala M intersecante la scena della sala S

OVER THEATRE

PROGETTO DI UN TEATRO SPERIMENTALE PER LA SCALA DI MILANO NELL’AREA EX-EXPO

PIANO DI ACCESSO ALLE SALE QUOTE DI RIFERIMENTO

Viste deiTesifoyer delle tre sale di Laurea Magistrale in Architettura delle Costruzioni Politecnico di Milano Scuola di Architettura, Urbanistica e Ingegneria delle Costruzioni a.a. 2017/18 relatore: prof.ssa arch. M. G. Folli

Simone Gianluca Corberi 851618 851754 Fabio Dell’Arciprete 851587 Marina Sassi

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilità

MACCHINE SCENICHE

«A sphere as architectonic structure in place of customary theater. The spectators, on the wall of the sphere, find themselves in a new relationship to space. Because of their encompassing view, because of centripetal force, they find themselves in a new physic, optical, acoustical relationship; they find themselves confronted iwith new possibilities for concentric, eccentric, multidirectional, mechanical space-stage phenomena». A. Weininger, in The Theater of The Bauhaus, O. Shlemmer, L. Moholy-Nagy, F. Molnár edito da W. Gropius + A. S. Wensinger, Wesleyan University Press, Middletown, Connecticut, 1961

I TRE NUCLEI TEATRALI Le tre sale sovrastanti l’Open Air Theatre, come già anticipato nell’Abstract, sono nuclei emisferici sospesi a sbalzo nel vuoto centrale. La geometria sferica permette di dare la forma più opportuna al concetto di spazio di relazione tra i due poli dello spettacolo teatrale: Attori e Spettatori si confrontano attraverso tale forma, precisamente definita dalla geometria isotropa della sfera. Lo sviluppo in sezione si verifica tanto per la componanete di audience, disposta su piu livelli, tanto per la componente di palcoscenico, che per ogni sala si specifica diversamente a seconda del tema cui essa è dedicata. Nella prima, al classico prolungamento in profondità planimetrico delle sedute si è preferito lo studio della misura progressiva dei livelli intermedi nelle gallerie; nella seconda si condivide trasversalmente l’idea di poter esprimere lo spettacolo in maniera tridimensionale, occupando quindi non solo la superficie di palco tradizionalmente intesa, ma mettendo a disposizione anche spazi che si sviluppano, appunto, in sezione, moltiplicando così le possibilità di performance e le letture percettive da parte del pubblico.

Sala L spaccato assonometrico

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

Sala L - piano dei camerini

Sala L - pianta del palco

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

MACCHINE SCENICHE

Sala S - piano delle sale prova

Sala S - pianta del palco

Sala S spaccato assonometrico

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

MACCHINE SCENICHE

Sala M - piano delle sale prova

Sala M - pianta del palco

Sala M spaccato assonometrico

sale e scene, sperimentazione e attuabilità

MACCHINE SCENICHE

«[...] In order to realize its task completely, the mechanical theater lays claim to the highest developments of functional technology. - Purpose: to educate men through the creative play of new rhythms of motion to new models of observation; to give elementary answers to elementary necessities». A. Weininger, in The Theater of The Bauhaus, O. Shlemmer, L. Moholy-Nagy, F. Molnár edito da W. Gropius + A. S. Wensinger, Wesleyan University Press, Middletown, Connecticut, 1961

APPROFONDIMENTI TECNICI Lo sviluppo delle tre sale ha certamente dovuto fronteggiarsi con i requisiti di tipo acustico e illuminotecnico - principalmente - che un teatro necessariamente deve tenere in alta considerazione per poter sintetizzare con esito il più felice possibile le tensioni architettoniche e la possibilità di praticare al meglio le arti sceniche. La forma geometrica è stata anche in questo caso oggetto di studio accurato per poter integrare al meglio le componenti tecniche con le peculiarità di forma e di senso che caratterizzano ciascuna sala. L’attenzione si è concentrata sulle strategie per far sì che il soddisfacimento di tali requisiti non risultasse un adattamento dell’architettura o di parti singole rispetto all’idea iniziale delle sale, e quindi rinunciando a compromessi di sorta. I sistemi escogitati risultano così pienamente integrati alle sale e anzi ne prendono parte attiva enfatizzando in alcuni casi il principio che ne regola forma, direzionalità, aspetto. Collateralmente, si è cercato di portare a termine questo compito sforzandosi di mantenere il più possibile un carattere trasversale di flessibilità delle componenti tecniche - ma anche spaziali - delle sale.

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

Sala L - dettaglio della pianta

Sala S - dettaglio della pianta

Sala M - dettaglio della pianta

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

MACCHINE SCENICHE

Dettaglio: sistemazione apparecchi illuminanti nella calotta semisferica

Dettaglio: disposizione della parete-membrana fonoassorbente alle spalle dellâ&#x20AC;&#x2122;audience

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilità

Schema: tema dell’acustica - superfici assorbenti e riflettenti

Schema: tema dell’illuminotecnica - illuminazione frontale diffusa e puntuale

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

MACCHINE SCENICHE

Dettaglio: studio degli elementi modulari movimentabili per diversi tipi di prestazione acustica

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

Schema: tema dellâ&#x20AC;&#x2122;acustica - dispositivi orientabili assorbenti o riflettenti

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

MACCHINE SCENICHE

Schema: studio delle possibili configurazioni in pianta e sezione di audience e performance

MACCHINE SCENICHE

sale e scene, sperimentazione e attuabilitĂ

Schema: tema della flessibilitĂ - dispositivi acustici e illuminotecnici in geometria isotropa

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

IL PROGETTO DELLE STRUTTURE L’approccio allo studio della struttura del nostro edificio è stato da subito fondamentalmente caratterizzato da tre canali principali di lavoro: le sale semisferiche sospese, i volumi monolitici di cls, l’involucro esterno racchiudente i percorsi sospesi. Per quanto riguarda i volumi, considerate le luci molto variabili e le geometrie a volte irregolari dovute alle forature a scala dell’intero edificio, si è deciso di operare con lastre e piastre di cls precompresso alleggerito. Per quanto riguarda il dimensionamento, si è considerato un setto interno di irrigidimento approssimandolo alla situazione di pilastro. Per quanto riguarda le sale semisferiche sospese, si è da subito ricorso a un sezionamento della sfera in maniera perpendicolare alla proiezione verticale, escludendo la possibilità radiocentrica delle sezioni stesse. Come struttura primaria quindi è stato elaborato un arco in acciaio, che raccoglie in sè i temi della trave reticolare curva, del modello Vierendeel e dei vincoli di un arco a doppia cerniera. Per la modellazione e il calcolo di quest’ultimo si è fatto affidamento al programma SAP2000, verificando poi manualmente alcuni dati. Da ultimo, si è approfondito il tema della trave superiore cui sono appesi i tiranti che sorreggono la struttura dell’intero involucro, in particolre il dimensionamento ha riguardato la porzione che attraversa il grande vuoto centrale, in doppio appoggio.

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

Esploso assonometrico: elementi strutturali dei volumi in CLS

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

LASTRE E PIASTRE IN CALCESTRUZZO

Carpenteria fili-picchetti di una pianta tipo dellâ&#x20AC;&#x2122;edificio

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

resina 0,5cm sottofondo in malta 3cm tappetino anti calpestio 0,5cm massetto in cls alleggerito 10cm getto in cls alleggerito (geoplast) 50cm barriera al vapore profilati estrusi in alluminio 5cm+5cm condotti impiantistici listelli di legno/alluminio 2cm

0,035KN/m2 0,55KN/m2 0,025KN/m2 0,4KN/m2 5KN/m2 trasc. 0,1KN/m2 0,2KN/m2 0,1KN/m2

Particolare di sezione: stratigrafia della soletta-tipo in getto di CLS alleggerito

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

STRUTTURE

DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DI UN PILASTRO VALORI DI RIFERIMENTO CLS: fcd = αcc · fck / γc = 28,3MPa (γc = 1,5; αcc = 0,85; fck = 60MPa) ACC: fyd = fyk / γs = 391,3MPa (γs = 1,15; fyk = 450MPa)

Asolai = 1350m2 Psolai = 14.040KN/m2 Acopertura= 180m2 Pcopertura = 1.560KN/m2

ANALISI DEI CARICHI PERMANENTI = 6,4KN/m2 ACCIDENTALI = 4KN/m2 TOT 1m2 solaio = 10,4KN/m2 PERMANENTI = 6,7KN/m2 ACCIDENTALI = 2KN/m2 2 TOT 1m copertura = 8,7KN/m2

NTOT = 14.600KN/m2 DIMENSIONAMENTO CALCESTRUZZO Ac,nec = 0,85 · (Nsd / α · fcd) = 0,85 · (Nsd / α · fcd / 1,25) per sez. solo compresse = 1,06 · (Nsd / α · fcd) Ac,nec = 1,06 · (14.600.000N / 0,85 · 28,3N/mm2) = 6.434cm2 = 50cm x 130cm

DIMENSIONAMENTO ACCIAIO As,long = 0,15 · (Nsd / fyd) = 0,14 · (α · fcd / fyd) · Ac,nec[As,long = 0,6% · Ac,eff] As,long = 0,14 · (0,85 · 28,3N/mm2 / 391,3MPa) = 643.400mm2 = 56cm2

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti 140cm

PROGETTO ARMATURA 60cm

50cm

4 ø 24mm = 18,1cm 2 ø 20mm = 6,3cm2 16 ø 16mm = 32,1cm2 2

TOT = 56,5cm2 130cm

VERIFICA INSTABILITÁ ʎlim = l0 / √(Imin / A) = 2250mm / 144,5mm = 15,6 < 200 ꙍ = 1; б = ꙍ N/A = n/A ʎlim = 15,4 · c / √ѵ (ѵ = Ned/Ac·fcd ; c = 0,7) lo=l/2

l=4,5m

ʎlim = 15,4 · 0,7 / √14.600.00N/(1300mm·500mm·28,3) = 10,78 / √0,794 = 12,1 < 15,6 NON VERIFICATA: si procede aumentando la sezione a partire dal piano più caricato fino ad ottenere il valore verificato di 90cm x 130cm

fck = 60MPa fyk = 450MPa γc = 2 N = 14.600KN

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

Esploso assonometrico: elementi strutturali della semisfera

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

GEOMETRIA EMISFERICA IN ACCIAIO

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

1. Anello di CLS di raccordo per gli archi

STRUTTURE

2. Pianta fili-picchetti delle travi secondarie

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

3. Pianta fili-picchetti delle travi primarie

4. Pianta fili-picchetti delle sezioni ad arco

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

3 38

39 40

9 2 5

6 20

14 17

19 22 18

16 27

33 32 31

27 28

23 26 14

o prospettico fie della sala emisferica

membrana acustica

controsoffitto

soletta

calotta esterna

rivestimento in listelli di legno (2cm)

profilo estruso in alluminio di sospensione dalla trave

profilo scatolare in alluminio

tasselli in ceramica triangolari (l=60cm, s=1cm)

montante in alluminio principale

pendini in alluminio

profilo di chiusura laterale

pannelli in fibra di cemento (4cm)

profili secondari in alluminio di sostegno verticali

profilo estruso in alluminio di sostegno al rivestimento

trave principale (Ø=500mm)

profili in alluminio di sostegno al rivestimento

profili secondari in alluminio di sostegno orizzontali

listelli di legno (2cm)

travetto secondario (IPE500)

membrana impermeabile all’acqua

isolante acustico in lana di vetro (7cm)

condotti dell’impianto di condizionamento dell’aria

profili in acciaio sagomati

montante esterno continuo in alluminio

isolante acustico in lana di vetro (5cm)

isolamento termo-acustico dei condotti (5cm)

lamiera grecata con getto in CLS alleggerito

piastra di giunzione tra montanti

rivestimento in listelli di legno (2cm)

condotto secondario di diffusione dell’aria alle sedute

malta di allettamento (4cm)

montante primario di interpiano in alluminio

pavimentazione in resina (5mm)

isolante acustico in lana di vetro (10cm)

pannelli di chiusura in legno

isolante termico in lana di roccia (14cm)

profilo estruso in alluminio

membrana di barriera al vapore

isolante termico in lana di roccia (10cm)

telaio in alluminio di sostegno al rivestimento

rivestimento in tessuto fonoassorbente

rivestimento interno in listelli di legno (1cm)

