Tesi by Roberto Reitano

INDICE Premessa 1. L’industrializzazione del processo edilizio 1.1 L’industrializzazione 1.2 Il processo edilizio

2. Prefabbricazione 2.1 La prefabbricazione di nuova generazione 2.2 Riferimenti progettuali 2.2.1 Crystal Palace,1851 2.2.2 Habitat 67,1967 2.2.3 Silodam,2003 2.2.4 Centro Leoni, Milano,2006 2.2.5 Guggenheim Museum, Bilbao, 1997

3. Sull’alluminio 3.1 Proprietà 3.2 Ciclo di produzione 3.3 Lavorazione 3.4 Le leghe 3.5 Il riciclaggio 3.6 L’alluminio nelle costruzioni 3.6.1 TK-IT House,2007 3.6.2 Loblolly house,2006 3.6.3 Aluminium Centrum,2001

pag.8 pag.10 pag.10 pag.14

pag.20 pag.25 pag.29 pag.30 pag.32 pag.34 pag.36 pag.38

pag.40 pag.40 pag.42 pag.45 pag.47 pag.50 pag.51 pag.52 pag.54 pag.56

4. Scelte Progettuali: sistema a pannelli portanti 4.1 Scelta dei materiali 4.2 Abaco delle soluzioni 4.2.1 Elementi verticali, struttura portante 4.2.1.1 Modulo standard chiusura verticale singola 4.2.1.2 Modulo standard chiusura verticale doppia 4.2.1.3 Modulo standard chiusura verticale tramezzo 4.2.1.4 Modulo standard angolare 4.2.1.5 Modulo standard aperture, porta e finestra

pag.58 pag.59 pag.61 pag.62 pag.64 pag.66 pag.68 pag.70 pag.72

4.2.2 Elementi orizzontali, struttura portante 4.2.2.1 Modulo standard copertura 4.2.2.2 Modulo solaio intermedio 4.2.2.3 Modulo fondazione

pag.74 pag.76 pag.78 pag.80

4.2.3 Elementi puntuali 4.2.3.1 Modulo pixel per chiusura verticale 4.2.3.2 Modulo green-pixel per chiusura verticale 4.2.3.3 Modulo pixel per copertura 4.2.3.4 Modulo green-pixel per copertura 4.2.3.5 Modulo parapetto 4.2.3.6 Modulo scala

pag.82 pag.84 pag.86 pag.88 pag.90 pag.92

4.2.4 Collegamenti 4.2.4.1 Sttruttura verticale - struttura orizzontale 4.2.4.2 Solaio di base - chiusura verticale 4.2.4.3 Solaio intermedio - chiusura verticale 4.2.4.4 Solaio di copertura - chiusura verticale 4.2.4.5 Solaio intermedio - chiusura verticale doppia

pag.94 pag.96 pag.97 pag.98 pag.99

5. Analisi del contesto 6. Architettonico

pag.100

6.1 Pianta piano terra 6.2 Pianta piano primo 6.3 Pianta piano secondo 6.4 Pianta piano terzo 6.5 Pianta piano coperture 6.6 Raccolta e smaltimento acque piovane 6.7 Prospetto ovest 6.8 Sezione A 6.9 Sezione B 6.10 Sezione C

pag.