Pianta della L configurazione impiantistica della sala L Spaccato prospettico: dettaglio della stratigrafia della semisfera scala 1:200

iassuntive namento terminali di areazione nella sala L

nsionamento condotti di una semiporzione di galleria

legenda

ento previsto nella semiporzione = 65 persone d’aria esterna oraria necessaria = 1287 m3/h

condotti di mandata Qest

parapetto in vetro setti di sostegno in vetro

Vmax

dcondotto

condotti di ripresa

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DELLA TRAVE A SBALZO NELLâ&#x20AC;&#x2122;IMPALCATO DELLE SEDUTE DELLA SALA

TRAVES~1.sdb

03/07/2017

GEOMETRIA, VINCOLI E SEZIONE IPE500 anima: c=46,8cm; t=10,2mm; c/t=45,88 ala: c=9,7cm; t=16mm; c/t=6,06

fyk = 355MPa A = 11,550mm2 Ix = 48.200cm4 Wx = 1989cm3

03/07/2017

TRAVES~1.sdb

IPE 500

5 5006 IPE

03/07/2017

00 E5

IPE 500

SAP2000Z19.0.0

X-Z Plane @ Y=3,96443325125588

KN, m, C

10,

8,75

10,

8,75

CLASSE 4 per compressione CLASSE 1 per flessione

X TRAVES~1.sdb

03/07/2017

Z 1

03/07/2017

carichi accidentali = 4KN/m2

carichi permanenti = 3,5KN/m2

03/07/2017

TRAVES~1.sdb

Z 1

Frame Span Loads (PERMANENTI) (GLOBAL CSys)

SAP2000 19.0.0

Nmax = 36,8KN

KN, m, C

Frame Span Loads (ACCIDENTALI) (GLOBAL CSys)

Vmax = -139,1KN

KN, m, C

Mmax = -371,3KNm

66 Axial Force Diagram (COMB1)

SAP2000 19.0.0

KN, m, C

Shear Force 2-2 Diagram (COMB1)

SAP2000 19.0.0

KN, m, C

Moment 3-3 Diagram (COMB1)

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

VERIFICHE A SFORZO 03/07/2017 AZIONE ASSIALE

TRAVES~1.sdb

NEd / Nb,c,Rd < 1 ; NEd / (A · fyk / γMO) = 36,8KN / 11550mm2 · 355KN/mm2 / 1,05 = 36,8KN / 3900KN < 1 FLESSIONE SEMPLICE / 1,05 MEd / Mc,Rd < 1 ; NEd / (Weff min · fyk / γMO) = -371,3KNm / 1928000mm2 · 355KN/mm203/07/2017 5 = -371,3KNm / 6,52·10 KNm < 1

TRAVES~1.sdb

0,781

TAGLIO

5 6 0,001

0,933

VEd / Vc,Rd < 1 ; VEd / (Av · fyk / √3 · γMO) = -139,1KN / ((A - 2btf + (tw+2r)tf) · fyk/ √3 · γMO) = -139,1KN / 2.023KN < 1

0, 4

0,033

Z X

-72,0

SAP2000 19.0.0

-66,0 0,00 -60,0

-54,0

-48,0 0,50

-42,0

-36,0 0,70 -30,0

-24,0

Steel P-M Interaction Ratios (Italian NTC 2008)

-18,0 0,90

-12,0

-6,0

1,00

0,0

6,0

E-3

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

VERIFICHE A DEFORMAZIONE ABBASSAMENTO

TRAVES~1.sdb

03/07/2017

δTOT = δ1 + δ2 = 52,5mm + 24,5mm = 77mm δ1 = δmax / 2L < 1/250; 77mm/7000mm · 2 = 0,0055 > 0,004 NON VERIFICATA δ / 2L < 1/350; 24,5mm/7000mm · 2 = 0,0018 < 0,0028 VERIFICATA

TRAVES~1.sdb 2

03/07/2017

Si può procedere con questa sezione prevedento una contromonta iniziale che compensi δ1 se δC =Z 5,5cm, allora δTOT = δ1 + δ2 - δc = 2,4cm VERIFICATA X

Z X

-72,0

SAP2000 19.0.0

-66,0

-60,0

-54,0

-48,0

-42,0

-36,0

-30,0

Deformed Shape (COMB1)

-24,0

-18,0

-12,0

-6,0

0,0

6,0

E-3

KN, m, C

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

STRUTTURE

DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DELLâ&#x20AC;&#x2122;ARCO RETICOLARE IN ACCIAIO DELLA SALA L CARICHI DISTRIBUITI SU ENTRAMBI I CORRENTI PERMANENTI TOT soletta e controsofitto = 3,5KN/m2 TOT membrana acustica = 0,6KN/m2 TOT calotta esterna = 1,4KN/m2

area di influenza = 61m2 di cui 49m2 su corrente interno di cui 12m2 su corrente esterno

ACCIDENTALI TOT accidentali = 4KN/m2 CARICHI CONCENTRATI SU ENTRAMBI I CORRENTI PERMANENTI TOT trave principale = 1,5KN/m2

tratto portato = 5m TOT calotta esterna = 7,5KN

CARICHI CONCENTRATI SUL CORRENTE ESTERNO PERMANENTI TOT calotta esterna = 1,4KN/m2 ACCIDENTALI TOT carico da neve = 20-23KN

area di influenza = 23m2 TOT calotta esterna = 32KN

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

ARCO_03.sdb

03/07/2017

CONFIGURAZIONI DI CARICO ARCO_03.sdb

ARCO_03.sdb 03/07/2017

03/07/2017 ARCO_03.sdb

ARCO_03.sdb 03/07/2017

03/07/2017

20,

BOLA RE_0 1

23,

7,5

48,

196,

7,5

88,

204,

32,

TU BO LA RE _0 1

48,

196,

7,5

1 _0 RE LA

32,

BO TU

88,

BO LA RE _0

TUBO LARE _01

1 _0 RE 15 LA TU BO BO TU _01 LA RE 10 TUBOLARE_01 RE LA 12 BO TUBO _0 TU 1 LARE _01 14 TU BO 1 LAR RE_0 BOLA E_0 TU 1 16 TU BO LA RE _0 1 21

32,

23,

13 TU BO LAR E_0 1

204,

11 TU

RE_01

01 E_ R LA BO TU

TUBOLA

TUBOLARE_01

9 TUBOLA RE_01

R LA 01 E_

_01

TUBO LARE

TUBO LARE 1 _0 RE LA BO TU

-19,2

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

48,

196,

48,

196,

32,

7,5

88,

RE _01

48,

196,

32, 32,

7,5

-6,4

-4,8

-3,2

-1,6 E-3 -22,4 -20,8

KN, m,19.0.0 C SAP2000

-19,2

-17,6

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

-8,0

Joint Loads (STRUTTURALE) (Global CSys)

permanenti strutturali

-6,4

-3,2 -22,4 -1,6 -20,8 E-3

-4,8

SAP2000 KN,19.0.0 m, C

48,

32,

7,5

-8,0

Joint Loads (PERMANENTI) (As Defined)

Z X

-17,6

permanenti non strutturali

Z X

-20,8

SAP2000 19.0.0

-19,2

-17,6

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

-8,0

Joint Loads (FINITURA) (Global CSys)

-6,4

-4,8

-3,2

-1,6 -22,4

E-3 -20,8

KN, m, C SAP2000 19.0.0

-19,2

-17,6

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

-8,0

-6,4

-4,8

permanenti acciddentali da finitura esterna esercizio Joint Loads (ACCIDENTALE) (Global CSys)

-3,2 -22,4 -1,6 -20,8 E-3

-19,2

-17,6

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

-8,0

-6,4

accidentali da neve

SAP2000 KN,19.0.0 m, C

Joint Loads (NEVE) (Global CSys)

-4,8

-3,2

-1,6

E-3

KN, m, C

TU BO LA

TU BO LA RE _0 1

TUBOLARE_01

88,

LA RE _

TU BO

AZIONI INTERNE

TUBO LARE _01

E_01 LAR BO TU

TUBOLARE_01

0 E_ AR

_01 LARE TUBO

B 1TU

E_ 01

L BO TU

RE _0 1

1 RE_0

3 TUBOLARE_01

TU BO LA

E_01 LAR BO 8TU TU BO LAR

1 _0 RE LA BO TU

RE_01 TUBOLA

TU BO LA RE _0 1

_01 LARE 6TUBO

LA TUBO

4TUBOLARE_01

1 _0 RE LA O UB T19

88,

TUBOLARE_01

-22,4

01 E_ AR OL

7,5

88,

RE_01

28 TUBOLARE_01

88,

TUBOLA

_01 LARE TUBO

204,

27 TUBOLARE_01

30 TUBOLARE_01

88,

204,

01 E_ LAR BO TU

_0 RE LA BO TU

24 TUBOLARE_01

32,

TUBOLARE_01

204,

ARCO_03.sdb

03/07/2017

ARCO_03.sdb

03/07/2017ARCO_03.sdb

03/07/2017

-22,4

-20,8

SAP2000 19.0.0

-19,2

-17,6

-16,0

-14,4

-12,8

-11,2

-9,6

-8,0

-6,4

-4,8

X-Z Plane @ Y=-156,863079572507

-3,2

-1,6

E-3

KN, m, C

GEOMETRIA, SEZIONE, VINCOLI fyk = 450MPa A = 379,5cm2 Ã¸ = 508mm tw = 25mm

SAP2000 19.0.0

Z X

Axial Force Diagram (COMBINAZIONE 1)

Nmax = -5780KN

KN, m, C

SAP2000 19.0.0

Shear Force 2-2 Diagram (COMBINAZIONE 1)

Vmax = 790KN

KN, m, CSAP2000 19.0.0

Moment 3-3 Diagram (COMBINAZIONE 1)

Mmax = -1391,6KNm

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

VERIFICHE A SFORZO tutte i tratti sella sezione risultano verificati a sforzo, come indicato dall’estratto di SAP2000

ARCO_03.sdb

03/07/2017

0,436 0,28

19 0,2

0,19

0,1 52

0,1 0,12

0,196

0,5 46

0,365

0,1

0,21 6

0,2

0,22

0,126

0,574

0,4 25

0,3 56

0,9 17

0,462

0,1

0,4

0,448

0,528

0,546 0,554

0,519

0,85

0,53 4

0,487

0,769

0,4 73

0,3 92

0,182

0,521

0,3

0,1 91

72 0,7

69 78

18 0,1

0,22

0,143

0,42

0,2

X 0,649

0,00

SAP2000 19.0.0

0,2

0,174

0,2 53

Location m 3,53032 3,53032 4,71877 3,53032 4,71878 3,53032 3,53032 4,71877 3,53032 4,71878 3,53032 0 0 0 0 0 3,43835 3,43835 3,43835 3,43835 0 0 2,85126 2,85126 0 0 0 2,85126 2,85126 0 0 3,54406 0 0 0 0 5,08207 0 0 4,53013 0 0 4,18365 0 4,45569 4,66543 0 0

0,4

Combo Text DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2 DSTL2

0,1

RatioType Text PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM PMM

8 0,24

Ratio Unitless 0,189367 0,143218 0,284294 0,25484 0,252764 0,248289 0,12594 0,247357 0,219764 0,218511 0,21643 0,167178 0,574243 0,4365 0,281761 0,152451 0,179547 0,308645 0,492527 0,649487 0,419541 0,220254 0,117993 0,369395 0,771891 0,36463 0,189882 0,127297 0,425233 0,462005 0,447828 0,849729 0,768975 0,181886 0,520601 0,190772 0,39172 0,486595 0,519098 0,527747 0,182023 0,356189 0,916936 0,546228 0,553696 0,534054 0,473149 0,456006

0,255

TABLE: Steel Design 1 ‐ Summary Data ‐ Italian NTC 2008 Frame DesignSect DesignType Status Text Text Text Text 1 TUBOLARE_01 Brace No Messages 2 TUBOLARE_01 Column No Messages 3 TUBOLARE_01 Brace No Messages 4 TUBOLARE_01 Brace No Messages 5 TUBOLARE_01 Brace No Messages 6 TUBOLARE_01 Brace No Messages 7 TUBOLARE_01 Column No Messages 8 TUBOLARE_01 Brace No Messages 9 TUBOLARE_01 Brace No Messages 10 TUBOLARE_01 Brace No Messages 11 TUBOLARE_01 Brace No Messages 12 TUBOLARE_01 Brace No Messages 13 TUBOLARE_01 Brace No Messages 14 TUBOLARE_01 Brace No Messages 15 TUBOLARE_01 Brace No Messages 16 TUBOLARE_01 Brace No Messages 17 TUBOLARE_01 Brace No Messages 18 TUBOLARE_01 Brace No Messages 19 TUBOLARE_01 Brace No Messages 20 TUBOLARE_01 Brace No Messages 21 TUBOLARE_01 Brace No Messages 22 TUBOLARE_01 Brace No Messages 23 TUBOLARE_01 Brace No Messages 24 TUBOLARE_01 Brace No Messages 25 TUBOLARE_01 Brace No Messages 26 TUBOLARE_01 Brace No Messages 27 TUBOLARE_01 Brace No Messages 28 TUBOLARE_01 Brace No Messages 29 TUBOLARE_01 Brace No Messages 30 TUBOLARE_01 Beam No Messages 31 TUBOLARE_01 Beam No Messages 32 TUBOLARE_01 Beam No Messages 33 TUBOLARE_01 Beam No Messages 34 TUBOLARE_01 Beam No Messages 35 TUBOLARE_01 Beam No Messages 36 TUBOLARE_01 Brace No Messages 37 TUBOLARE_01 Brace No Messages 38 TUBOLARE_01 Brace No Messages 39 TUBOLARE_01 Column No Messages 40 TUBOLARE_01 Brace No Messages 41 TUBOLARE_01 Brace No Messages 42 TUBOLARE_01 Brace No Messages 43 TUBOLARE_01 Brace No Messages 44 TUBOLARE_01 Brace No Messages 45 TUBOLARE_01 Column No Messages 46 TUBOLARE_01 Brace No Messages 47 TUBOLARE_01 Brace No Messages 48 TUBOLARE_01 Brace No Messages

0,1

09 0,3

0,493

0,50

0,70

0,90

Steel P-M Interaction Ratios (Italian NTC 2008)

1,00

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

VERIFICHE A DEFORMAZIONE ABBASSAMENTO δTOT = δPERM + δACC = 40mm+22mm = 62mm δTOT / L < 1/250; 62mm/42000mm = 0,0015 < 0,004 VERIFICATA δACC / L < 1/350; 22mm/42000mm = 0,0005 < 0,0028 VERIFICATA

ARCO_03.sdb

03/07/2017

TABLE: Joint Displacements Joint OutputCase Text Text 1 COMBINAZIONE 1 2 COMBINAZIONE 1 3 COMBINAZIONE 1 4 COMBINAZIONE 1 5 COMBINAZIONE 1 6 COMBINAZIONE 1 7 COMBINAZIONE 1 8 COMBINAZIONE 1 9 COMBINAZIONE 1 10 COMBINAZIONE 1 11 COMBINAZIONE 1 12 COMBINAZIONE 1 13 COMBINAZIONE 1 14 COMBINAZIONE 1 15 COMBINAZIONE 1 16 COMBINAZIONE 1 17 COMBINAZIONE 1 18 COMBINAZIONE 1 19 COMBINAZIONE 1 20 COMBINAZIONE 1 21 COMBINAZIONE 1 22 COMBINAZIONE 1 23 COMBINAZIONE 1 24 COMBINAZIONE 1 25 COMBINAZIONE 1 26 COMBINAZIONE 1 27 COMBINAZIONE 1 28 COMBINAZIONE 1 29 COMBINAZIONE 1 30 COMBINAZIONE 1 31 COMBINAZIONE 1 32 COMBINAZIONE 1

CaseType Text Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination Combination

U1 m 0,008048 0,000567 0 0 ‐0,002655 0,001843 ‐0,002477 0,004425 0 0 0,002404 ‐0,001638 0,002263 ‐0,003936 ‐0,000476 ‐0,007187 ‐0,005421 0,005993 0,012721 0,026428 ‐0,011408 ‐0,039851 ‐0,039859 ‐0,040835 ‐0,04053 ‐0,012287 ‐0,012357 0,022758 0,022601 0,042999 0,042654 0,026643

U2 m

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

U3 R1 m Radians ‐0,022068 ‐0,025436 0 0 ‐0,005688 ‐0,005648 ‐0,015214 ‐0,01361 0 0 ‐0,005148 ‐0,005105 ‐0,013699 ‐0,01223 ‐0,022933 ‐0,01994 ‐0,031573 ‐0,034938 ‐0,030448 ‐0,046567 ‐0,027665 ‐0,057808 ‐0,061297 ‐0,060148 ‐0,06106 ‐0,055323 ‐0,054155 ‐0,05506 ‐0,056355 ‐0,060137 ‐0,061859 ‐0,054124

Z X

-58,5

-54,0

SAP2000 19.0.0

-49,5

-45,0

-40,5

-36,0

-31,5

-27,0

-22,5

-18,0

Deformed Shape (COMBINAZIONE 1)

-13,5

-9,0

-4,5

0,0

E-3

KN, m, C

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

L’INVOLUCRO: CONFRONTO TRA DUE MODELLI La principale ciriticità relativa all’ideazione dell’involucro è stata quella riscontrata per la parte di esso che di fatto risulta sospesa nel vuoto tra i due volumi laterali di CLS. Tale porzione della trave superiore a sezione trinagolare, che caratterizza tutto il perimetro dell’edificio e gli fa da coronamento, pone infatti il problema di attraversare 33m di luce in doppio appoggio, garantendo continuità dello schema geometrico dell’elemento singolarmente inteso, nonchè assicurando la possibilità di vincolarvi i tiranti cui sono appesi gli altri apparati appartenenti al sistema: passerelle e tessuto. Il problema è stato affrontato, anche grazie ad un software apposito (SAP2000), ipotizzando dapprima la continuazione della sezione tipica della trave anche nella porzione sospesa nel vuoto, unendo i portali di cui è costituita tramite elementi tubolari in senso ortogonale, creando quindi una trave nella trave, appoggiata ai primi elementi agli estremi che hanno la possibilità di ancorarsi alla parete retrostante. Sebbene l’intuizione fosse corretta, l’analisi numerica e le verifiche a sforzi e deformazioni hanno dimostrato che il modello Vierendeel appena ottenuto era insufficiente (soprattutto per quanto riguarda gli sforzi). La soluzione è stata quindi quella di inserire degli elementi diagonali sulle tre facce della trave, rendendo così il sistema di tipo reticolare, estendendo poi la logica a tutto il perimetro dell’edificio, per uniformare la figura finale in prospetto.

STRUTTURE

Esploso assonometrico: le parti dellâ&#x20AC;&#x2122;involucro

TRAVEI~2.sdb

07/09/2017

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

GEOMETRIA, SEZIONE, VINCOLI 54

TRAVEI~2.sdb 49 53

43 47

50 52

37 41

44 46

31 35

38 40

25 29

32 34

19 23

26 28

13 17

20 22

07/09/2017 711

14 16

8 10

4 6

07/09/2017 CONFIGURAZIONI DI CARICO

TRAVEI~2.sdb SAP2000 19.0.0

98,

TRAVEI~2.sdb

07/09/2017

350,

3-D View

acciddentali

84,

07/09/2017

84,

TRAVEI~2.sdb

SAP2000 19.0.0

permanenti KN, m, C

350,

m = 2kN/m Ã¸ = 355,6mm tw = 25mm

350,

fyk = 355MPa

MODELLO VIERENDEEL

Joint Loads (PERMANENTI) (As Defined)

KN, m, C

15,

KN, m, C 15,

15,

Joint Loads (ACCIDENTALI) (As Defined)

15,

SAP2000 19.0.0

15,

finiture

carico da neve

SAP2000 19.0.0

Joint Loads (INVOLUCRO) (As Defined)

KN, m, C

TRAVEI~4.sdb

07/09/2017

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

GEOMETRIA, SEZIONE, VINCOLI

MODELLO RETICOLARE 50

TRAVEI~4.sdb 41 45

47 52

48 53

35 39

42 44

29 33

36 38

23 27

30 32

17 21

24 26

11 15

18 20

07/09/2017 151

12 14

6 8

07/09/2017

-14,0

-12,6

-11,2

SAP2000 19.0.0

-9,8

-8,4

-7,0

-5,6

98,

-4,2

98,

-15,4

98,

-16,8

98,

-2,8

-1,4

3-D View

350,

07/09/2017 -18,2

-16,8

-15,4

-14,0

-11,2

-9,8

-8,4

-7,0

-5,6

-4,2

-2,8

-1,4

Joint Loads (PERMANENTI) (Global CSys)

E-3

KN, m, C 42,

42,

SAP2000 19.0.0

-12,6

42,

-19,6

42,

TRAVEI~4.sdb

350,

acciddentali

07/09/2017

350,

TRAVEI~4.sdb

350,

permanenti

E-3

KN, m, C

42,

-18,2

98,

CONFIGURAZIONI DI CARICO

-19,6

m = 2kN/m Ã¸ = 355,6mm tw = 25mm

3 54

TRAVEI~4.sdb

fyk = 355MPa

finiture -18,2

-16,8

-15,4

-14,0

-12,6

-11,2

-9,8

-8,4

-7,0

-5,6

-4,2

-2,8

-1,4

E-3

15,

KN, m, C

15,

Joint Loads (ACCIDENTALI) (Global CSys)

15,

-19,6

SAP2000 19.0.0

carico da neve -19,6

SAP2000 19.0.0

-18,2

-16,8

-15,4

-14,0

-12,6

-11,2

-9,8

-8,4

Joint Loads (INVOLUCRO) (Global CSys)

-7,0

-5,6

-4,2

-2,8

-1,4

E-3

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti TRAVEI~2.sdb

07/09/2017

VERIFICA A DEFORMAZIONE ABBASSAMENTO δTOT > 100mm δTOT / L < 1/500; 100mm/33000mm = 0,003 > 0,002 NON VERIFICATA TRAVEI~2.sdb

07/09/2017

TRAVEI~2.sdb

07/09/2017

-980

-910

-840

-770

-700

-630

-350

-280

-210

-140

-70

2,876

VERIFICA A SFORZO

11,206

5,079

2,559

0,176

6 0,17 2,5E+06

6 0,1 7

6,206

5,0E+06

0, 5

4,0E+

6,6E+06

2,641

3,354 6,6E+06

-420

Steel P-M Interaction Ratios (Italian NTC 2008)

-350 0,90

7,347

-280

0, 5

2,876

6,206 11,206

3,354 5,079

0,176 0,047 0,173

6 0,1 7

0,17 2,5E+06

6,6E+06

2,559

3,895

2,641

-560 0,70 -490

0, 17 6

4,0E+

1,466

14,507

6,6E+06

-630

1,94

2,276 5,0E+06

1,466

1,392

7,347

-700 0,50

1,061

2,5E+06

3,895

1,061

0,848

3,895

-770

2,559

7,347

0,848

1,466

0,1

1,392

5,0E+06

4,0E+ 06

2,276 5,0E+06

1,466

2,276 5,079

11,206

2,876

4,0E+ 06

0, 17 6

3,895

3,354

-910 0,00 -840

1,061

1,94

la maggior parte dei tratti sella sezione NON risultano verificati aE-3sforzo, -700 -630 -560 -490 -420 -350 -280 -210 -140 -70 come indicato dall’estratto diKN,SAP2000 Deformed Shape (COMB1) m, C

1,94

6,206

14,507

1,392

0,17

1 0,

1,061

0,848

2,5E+06

7,347

2,641

0,848

-770

14,507

2,559

-840

1,392

2,276 5,079

-910

5 0,5

1,94

E-3

KN, m, C

1 0,

3,354 11,206

2,876

-980

SAP2000 19.0.0

-420

0,1

2,641

6,206

-980

-490

0,17

5 0,5

SAP2000 19.0.0

-560

Deformed Shape (COMB1)

0,047 0,173

SAP2000 19.0.0

14,507

-210 1,00 -140

-70

E-3

KN, m, C

STRUTTURE

progettazione strutturale, dimensionamento di elementi portanti

TRAVEI~4.sdb

07/09/2017

VERIFICA A DEFORMAZIONE ABBASSAMENTO δTOT = 22mm δTOT / L < 1/500; 22mm/33000mm = 0,0006 < 0,002 VERIFICATA

TRAVEI~4.sdb

07/09/2017

TRAVEI~4.sdb

07/09/2017

-19,6

-18,2

-16,8

-15,4

-14,0

-12,6

-8,4

-7,0

-5,6

0,117

0,1

71 17 50,4

0,098

-4,2

1,00

-2,8

0,117

0,547

0, 04 6

0,133

0,1

0,1 58

0,547

0, 04 6

0,09 0,218 0,034 0,09 0,218

0,472

0,256

0,03 0,256

0,755

0,392

8 0,0 3 0,392

0,1 58

0,90 -7,0

0,5 8

0,064

48 0,5

E-3

KN, m, C

71 17 50,4

0,042 0,0 69 0,075

0,755

-8,4

0, 07 5

0,5 8

-1,4

0,354

0,094

Steel P-M Interaction Ratios (Italian NTC 2008)

0,098

0,472

9 32 0,

-2,8

0,08 0,392

0,472

0,033

0,044

-9,8

0,354

0,031 0,063

9 12 0,

E-3

0,755

0,014 0,03 2

3 0,0

0,755

0,392

0,022 0,02 9

0,064

-4,2

48 0,5

0,133

0,256

-11,2 0,70

0,08

0,094

0,022

0,044

-12,6

9 32 0,

-5,6

0,044

0,03

0, 12 9

9 12 0,

0,256

-14,0 0,50

0,022 9 0,02 0,022

6 04 0,

0,094

-15,4

6 04 0,

0,547

0,133

0,014 2

0,3

0, 12 9

0,044

0,03 0,033

58 0,1

0,96

-18,2 0,00 -16,8

0,098

0,547

0,031

0,063 0,08

0,5 48

58 0,1

0,96

5 07 0,

0,3

0,094

2 0,2

0,444

52 0,1

0,117

-19,6

-1,4

0,042 0,0 69 0,075

0,444

-7,0

0, 07 5

0,444

0,033

-8,4

0,2 2

0,022

-9,8

0,031 0,063

-11,2

0,014 0,03 2

0,96

-12,6

0,022 0,02 9

0,2 2

0,03

0,0 3

-14,0

0,022 9 0,02 0,022

0,96

-15,4

0,133

0,042 69 0,0 0,075 0,064

70,7

0,5 48

0,098

0,4 1

2 0,2

70,

5 71

0,444

52 0,1

0,117

0,4 1

SAP2000 19.0.0

-2,8

0,354

-16,8

0,014 2

0,03 0,033

0,472

0,354

0,031

0,063 0,08

-18,2

5 07 0,

tutti i tratti sella sezione risultano verificatiDeformed a sforzo, come indicato SAP2000 19.0.0 Shape (COMB1) dall’estratto di SAP2000

87 0,5

-4,2

KN, m, C

3 0,0

0,042

0 0,075 VERIFICA A ,5SFORZO 87 0,064 0 -19,6

-9,8

0,03

,06

-11,2

Deformed Shape (COMB1)

0,034

SAP2000 19.0.0

-1,4

E-3

KN, m, C

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dell’architettura

L’APPROCCIO TECNOLOGICO ALLE VARIE SCALE Il tema della tecnologia ci si è posto da subito come fondamentale nella risoluzione del progetto architettonico alle varie scale di dettaglio. Infatti il progetto è caratterizzato da una precisa matericità associata alle forme e agli spazi, per cui non è indifferente la specificazione delle scelte materiche e insieme costruttive, proprio per definire o enfatizzare i diversi caratteri delle parti. Da un punto di vista macroscopico il lavoro si è incentrato quindi, in concomitanza con l’approfondimento strutturale, sulla definizione delle tecniche costruttive da adottare per le varie parti dell’intero complesso, andando così a definire precisi ambiti di lavoro circoscritti, da cui si è poi potuto partire per degli approfondimenti particolareggiati fino allo studio di dettagli a scale anche molto ravvicinate. I macro-ambiti sono: i volumi in piastre e lastre di calcestruzzo, la cui criticità sta nelle eccezioni (l’attacco delle semisfere, lo scavo dei grandi fori nel perimetro esterno); le sale semisferiche, la cui criticità sta proprio nella geometria complessa e variabile in ogni sua parte (l’approfondimento è stato sul rivestimento in ceramica); l’involucro esterno, costituito da due sistemi intersecanti, quello dei percorsi pedonali che abbracciano e penetrano i volumi e quello che, con direzionalità opposta, si occupa di sostenere il vero e proprio rivestimento (la ricerca qui è stata sul materiale della pelle esterna e la sua realizzabilità con le geometrie progettate).

m 0

100

150

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. trave tubolare in doppio vincolo tirantata

240

2. tirante Ă&#x2DC;150mm 200

3. impalcato secondario della passerella in travi scatolari e lamiera grecata 4. pannelli in fibrogesso rivestiti in resina

160 2 120

4 3

80 1

120

160

200

240

Dettaglio A: nodo tra impalcato delle passerelle e tiranti nellâ&#x20AC;&#x2122;involucro

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. trave tubolare con estremitĂ predisposta al nodo con la trave anulare

2. tubolare in alluminio

3. elemento di fissaggio del tessuto alla trave

4. tessuto da rivestimenti per architettura, ignifugo e fonoassorbente

40 3 1

Dettaglio B: nodo tra trave anulare perimetrale e tessuto dellâ&#x20AC;&#x2122;involucro

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. serramento in acrilico trasparente saldato esterno

120

2. serramento in acrilico trasparente saldato interno

100

3. oscuramenti interni avvolgibili

3 80

4. rivestimento esterno in tasselli di ceramica

1 60

100

120

Dettaglio C: particolare di unâ&#x20AC;&#x2122;apertura nella calotta semisferica

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. nodo strutturale di incastro tra lâ&#x20AC;&#x2122;arco in acciaio e la lastra in CLS

240

2. intonaco di rasatura dello scuretto di attacco

200

3. rivestimento esterno in tasselli di ceramica

2 160

4. paramento esterno in pannelli di cemento alleggerito fibrorinforzato

3 120

80 1

240

200

160

120

Dettaglio D: nodo tra la struttura della semisfera e la parete in CLS

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. struttura reticolare sagomata di sostegno in profili di alluminio

240 4

2. paramento esterno in pannelli di cemento alleggerito fibrorinforzato

200

3. soletta in getto di CLS alleggerito con UBOOT

3 160

4. rivestimento della pavimentazione in resina

1 120

120

160

200

240

Dettaglio E: particolare del rivestimento degli scavi nelle pareti perimetrali

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

1. canalina di raccordo al suolo delle acque meteoriche

240

2. profilo estruso sagomato per raccolta delle acque piovane

200

3. paramento esterno in pannelli di cemento alleggerito fibrorinforzato

160

4. rivestimento della pavimentazione esterna in lastre di materiale lapideo

120

2 1

240

200

160

120

Dettaglio F: particolare dellâ&#x20AC;&#x2122;attacco a terra dellâ&#x20AC;&#x2122;edificio

progettazione tecnologica e costruzione dell’architettura

CALOTTE EMISFERICHE: IL RIVESTIMENTO Il tema del rivestimento delle sale emisferiche e più in generale della costruzione stratigrafica della geometria sferica è stato fin da subito spunto di riflessioni metodologiche e approfondimenti specifici in vari campi di ricerca dal punto di vista tecnologico-costruttivo. La sfida è stata duplice: da un lato assicurare standard di comfort termico e igrometrico nelgli ambienti interni, nonchè garantire performance di assorbimento acustico assolutamente in linea con i requisiti di una sala teatrale; dall’altro sviluppare una figura esterna di superficie che sapesse coniugare le diverse scale a cui lavora l’oggetto e, non ultima, la possibilità concreta di realizzare un involucro su una geometria di questo tipo. Dal punto di vista degli interni il lavoro è stato quello, tradizionale nel metodo e innovativo nelle soluzioni applicate alla particolare geometria, di studiare la stratigrafia in maniera da ottenere le specifiche desiderate, (prevedendo il più possibile spessori conteuti e pesi non eccessivi, trattandosi di elementi di finitura appesi ad una struttura già di per sè sospesa). Dal punto di vista del rivestimento esterno, l’idea è stata quella di ottendere una superficie continua se considerata come macroelemento, ma realizzata con tasselli in ceramica discretizzati di dimensioni più “domestiche”, inserendo poi nel disegno complessivo alcune misurate eccezioni. Per risolvere il problema della superficie con doppia curvatura è stato usato un software parametrico di supporto (Grasshopper).

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

Visualizzazione del modello 3D di studio della suerficie discretizzata delle semisfere

11 8

9 2 5

6 20

14 17

16 27

38 39 40

35 37 36

22 18

33 25

23 26 14

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

TECNOLOGIE

LEGENDA soletta

calotta esterna 1

tasselli in ceramica triangolari (l=60cm, s=1cm)

profilo scatolare in alluminio

pannelli in fibra di cemento (4cm)

profilo di chiusura laterale

profili in alluminio di sostegno al rivestimento

trave principale (Ă&#x2DC;=500mm)

membrana impermeabile allâ&#x20AC;&#x2122;acqua

travetto secondario (IPE500)

montante esterno continuo in alluminio

profili in acciaio sagomati

piastra di giunzione tra montanti

lamiera grecata con getto in CLS alleggerito

montante primario di interpiano in alluminio

malta di allettamento (4cm)

isolante acustico in lana di vetro (10cm)

pavimentazione in resina (5mm)

isolante termico in lana di roccia (14cm)

pannelli di chiusura in legno

membrana di barriera al vapore

profilo estruso in alluminio

isolante termico in lana di roccia (10cm)

parapetto in vetro

telaio in alluminio di sostegno al rivestimento

setti di sostegno in vetro

rivestimento interno in listelli di legno (1cm)

rivestimento in tessuto fonoassorbente

TECNOLOGIE

progettazione tecnologica e costruzione dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura

controsoffitto 27

profilo estruso in alluminio di sospensione dalla trave

pendini in alluminio

profilo estruso in alluminio di sostegno al rivestimento

listelli di legno (2cm)

condotti dellâ&#x20AC;&#x2122;impianto di condizionamento dellâ&#x20AC;&#x2122;aria

isolamento termo-acustico dei condotti (5cm)

condotto secondario di diffusione dellâ&#x20AC;&#x2122;aria alle sedute membrana acustica

rivestimento in listelli di legno (2cm)

montante in alluminio principale

profili secondari in alluminio di sostegno verticali

profili secondari in alluminio di sostegno orizzontali

isolante acustico in lana di vetro (7cm)

isolante acustico in lana di vetro (5cm)

rivestimento in listelli di legno (2cm)

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

IL PROGETTO DEGLI IMPIANTI TECNICI Il progetto si propone come un edificio multisala, composto da tre sale principali inserite in due unità separate, in cui sussistono contemporaneamente i teatri (ognuno dei quali composto da sala per il pubblico e scena), e ulteriori funzioni. Di queste si distinguono in particolare due macrocategorie: le funzioni direttamente legate all’attività teatrale e ai lavoratori del settore, quali l’accademia e i laboratori artigianali di scenografia, e le funzioni dirette al pubblico, quali terziario e servizi. Il progetto è perciò caratterizzato da una forte mixitè funzionale che ne articola le questioni e le soluzioni dal punto di impiantistico. Ulteriore elemento di identità dell’edificio è la pelle esterna, che lo circonda nella sua interezza e costituisce l’elemento di unione e distribuzione ai blocchi. L’intervento impiantistico mira a garantire le condizioni di comfort a tutti i fruitori dell’edificio e in tutti gli ambienti, puntando a obiettivi quali la minimizzazione dei carichi e delle dispersioni, e la massimizzazione delle prestazioni dei componenti impiantistici. Il progetto degli impianti è in linea con le scelte architettoniche e progettuali dell’edificio, ed è stato interpretato sfruttando le opportunità progettuali che la materia ha potuto offrire.

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

Il sistema impiantistico è stato progettato considerando l’edificio diviso in due unità: - UNITÀ 1, ovvero l’intero blocco ospitante la sala L; - UNITÀ 2, ossia il blocco con un lato inclinato in cui sono posizionate le altre due sale. Gli ambienti climatizzati si trovano all’interno di queste due unità; le passerelle esterne e il vuoto centrale non sono riscaldati. All’interno dei blocchi, ad eccezione delle singole attività e funzioni racchiuse nel “muro abitato”, e delle sale, che sono organismi chiusi e separati, i restanti ambienti dell’edificio sono climaticamente collegati. Le solette non chiudono ermeticamente i singoli piani poichè sono presenti diversi grandi affacci sui livelli inferiori e superiori, che permettono il passaggio dell’aria anche su più piani. UNITÀ 1

UNITÀ 2

Sezione schematica: flussi d’aria calda-fredda all’interno delle due unità volumetriche

100

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

IMPIANTI

CONDIZIONI DI COMFORT Per garantire le condizioni di comfort, il progetto impiantistico è stato affrontato evidenziando all’interno di ogni unità le diverse attività presenti, e per ognuna di esse sono stati definiti dei parametri fondamentali quali: - superficie S, volume V e affollamento Wpp; - condizioni termo-igrometriche di progetto (temperatura invernale di progetto Ti, umidità relativa invernale Ui, temperatura estiva di progetto Te, umidità relativa estiva Ue); - requisiti per la qualità dell’aria (portata d’aria di rinnovo ed espulsione); - tipologia impianti tecnici presenti (acqua sanitaria, riscaldamento, climatizzazione, impianto aria, ecc.). Gli spazi ripetuti e presentanti funzioni equivalenti (dove l’affollamento ha gli stessi indici e le attività svolte sono simili), sono stati identificati con lo stesso codice e raggruppati in una stessa categoria. Tale identificazione è funzionale alla definizione del numero di Unità Trattamento Aria necessarie, dato che gli ambienti identificati da uno stesso codice presentano le medesime necessità climatiche e perciò possono ufruire della stessa UTA per il rinnovo dell’aria. Per ogni categoria sono evidenziati il numero di ambienti raggruppati e i valori corrispondono alla sommatoria di affollamento, superfici e portata d’aria di rinnovo totale. Il parametro Wpp dell’affollamento è stato definito per ogni ambiente da progetto, definendo il n° di persone previste all’interno di un determinato ambiente con l’ausilio degli indici forniti dalla normativa UNI 10339. Il coefficiente Qop di portata d’aria di rinnovo o di estrazione, valutato a persona, è fornito dalla normativa UNI 10339. La sola estrazione di aria si verifica nei casi in cui gli ambienti di riferimento siano cucine o bagni. Il coefficiente Qest di portata d’aria di rinnovo o di estrazione è il risultato del prodotto tra Qop e gli indici di affollamento. Nella valutazione della tipologia di impianto si considera se l’impianto è a tutt’aria, ad acqua o misto, e se il funzionamento è costante ( detto “a regime”), o se è previsto solo in certi periodi della giornata e dell’anno (“aperiodico”).

101

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

UNITÀ 1 COD.

AMBIENTE

S (m2)

V (m3)

Wpp (persone)

Ti (c°)

Ui (%)

Te (c°)

Ue (%)

Qop (m3/spp)

Qest (m3/h)

TIPOLOGIA IMPIANTI

A01

Sala L

1770

8000

500

5,5x10-3

9900

ad aria aperiodico

A02

Scena L

1050

40000

12,5x10-3

1350

ad aria aperiodico

B01

Foyer (+4,5m)

1120

8000

600

-3

11x10

19800

ad aria a regime

B02

Foyer/ingresso accademia (+36m)

1200

10000

600

11x10-3

19800

ad aria a regime

C01

Attività commerciali (x9)

640

2400

100

11x10-3

3960

ad aria a regime

D01

S. igienici (x19)

350

1310

10x10-3

(2500)

ad aria a regime

E01

Spazi tecnico comune (x10)

7720

28930

100

9x10-3

3240

ad aria a regime

F01

Laboratori/uffici/aule (x7)

380

1430

5,5x10-3

990

ad aria a regime

G01

Camerini/spogliatoi (x17)

630

2360

6,5x10-3

1400

ad aria a regime

H01

Depositi (x13)

2850

10690

5,5x10-3

540

ad aria a regime

COD.

AMBIENTE

S (m2)

V (m3)

Wpp (persone)

Ti (c°)

Ui (%)

Te (c°)

Ue (%)

Qop (m3/spp)

Qest (m3/h)

TIPOLOGIA IMPIANTI

A03

Sala M Scena M

1400

14130

220

5,5x10-3

4360

ad aria aperiodico

A04

Sala S

495

5150

160

5,5x10-3

3170

ad aria aperiodico

A05

Scena S

300

5700

12,5x10-3

1350

ad aria aperiodico

B03

Foyer (+4,5m)

720

5940

320

11x10

12600

ad aria a regime

B04

Foyer (+22,5m)

720

5940

260

11x10

10290

ad aria a regime

B05

Ingresso accademia (+49,5m)

720

5940

200

11x10-3

7920

ad aria a regime

C02

Attività commerciali (x 15)

1145

4290

100

11x10-3

4000

ad aria a regime

D02

S. igienici (x18)

340

1275

10x10-3

2520

ad aria a regime

E02

Spazi tecnico comune (x6)

4320

16200

9x10-3

2590

ad aria a regime

F02

Laboratori/uffici/aule (x16)

850

3190

100

5,5x10-3

1980

ad aria a regime

G02

Camerini/spogliatoi (x12)

240

900

6,5x10-3

1170

ad aria a regime

H02

Depositi (x10)

1570

5890

5,5x10-3

595

ad aria a regime

UNITÀ 2

-3 -3

102

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

IMPIANTI

IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE Tutti gli ambienti dell’edificio sono costituiti da un impianto di climatizzazione del tipo “tutta aria”, dove la distribuzione è garantita dalle Unità di Trattamento Aria (UTA), che permettono sia il raffrescamento che il riscaldamento e consentono il controllo della qualità dell’aria. Le UTA sono tutte disposte all’ultimo livello di ogni unità, in appositi ambienti a loro riservati, direttamente collegate con l’esterno tramite griglie sulla copertura che permettono la raccolta e l’espulsione dell’aria. Questi vani sono stati dimensionati in maniera tale da poter contenere più UTA, anche disposte una sopra l’altra, e per consentire le operazioni di manutenzione. La distribuzione ai diversi livelli dell’edificio avviene tramite condotti passanti all’interno di cavedi appositamente progettati per il passaggi di tutti gli impianti, accessibili dai tecnici ad ogni piano. Negli ambienti posizionati nel “muro abitato”, l’aria di rinnovo viene immessa dall’alto, dove i controsoffitti ospitano condotti e bocchette di estrazione e espulsione. Solo negli ambienti di scambio, quelli compresi tra il “muro” e le sale, dove i controsoffitti sono assenti, le bocchette sono posizionate sul muro perimetrale. Nelle sale i condotti passano ugualmente sopra i controsoffitti, ma l’espulsione avviene tramite diffusori posizionati sotto le sedute del pubblico. Il numero totale di UTA necessarie per garantire condizioni di comfort in tutto l’edificio è stato valutato considerando come riferimento Unità di Trattamento che garantiscano in media una portata di 10000 3 m /h. Il numero finale di UTA è stato stimato valutando che una singola Unità gestisce il rinnovo di aria in ambienti con le medesime richieste di temperatura e umidità relativa (che solitamente corrispondono ad ambienti con le medesime funzioni), e considerando la portata totale di aria di rinnovo necessaria per tali ambienti.

103

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

UNITÀ 1 COD.

Qest TOTALE

n° UTA

A01 + A02

11250

B01 + B02 + E01

42840

C01 + F01 + G01

6340

D01

2500

H01

540

TOT

10 UTA

UNITÀ 2 COD.

Qest TOTALE

n° UTA

A03

4360

A04 + A05

4520

B03 + B04 + B05 + E02

33400

C02 + F02 + G02

7150

D02

2520

H02

595

TOT

9 UTA

Esploso assonometrico: il condizionamento dell’aria

104

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

CENTRALE TERMICA E FRIGORIFERA Le centrali frigorifera e termica sono situate all’esterno del teatro, all’interno dell’edificio a stecca situato dietro il teatro stesso. Il vano che le ospita è grigliato e non interrato, per permettere l’areazione essenziale per il funzionamento degli impianti. Le due centrali servono sia l’edificio del teatro che i laboratori ed eventali edifici circostanti. LLa potenza della centrale termica di tutto il fabbricato è stata calcolata come segue: Qt = V * 0.03kW/m + V’ * 1.2kg/m * (Ta-Te)C° * 1.005kJ/c°kg / 3600s/h dove: - Qt è la potenza termica della caldaia/pompa di calore in kW; - V è il volume complessivo di tutti i locali in m3; - V’ è la portata di rinnovo di tutti i locali in m3/h. 3

Considerando il progetto, i dati che ne risultano sono: - V = Vunità1 + Vunità2 = 264310 m3 - V’= V’unità1 + V’unità2 = 80000 m3/h Qt = 264310m * 0.03kW/m 3

Di conseguenza, la potenza della centrale termica è pari a: + 80000m /h * 1.2kg/m * (20-(-5))c° * 1.005kJ/c°kg / 3600s/h = Qt = 7929kW + 670kW = 8600kW = 8.5MW 3

La potenza della centrale frigorifera è stata assunta, in prima approssimazione, pari a quella della centrale termica.

105

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

Esploso assonometrico: i flussi di acqua freddi e caldi

106

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

IMPIANTO ACQUE METEORICHE L’impianto delle acque meteoriche è suddiviso in due interventi principali: - il progetto per la raccolta delle acque dalle coperture delle unità; - il progetto per la raccolta dei flussi a livello terra. Riguardo il primo intervento è stato fondamentale definire le caratteristiche geometriche della copertura, al fine di comprendere la direzione preferenziale delle acque e la presenza di eventuali zone di ristagno. Entrambe le unità presentano una copertura continua, inclinata al 2% in una sola direzione verso il lato lungo più esterno. Il canale di raccolta perciò è uno per unità, e situato in corrispondenza di questo lato più lungo. I pluviali sono in corrispondenza del fronte su cui è situato il compluvio e non sono visibili: essi scorrono lungo il prospetto nascosti dai pannelli della facciata ventilata. I pluviali scaricano i flussi a terra in un canale di raccolta posizionato lungo il perimetro dell’edificio, il quale poi dirige le acque nella rete fognaria. Il dimensionamento dei canali di raccolta e di scolo è stata effettuata utilizzando un foglio di calcolo preimpostato che ha fornito le dimensioni dei diametri minimi di gronda e pluviale.

SUPERFICIE TETTO DI COMPETENZA DELLA GRONDA (m2)

GRADO DI INCLINAZIONE TETTO (%)

LUNGHEZZA GRONDA (m)

INTENSITÀ MINIMA DI PRECIPITAZIONE (l/s/m2)

GRADO DI RIEMPIMENTO PLUVIALE

PORTATA CIASCUN CANALE DI GRONDA (l/s)

974

0,04

0,33

38,96

CORNICIONE DI GRONDA A SEZIONE QUADRATA AREA TRASVERSALE MINIMA (mm2) 75134

107

BASE MINIMA (mm)

274

ALTEZZA MINIMA (mm)

DIMENSIONI EFFETTIVE

274

cornicione di gronda a sezione quadrata 30x30cm

PLUVIALE A SEZIONE CIRCOLARE DIAMETRO MINIMO TOTALE (mm)

NUMERO DI PLUVIALI

DIMENSIONI EFFETTIVE

162,3

4 (per unità)

pluviale a sezione circolare di diametro 15 cm

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort Esploso assonometrico: il trattamento delle acque Lo studio della raccolta delle acque a livello terra è stato necessario ai fini progettali data la presenza del teatro all’aperto: esso infatti, oltre a non avere una copertura ed essere direttamente colpito dalle pioggie, è caratterizzato da una pendenza del 4% in direzione del boccascena del teatro stesso. Questo comporta che, in mancanza di efficaci sistemi di raccolta, le acque si concentrerebbero nella zona della scena, non riuscendo a defluire. La soluzione progettuale ha come obiettivo la definizione di più punti di raccolta lungo la superficie in pendenza, tali da poter limitare la portata dei flussi in scorrimento suddividendola in microflussi. In questo modo risulta più semplice la gestione dello smaltimento delle acque ed è possibile utilizzare profili di gronda di sezione più ridotta (essendo la portata diminuita). I canali di raccolta principali sono in totale 5, a sezione rettangolare 15x30cm, posizionati in maniera trasversale rispetto al flusso, per tutta la larghezza della “rampa”. Tra l’uno e l’altro canale, sono posizionate altre sezioni di raccolta minori di dimensioni uguali ma la cui bocca di raccolta è ridotta e simula il giunto di collegamento tra le lastre di rivestimento del pavimento minerale. Le acque raccolte da questi sistemi, convogliano poi al livello inferiore in un condotto principale direttamente collegato alla rete fognaria.

108

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

LO STUDIO APPROFNDITO DELLA SALA L Il teatro oggetto di approfondimento è composto di due parti fondamentali: sala e scena. La sala può ospitare un massimo di 500 persone ed è costituita da 4 gallerie semicircolari su cui sono disposte su gradoni le sedute. La sala è a sbalzo su un grande spazio vuoto dal volume semisferico, rappresentante il centro e il cuore del concept di progetto: tale “vuoto” è impercorribile e separa gli spettatori dalla scena. La scena è un grande spazio definito da un boccascena circolare, ed è caratterizzata da un’altezza importante di scena e, di conseguenza, anche di torre scenica. L’altezza totale della torre, comprensiva di spazio scenico, è di 43m. L’affollamento previsto, contando sia tecnici che attori, è pari a 30 persone. L’approfondimento impiantistico affrontato in questa parte della relazione si incentra sulla sala (spazio del pubblico), in cui è oggetto di studio il sistema di ventilazione: i temi sviluppati riguardano dimensionamento di condotti e la definizione di consumi e carichi termici. Il progetto del sistema di ventilazione è stato affrontato nel rispetto della volontà progettuale architettonica. Gli elementi impiantistici sono stati definiti e disposti in modo da ottene un progetto buono e funzionale, senza influenzare le scelte architettoniche di un ambiente dove predominano caratteri quali la qualità spaziale e acustica. Gli obiettivi della progettazione impiantistica perciò sono stati: discrezione dei condotti e delle bocchette; insonorizzazione; qualità del progetto stesso.

109

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

La prima fase del progetto impiantistico si è incentrata sullo studio delle proprietà delle superfici che racchiudono lo spazio teatrale. Attraverso questa analisi è stato poi possibile valutare i carichi invernali, estivi e la verifica di assenza di condensa. Il volume preso in considerazione è quello costituito dalla somma di sala, scena e vuoto centrale: questa decisione è giustificata dall’assenza di superfici di separazione tra le parti elencate. Lo spazio appena definito è racchiuso da 7 tipologie di superfici differenti, ognuna delle quali è stata affrontata analizzandone la stratigrafia.

7. 6. -5 c°

5. 18 c°

18 c°

-5 c° 2a. 1.

20 c°

2b.

3. 18 c°

18 c°

Identificazione delle superfici del volume teatrale e temperature di progetto degli ambienti circostanti

110

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

SUPERFICIE 1 STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

Ceramica 60x60

0.02

1.2

0.017

Collante

0.01

0.4

0.025

Pannello in matrice cementizia

0.04

0.6

0.067

Camera d’aria

0.03

0.09

Guaina bituminosa

0.005

0.26

0.019

Isolante

0.18

0.04

4.5

Isolante acustico

0.1

0.045

2.222

Barriera al vapore

0.005

0.04

0.125

Camera d’aria

0.05

0.11

Legno

0.01

0.15

0.067

SUPERFICIE 2a STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

Resina

0.01

0.2

0.05 0.014

RESISTENZA TERMICA Ra RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ SUPERFICIE 6 (m2K/W) (m2K/W)

Allettamento

0.02

1.4

Tappeto anticalpestio

0.005

0.05

0.1

Massetto + lamiera grecata

0.14

1.6

0.088

STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

SUPERFICIE 2b

Resina

0.01

0.2

0.05

Allettamento

0.02

1.4

0.014

Tappeto anticalpestio

0.005

0.05

0.1

Massetto + lamiera grecata

0.14

1.6

0.088

STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

SUPERFICIE 3

111

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

Rustico

0.03

1.1

0.027

Barriera al vapore

0.005

0.04

0.125

Isolante

0.05

0.04

1.25

Massetto

0.12

1.4

0.086

Solaio in Calcestruzzo

0.5

1.6

0.313

Camera d’aria

0.065

0.12

Controsoffitto in legno

0.011

0.15

0.073

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

SUPERFICIE 4 STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

Intonaco

0.01

Calcestruzzo

0.5

1.6

0.313

Intonaco

0.01

STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

SUPERFICIE 5

Intonaco

0.01

Calcestruzzo

0.5

1.6

0.313

Intonaco

0.01

STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

Pannelli in matrice cementizia

0.03

0.6

Camera d’aria

0.32

Guaina bituminosa

0.005

0.26

0.019

Isolante

0.14

0.04

3.5

Barriera al vapore

0.005

0.04

0.125

Calcestruzzo

1.6

0.625

Intonaco

0.01

SUPERFICIE 6

* La resistenza conduttiva dei pannelli è considerata nulla dato lo spessore sostanzioso della camera d’aria. Per lo stesso motivo la resistenza della camera d’aria è nulla in quanto comparabile a quella convettiva esterna dell’ambiente. SUPERFICIE 7 STRATIGRAFIA

SPESSORE s (m)

CONDUTTIVITÀ TERMICA λ (W/mK)

RESISTENZA TERMICA Ra (m2K/W)

RESISTENZA CONDUTTIVA s/λ (m2K/W)

Pannelli in matrice cementizia

0.03

0.6

0.05

Camera d’aria

0.08

0.14

Guaina bituminosa

0.005

0.26

0.019

Isolante

0.14

0.04

3.5

Barriera al vapore

0.005

0.04

0.125

Massetto

0.22

1.4

0.157

Calcestruzzo

0.5

1.6

0.313

Camera d’aria

0.065

0.12

Controsoffitto in legno

0.011

0.15

0.073

112

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

CARICO TERMICO INVERNALE DI PROGETTO DATI DELL’EDIFICIO Alla scala dell’edificio, sono state definite le temperature interne ed esterne di progetto. La temperatura esterna in periodo invernale è definita dalla normativa pari a -5 c°. L’ambiente della sala ha una temperatura invernale di progetto di 20 c°. Gli ambienti che circondano questo volume presentano temperature uguali o differenti. Il volume totale di aria contento nell’ambiente del teatro è pari a circa 30000 m3. DATI DELL’INVOLUCRO Per ogni superficie costituente l’involucro è stato definito: - area A della superficie; - coefficiente di scambio termico convettivo esterno he, fornito dall’UNI EN ISO 6946. Tale coefficiente è essenziale per determiare la resistenza convettiva esterna Rce, definita come 1/he. - coefficiente di scambio termico convettivo interno hi , fornito dall’UNI EN ISO 6946. Tale coefficiente è essenziale per determiare la resistenza convettiva interna Rci, definita come 1/hi. - resistenza totale Rtot, definita tramite la somma delle resistenze conduttive degli strati e le resistenze convettive interne ed esterne. - trasmittanza Uk, ovvero il rapporto 1/Rtot.

N° SUPERFICIE

AREA A (m2)

COEFFICIENTE DI SCAMBIO CONVETTIVO ESTERNO he (W/m2K)

COEFFICIENTE DI SCAMBIO CONVETTIVO INTERNO hi (W/m2K)

RESISTENZA TOTALE Rtot (m2K/W)

TRASMITTANZA Uk (W/m2K)

1185

7.410

0.135

113

600

0.377

2.654

445

0.377

2.654

115

0.583

1.717

390

2.244

0.446

2650

0.583

1.717

230

4.530

0.221

390

4.666

0.214

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DISPERSIONE TERMICA DI PROGETTO PER TRASMISSIONE PER LO SPAZIO RISCALDATO La dispersione termica di progetto per trasmissione per lo spazio riscaldato in esame φT,i è calcolata come: φT,i = (HT,ie + HT,ij) - (Tint,i - Tet) dove: - HT,ie è coefficiente di dispersione termica per trasmissione attraverso l’involucro dell’edificio; - HT,ij è coefficiente di dispersione termica per trasmissione da uno spazio adiacente riscaldato ad una temperatura significativamente diversa; - Tint,i è temperatura interna di progetto dello spazio riscaldato i; - Tet è temperatura esterna di progetto. PARAMETRI

SUPERFICIE 1

SUPERFICIE 2a

SUPERFICIE 2b

SUPERFICIE 3

SUPERFICIE 4

SUPERFICIE 5

SUPERFICIE 6

SUPERFICIE 7

HT,ie (W/K)

159.921

50.781

83.589

HT,ij (W/K)

127.393

94.483

15.794

13.905

363.949

Conoscendo la temperatura interna di progetto (20c°) e quella esterna (-5c°), e sommando tra loro i valori di HT,ie e HT,ij, la dispersione termica di progetto per trasmissione dello spazio riscaldato del teatro φT,i vale 869.021 W/K. POTENZA DI RIPRESA La potenza di ripresa φRH,i richiesta per compensare gli effetti del riscaldamento intermittente è calcolata come segue: φRH,i= Ai x fRH dove: - Ai è l’area del pavimento dello spazio riscaldato i; - fRH è fattore di correzione fornito dalla normativa. La φRH,i vale 28890 W/K.

114

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DISPERSIONE TERMICA DI PROGETTO PER VENTILAZIONE PER LO SPAZIO RISCALDATO La dispersione termica di progetto per ventilazione per uno spazio riscaldato φV,i è calcolata come: φV,i = HV,i × (Tint,i - Tet) dove: - HV,i è il coefficiente di dispersione termica di progetto per ventilazione; - Tint,i e è temperatura interna di progetto dello spazio riscaldato i; - Tet è temperatura esterna di progetto. Il coefficiente di dispersione termica di progetto per ventilazione HV,i è calcolato come: HV,i = V’i × 0.34 dove: - V’i è la portata d’aria dello spazio riscaldato i, determinato dalla formula: V’i = V’inf,i + V’su,i x (fv,i + V’mech,inf,i ) dove: - V’inf,i è la portata d’aria per infiltrazione dello spazio riscaldato i; - V’su,i è la portata d’aria di rinnovo dello spazio riscaldato i; - fv,i è fattore di riduzione della temperatura, che in questo caso è pari a 0,32; - V’mech,inf,i è la portata d’aria di estrazione in eccesso dello spazio riscaldato i. V’inf,i (m3/h)

V’su,i (m3/h)

V’mech,inf,i (m3/h)

fv,i

Vi (m3/h)

3580

12474

0.32

7570

Conoscendo la temperatura interna di progetto (20c°) e quella esterna (-5c°), φV,i vale 64350W/K In conclusione di questi procedimenti, avendo definito tutti i coefficienti necessari, il carico invernale totale del volume del teatro è pari a 65220W.

115

φT,i (W/K)

φRH,i (W/K)

φV,i (W/K)

CARICO TERMICO DI PROGETTO (W)

869.021

28890

64350

65220

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

CARICO TERMICO ESTIVO DI PROGETTO La definizione del carico termico estivo ha lo scopo di verificare le capacità di trasmissione/dispersione dell’involucro di un ambiente climatizzato in periodo estivo. La particolarità di questo calcolo è il fatto che la temperatura esterna dell’aria non è considerata costante, ma varia con legge periodica nelle 24 ore del giorno. L’obiettivo della climatizzazione in questo contesto è quello di garantire costanti condizioni di comfort all’interno degli ambienti considerando la variazione di temperatura estena, avendo perciò regimi di funzionamento non regolari ma periodici. Data la complessità del calcolo che questo valore comporta, il carico estivo è stato studiato utilizzando un foglio di calcolo preimpostato. I dati di input necessari al funzionamento del foglio di calcolo, sono stati suddivisi in dati generali, riferiti a condizioni generali dell’edificio, e in dati riferiti alle singole superfici dell’involucro. CARICO ESTIVO MASSIMO Con l’inserimento di questi dati di input, il foglio di calcolo ha permesso di valutare i carichi estivi totali dispersi dai diversi involucri nell’arco della giornata. Considerando l’ora in cui il valore di carico è massimo, si può concludere che: N°SUPERFICIE

CALORE SENSIBILE MAX (KW)

ORA DI PICCO DI CALORE SENSIBILE

107,14

105,23

105,52

CALORE LATENTE MAX

ORA DI PICCO DI CALORE LATENTE

107,86

19-23

116

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DATI GENERALI TEMPERATURA ESTERNA DI PROGETTO Te (c°)

ESCURSIONE TERMICA GIORNALIERA ΛTe (c°)

UMIDITÀ ASSOLUTA ESTERNA Xe (g/kg)

LATITUDINE

TEMPERATURA ESTERNA DI PROGETTO Ti (c°)

MASSA IN PIANTA Mi (kg/m2)

PORTATA ARIA ESTERNA DI RINNOVO V (m3/h)

32 (Milano)

12 (Milano)

14,4

45° 28’

730

12474

Tra i dati generali vengono anche considerati i carichi interni, ovvero il calore sensibile e latente generato all’interno dell’ambiente dalla presenza di persone (affollamento) e da possibili dispositivi produttori di calore (luci). Vengono distinti in particolare i carichi costanti, ovvero quelli presenti durante tutto il giorno, e quelli variabili, distribuiti in determinati momenti della giornata. Essendo l’attività teatrale attiva solo in determinate ore della giornata, nel periodo serale di rappresentazione dalle 19 alle 23, i valori costanti all’interno della sala non sono stati valutati.Per il calcolo dei carichi interni variabili, sono stati valutati gli apporti di calore dati da persone e luci. Per i carichi riguardanti le luci, si sono considerate presenti in scena 5 americane a cui sono appese su ognuna 5 luci. Considerando fari da 2000 W, il carico totale dovuto al funzionamento delle luci è pari a 50000W. - CARICO SENSIBILE VARIABILE PER AFFOLLAMENTO: Qint,sa, var = 65W x 500persone = 32500W - CARICO LATENTE VARIABILE PER AFFOLLAMENTO: Qint,la, var = 45W x 500persone = 22500W - CARICO SENSIBILE VARIABILE TOTALE: Qint,s, var = 32500W + 50000W = 82500 W - CARICO LATENTE VARIABILE TOTALE: Qint,l, var = 22500W + 50000W = 72500 W

117

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DATI DELL’INVOLUCRO Alla scala dell’involucro, sono state analizzate le superfici esposte, ovvero la 1, 6 e 7. Data l’assenza di aperture, non sono stati valutati i carichi attraverso superfici trasperenti. Per le superfici verticali 1 e 6, dato l’orientamento a Nord-Ovest dell’edificio, l’esposizione è stata valutata dividendo a metà tali superfici e considerandone una parte esposta a Nord e l’altra a Ovest. SUPERFICIE 1 ESPOSIZIONE

SUPERFICIE S (m)

TRASMITTANZA U (W/m2K)

MASSA IN PIANTA Mi (kg/m2)

nord

805

0.135

100

ovest

805

0.135

100

ESPOSIZIONE

SUPERFICIE S (m)

TRASMITTANZA U (W/m2K)

MASSA IN PIANTA Mi

SUPERFICIE 6 (kg/m2)

nord

115

0.22

100

ovest

115

0.22

100

ESPOSIZIONE

SUPERFICIE S (m)

TRASMITTANZA U (W/m2K)

MASSA IN PIANTA Mi

orizzontale sole

195

0.21

100

SUPERFICIE 7 (kg/m2)

118

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

VERIFICA DELLA FORMAZIONE DI CONDENSA La verifica della condensa è necessaria a provare la resistenza e funzionalità dell’involucro edilizio. Questa verifica viene fatta considerando le temperature interne ed esterne di progetto invernali, in quanto è in inverno che la differenza notevole tra temperatura interna ed esterna può comportare la formazione di vapore acqueo sulle superfici. I dati necessati allo svolgimento della verifica sono stati divisi in dati generali dell’ambiente e dati dell’involucro, riferiti al comportamento di ogni stratigrafia. DATI GENERALI I dati generali definiti sono: - temperatura interna Ti di progetto, pari a 20c°; - temperature esterna Te di progetto, pari a -5c°; - pressione del vapor saturo interna pvsati, fornita dalla normativa, che definisce i valori di pressione in funzione della temperatura interna; - pressione del vapor saturo esterna Pvsate,fornita dalla normativa in funzione della temperatura esterna; - umidità relativa interna Uri , definita da progetto pari a 45%; - umidità relativa esterna Ure , definita da normativa in funzione del luogo pari a 80%; - pressione del vapore interna pv,i , calcolata come pvsati x Uri; - pressione del vapore esterna pv,e , calcolata come pvsate x Ure; - Δp, calcolata come pv,i - pv,e. Uri

Ti (c°)

Te (c°)

pvsati (Pa)

pvsate (Pa)

(%)

Ure

pv,i (Pa)

pv,e (Pa)

Δp

-5

2338,9

401,78

1052,5

321,4

731,1

119

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DATI DELL’INVOLUCRO Le superfici dell’involucro dell’ambiente sono stati definiti analizzandone le stratigrafie e, per ogni strato, definendo dei caratteri particolari: - temperatura dell’ambiente contiguo; - spessore dello strato s; - permeabilità al vapore δ, dipendente dal materiale e definita in normativa; - resistenza al vapore dello strato s/δ; - permeanza P, calcolata come: P = 1 / Σ (s/δ) - flusso del vapore φ, rappresentante la quantità di vapore che attraversa la stratigafia, inteso come: φ = Δp x P

120

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

SUPERFICIE 1 STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Ceramica 60x60

0.02

8x10-14

2,5x1011

Collante

0.01

-12

8,7x10

1,1x109

Pannello in matrice cementizia

0.04

8,7x10-12

4,6x109

Camera d’aria

0.03

1,87x10-10

1,6x108

Guaina bituminosa

0.005

2,1x10

-15

2,3x1012

Isolante

0.18

1,5x10

-10

1,2x109

Isolante acustico

0.1

1,5x10-10

6,6x108

Barriera al vapore

0.005

2x10-15

2,5x1012

Camera d’aria

0.05

1,87x10-10

2,6x108

Legno

0.01

4,5x10

2,2x109

-12

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

1,9x10-13

1,4x10-10

SUPERFICIE 2a STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Resina

0.01

2x10-12

5x1019

Allettamento

0.02

1,3x10-12

1,5x1010

Tappeto anticalpestio

0.005

1,5x10

-10

3,3x107

Massetto + lamiera grecata

0.14

1,9x10-12

7,4x1010

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

1,1x10-11

7,8x10-9

SUPERFICIE 2b STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Resina

0.01

2x10-12

5x1019

Allettamento

0.02

Tappeto anticalpestio

-12

1,3x10

1,5x1010

0.005

1,5x10

-10

3,3x107

Massetto + lamiera grecata

0.14

1,9x10-12

7,4x1010

STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Rustico

0.03

1,3x10-12

2,3x1010

Barriera al vapore

0.005

2x10

Isolante

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

1,1x10-11

7,8x10-9

SUPERFICIE 3

121

-15

φ (Kg/sm2)

3,4x10-13

2,5x10-10

2,5x1012

0.05

1,5x10

-10

1,2x109

Massetto

0.12

1,3x10-12

9,2x1010

Solaio in Calcestruzzo

0.5

1,9x10-12

2,6x1011

Camera d’aria

0.065

1,87x10-10

2,6x108

Controsoffitto in legno

0.011

4,5x10

2,4x109

-12

δ/s (m2K/W)

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

SUPERFICIE 4 STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Intonaco

0.01

1,8x10-11

5,5x108

Calcestruzzo

0.5

-12

1,9x10

2,6x1011

Intonaco

0.01

1,8x10-11

5,5x108

STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Intonaco

0.01

1,8x10-11

5,5x108

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

3,8x10-12

2,7x10-9

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

3,8x10-12

2,7x10-9

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

1,8x10-13

1,3x10-10

δ/s (m2K/W)

φ (Kg/sm2)

1,5x10-13

1,7x10-10

SUPERFICIE 5

Calcestruzzo

0.5

1,9x10-12

2,6x1011

Intonaco

0.01

1,8x10-11

5,5x108

STRATIGRAFIA

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

Pannelli in matrice cementizia

0.03

8,7x10-12

4,6x109

Camera d’aria

0.32

1,87x10

2,6x108

Guaina bituminosa

0.005

2,1x10-15

2,3x1012

Isolante

0.14

1,5x10

1,2x109

Barriera al vapore

0.005

2x10

Calcestruzzo

1,9x10-12

5,2x1011

Intonaco

0.01

1,8x10-11

5,5x108

s (m)

δ (Kg/s mPa)

s/δ (W/m2K)

SUPERFICIE 6

-10

-15

2,5x10

SUPERFICIE 7 STRATIGRAFIA

Pannelli in matrice cementizia

0.03

8,7x10-12

4,6x109

Camera d’aria

0.32

1,87x10-10

2,6x108

Guaina bituminosa

0.005

2,1x10

-15

2,3x1012

Isolante

0.14

1,5x10

-10

1,2x109

Barriera al vapore

0.005

2x10-15

2,5x1012

Massetto

0.22

1,3x10-12

1,7x1011

Calcestruzzo

0.5

1,9x10-12

5,2x1011

Camera d’aria

0.065

1,87x10

2,6x108

Controsoffitto in legno

0.011

4,5x10-12

-10

2,4x109

122

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

VERIFICA CONDENSA SUPERFICIALE E INTERSTIZIALE Condizione necessaria affinchè non si verifichi formazione di condensa è che in ogni strato dell’involucro la pressione del vapore sia inferiore a quella del vapor saturo, ovvero: pv < pvsat

SUPERFICIE 1

Tp 2500

2000

1500

1000

500

strato 12 11 10 9 8 7 6

3 21

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

2338,9

1052,5

2197,9

989,1

2197,9

1052,12

2141,3

950,2

2103,6

1052,1

2110,6

830,7

2064,3

1052

2084,3

830,4

1312,8

696,6

2064,3

258

1302,1

696,4

437,48

357,8

421,2

357,7

409,6

357,1

405,1

356,9

403,8

312,4

401,8

311,8

SUPERFICIE 2b

Tp 2500

2000

1500

1000

SUPERFICIE 2a

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

2197,9

2500

2000

1500

1000

500

strato 5

4 32 1

SUPERFICIE 3

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

989,1

2338,9

1052,5

2141,3

950,2

2327,9

1046,7

2110,6

830,7

2112,6

412,4

2084,3

830,4

2107,3

412,3

2064,3

258

1098,8

388,9

1085,2

322,1

1073,1

322

2064,3

321,4

2500

2000

1500

1000

500

strato 5

123

4 32 1

strato 87 6

4 32 1

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

Per ogni stratigrafia è stata definita: - la temperatura interstiziale Tn, calcolata all’inizio e alla fine di ogni strato. - la pressione del vapor saturo pvsat,n, calcolata all’inizio e alla fine di ogni strato e definita dalla normativa in funzione della temperatura interstiziale; -la pressione del vapore pv,n, calcolata all’inizio e alla fine di ogni strato. Ogni sezione è stata studiata ricostruendo il diagramma di Glaser, dove le curve di pvsat,n e pv,n non dovrebbero intersecarsi. SUPERFICIE 4

Tp 2500

2000

1500

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

2338,9

2250,3

2102,5

2064,3

SUPERFICIE 5

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

1052,5

2338,9

1052,5

1050,9

2250,3

1050,9

322,9

2102,5

322,9

321,8

2064,3

321,8

2500

2000

1500

1000

500

strato

SUPERFICIE 6

500

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

2197,9

989,1

2141,3

988

1705,5

917,9

813,5

580,3

437,8

242,8

381,2

242,6

221,4

78,9

288,3

78,8

SUPERFICIE 7

Tp 2500

2000

1500

1000

500

strato

strato 12

3 4 56

123

STRATO

pvsat,i (Pa)

pvi (Pa)

2197,9

989,1

2101,2

988,7

2064,3

988,6

1818,5

944,8

1705,5

916,6

476,1

334

465,2

333,8

401,2

62,5

378,3

62,4

356,8

62,1

7 8 9 10

124

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

IMPIANTI

DIMENSIONAMENTO CONDOTTI DI VENTILAZIONE E DIFFUSORI l dimensionamento del sistema di ventilazione riguarda il diametro o la forma dei condotti di distribuzione, il numero e la dimensione delle bocchette di mandata e ripresa, e la definizione delle grandezze dell’Unità Trattamento Aria necessaria per l’efficienza dell’impianto. Essendo l’impianto ripetuto nello stesso modo su 5 livelli di platea, ed essendo la sala simmetrica, per eseguire il dimensionamento è essenziale concentrare i calcoli su una porzione di studio, equivalente al volume d’aria compreso nella metà pianta del secondo livello di platea. In questa porzione l’affollamento è pari a 65 persone. Conoscendo l’affollamento previsto, è possibile determinare la portata d’aria esterna oraria necessaria Qest , definita come: Qest= Wpp x Qop dove: - Wpp è l’affollamento previsto, che da progetto è pari a 500 persone; - Qop è la portata d’aria a persona prevista da normativa in base alla destinazione d’uso, che per il teatro è pari a 5,5x10-3 m3/spp. Di conseguenza, Qest vale 1287 m3/h.

125

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

Dettaglio della carpenteria: percorsi dei condotti di areazione di mandata e di ritorno

126

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

CONDOTTI PRINCIPALI, PRIMARI E SECONDARI La portata d’aria totale necessaria è distribuita nei 5 condotti secondari A-G, B-H, C-I, D-J, E-K. Perciò, all’interno del condotto primario la portata diminuirà ogni volta che la rete si ramifica. Di conseguenza per ogni tratto del condotto si verifica che: - Qab= Qag= Qbh= Qci= Qdj= Qel = Qest/ 5; Qbc = Qabx 2; Qcd = Qabx 3; Qde = Qabx 4; Qef = Qabx 5 La relazione tra portata e dimensioni del condotto è fornita dalla formula: dcondotto= √ (Qcondotto/3600)x(4/∏Vmax) dove: - dcondotto è il diametro minimo necessario del condotto a sezione circolare; - Vmax è la velocità massima dell’aria prevista internamente nei condotti. Volendo per progetto utilizzare condotti di sezione rettangolare, dove valgono le proprorzioni tra i lati di 1/4, i diametri dei tubi risultanti sono stati usati per calcolare l’area di sezione necessaria e da questa ricavare le dimensioni dei lati dei condotti rettangolari. La sezione dei tubi primari, non avendo carenze di spazio, rimane costante al valore massimo. SEZIONE

Qest (m3/h)

Vmax (m/s)

dcondotto (mm)

A-B

257,4

160

B-C

514,8

230

C-D

772,2

280

D-E

1029,6

320

E-F

1287

360

Secondario di mandata A-G

A-G

257,4

3,5

170

Condotto a sezione rettangolare 20x10cm

Secondario di mandata B-H

B-H

257,4

3,5

170

Condotto a sezione rettangolare 20x10cm

Secondario di mandata C-I

C-I

257,4

3,5

170

Condotto a sezione rettangolare 20x10cm

Secondario di mandata D-J

D-J

257,4

3,5

170

Condotto a sezione rettangolare 20x10cm

Secondario di mandata E-K

E-K

257,4

3,5

170

Condotto a sezione rettangolare 20x10cm

1-2

257,4

210

2-3

514,8

290

3-4

772,2

370

4-5

1029,6

420

5-6

1287

425

TIPOLOGIA CONDOTTO

Primario di mandata A-F K J I

H G

E D

C B

A 2 1

127

Primario di ripresa 1-6

DIMENSIONI EFFETTIVE

Condotto a sezione rettangolare 50x20cm

IMPIANTI

progettazione impiantistica per le condizioni di comfort

DIFFUSORI I diffusori sono dimensionati in base alla portata d’aria esterna necessaria. Da progetto è stabilito che da ogni condotto secondario escano 5 bocchette, per un totale di 25 nella porzione di studio. Sapendo che ogni diffusore deve espellere 1287m /h/25 = 51,5m3/h d’aria, e considerando il lancio (ovvero la distanza massima coperta, pari alla metà della distanza tra due bocchette) di 2,5 m, è stato possibile determinare, con la consultazione di manuali di aziende specializzate, l’area minima necessaria. I diffusori hanno perciò dimensione 200mm x 100mm. Da progetto, sono stati posizionati alla base delle sedute. 3

N° DI DIFFUSORI PER CONDOTTO SECONDARIO

N° TOT DIFFUSORI

LANCIO (m)

Qest (m3/h)

DIMENSIONI EFFETTIVE

2,5

51,5

Diffusore rettangolare 20x10cm

GRIGLIE DI RIPRESA Il dimensionamento delle griglie di ripresa avviene in funzione della quantità di aria emessa, poichè la stessa quantità in entrata deve poi essere espulsa. La definizione dell’area minima necessaria di bocchetta di ripresa avviene come: Amin = Qest/(3600xVmax) dove: - Vmax è la velocità massima di ripresa prevista fornita da normativa. Di conseguenza l’aria minima di griglia risultante per la porzione di sala è pari 0,206 m2. In base ai risultati conseguiti, sono state utilizzate 5 griglie di dimensione 20,5cm x 20,5cm. Il dimensionamento del condotto di ripresa segue lo stesso procedimento di quello di andata. Per progetto esso però non è ramificato in condotti secondari, ma le bocchette si trovano direttamente sul tubo primario N° DI GRIGLIE PER CONDOTTO PRIMARIO

N° TOT GRIGLIE

Vmax (m/s)

Amin (cm2)

DIMENSIONI EFFETTIVE

2060

Griglia rettangolare 20,5x20,5cm

DIMENSIONI UNITÀ DI TRATTAMENTO ARIA Conoscendo la portata d’aria emessa ad ogni livello, che per semplicità di calcolo si assume costante e pari a 1485 m3/h, si può calcolare la portata d’aria totale che l’UTA deve provvedere a garantire: Qtot = 1485 m3/h x 5 = 7425 m3/h Il calcolo di Qtot permette di verificare presso i cataloghi delle aziende specializzate produttrici le dimensioni minime dell’UTA in questione. L’Unità di Trattamento definita ha sezione di larghezza 1,20m e altezza 1m; l’intera unità è lunga 5,5m.

128

RIFERIMENTI

sintesi ragionata

RIFERIMENTI

PER IL PROGETTO DEL LUOGO POST-EXPO, prime linee di sviluppo, Milano (Arexpo, aggiornamento al mese di luglio 2016)

The Free University of Berlin, Berlino (Candilis, Josic, Woods and Schiedhelm, 1963)

Cultural Complex LUX, Sao Paulo (Herzog & De Meuron, 2014)

PER L’APPROFONDIMENTO STORICO* Teatro alla Scala, Milano (G. Piermarini, 1778)

Teatro d’opera, Besançon (C. N. Ledoux, 1784)

The Spherical Theater (concept) (A. Weininger, 1924)

Total Theater at the Bauhaus (W. Gropius, 1925)

Teatro Mejerchol’d, Mosca (M. G. Barchin, 1932)

National Theater, Mannheim (L. Mies Van der Rohe, 1953)

Teatro lirico per Cagliari (concorso) (M. Sacripanti, 1964) *

131

ci si riferisce, qui, ad una ristretta selezione di progetti e/o realizzazioni relativi soprattutto al periodo novecentesco delle Avanguardie, e in ogni caso a esempi dal forte carattere sperimentale e innovativo

RIFERIMENTI

sintesi ragionata

PER IL RAPPORTO TEATRO-CITTA’ Collage City (pubblicazione) (C. Rove, 1978)

La Boîte à Miracles (schizzi) (Le Corbusier, 1947)

Teatro del Mondo, Venezia (A. Rossi, 1979)

Royal National Theatre, Londra (D. Lasudn, 1976)

PER IL PROGETTO DEL TEATRO Concert Hall, Copenhagen

Theatre, Montreuil

Zakoenji Public Theatre, Tokyo

Shakespeare Theatre, Danzica

Philarmonic Halle, Szczecn

Pavillion noir, Aix en Provence

Casa da Musica, Porto

Opera House, Oslo

(J. Nouvel, 2009) (T. Ito, 2015)

(Barozzi, Veiga, 2014) (OMA, 2005)

Auditorium di Linars, Linars del Vallès

(D. Coulon, 2008) (R. Rizzi, 2015)

(R. Ricciotti, 2009) (Snøhetta, 2010)

Neues National Theater, Tokyo

(A. Siza, 2015)

(B. Tschumi, 1986-87)

Teatro del Canal, Madrid

Poly Grand Theatre, Shanghai

(N. Baldeweg, 2008)

(T. Ando, 2015)

132

FONTI CONSULTATE

bibliografia essenziale

BIBLIOGRAFIA* F. Cruciani, LO SPAZIO DEL TEATRO, Laterza, Bari-Roma, 1992 (Biblioteca Civica Como)

F. Cruciani, N.Savarese (a cura di), TEATRO, GUIDE BIBLIOGRAFICHE, Garzanti, 1991 (Biblioteca Sormani)

AA.VV., ARCHITETTURA E TEATRO, Il Saggiatore, Milano, 2007 (Biblioteca Architettura Durando)

AA.VV., articoli tra cui M. Tafuri, IL TEATRO COME CITTA' VIRTUALE, in Lotus n° 17, 1977 (BCA, sezione periodici storici)

G. Consonni, TEATRO CORPO ARCHITETTURA, Laterza, Bari-Roma, 1998 (BCA)

W. Osthoff, L'OPERA D'ARTE E LA SUA RIPRODUZIONE, UN PROBLEMA D'ATTUALITA' PER IL TEATRO D'OPERA in L. Bianconi, LA DRAMMATURGIA MUSICALE, Il Mulino, Bologna, 1986 (Biblioteca Sormani)

A. Nicoll, LO SPAZIO SCENICO, Bulzoni Editore, Roma, 1971 (BCA)

L. Testa, LA COSTRUZIONE DEL DESIDERIO, CittàStudi Edizioni, Milano, 2000 (Biblioteca Architettura Durando)

V. Gregotti, SPAZIO E SUONO, in IL SUBLIME AL TEMPO DEL CONTEMPORANEO, Einaudi, 2013 (BCA)

ci si riferisce, qui, ai testi affrontati in fase progettuale primigenea, esclusivamente relativi all’approfondimento del tema di ricerca e allo sviluppo del concept *

135

FONTI CONSULTATE

sitografia e altre fonti

SITOGRAFIA https://monoskop.org/images/a/a7/Gropius_Walter_ed_The_Theater_of_the_Bauhaus.pdf The Theater of The Bauhaus, O. Shlemmer, L. Moholy-Nagy, F. Molnár edited by W. Gropius + A. S. Wensinger, Wesleyan University Press, Middletown, Connecticut, 1961

https://www.behance.net/gallery/15895771/Il-teatro-in-moto-di-Maurizio-Sacripanti (Ridisegno critico del progetto di concorso per il teatro lirico di Cagliari di Maurizio Sacripanti)

https://vimeo.com/58188059 (Video illustrativo del progetto di concorso per il teatro lirico di Cagliari di Maurizio Sacripanti)

http://socks-studio.com/2015/10/29/the-free-university-of-berlin-candilis-josic-woods-andschiedhelm-1963/ (Documentazione iconografica e sintesi critica del progetto per la Freie Univesitat di Berlino)

ALTRE FONTI A. Vasta, L’ARCHITETTURA DEL TEATRO NELLA SOCIETA’ DELLO SPETTACOLO DEL NOVECENTO (Tesi di dottorato presso l’Università degli Studi “Federico II” di Napoli)

R. Castellucci, VEDERSI VEDERE, una riflessione sulla relazione tra il teatro e la società contemporanea, e in particolare sullo spettatore come soggetto che partecipa attivamente alla costruzione del senso dell’opera. (Lectio Magistralis presso il Teatro dell’Arte della Triennale di Milano, Milano, 22 febbraio 2017)

136

INDICE DELLE IMMAGINI

repertorio iconografico ed elaborazioni

INDICE DELLE IMMAGINI

Ci si riferisce, qui, solamente a quella immagini che non contengono specifico riferimento in didascalia nel corpo della relazione (ad. es.: immagini in pagina al vivo). Ove non diversamente specificato, tutte le immagini sono da intendersi elaborazioni a cura degli autori

ABSTRACT fotomontaggio a partire da C. N. Ledoux per il teatro di Besançon (pag. 1) elaborazione a cura di F. Cruciani, in Lo spazio del Teatro (pag. 2) MASTERPLAN rielaborazione pospettica del Masterplan (pagg. 15-16) vista aerea di una porzione di Masterplan (pag. 18) TREATRO schemi concettuali (pag. 21) vista esterna del progetto (render) (pag. 22) viste esterne dell’ingresso (render) (pagg. 29-30) viste interne del progetto (render) (pag. 34) MACCHINE SCENICHE vista del vuoto centrale (render) (pag. 38) STRUTTURE sezione costruttiva dell’involucro (pag. 74) TECNOLOGIE particolare della sezione costruttiva (pag. 81) sezione prospettica costruttiva (pagg. 83-84) spaccato sprospettico di dettaglio (pagg. 93-94)

139

Tesi di laurea magistrale in Architettura delle Costruzioni Scuola di Architettura, Urbanistica e Ingegneria delle Costruzioni Politecnico di Milano A.A. 2017/18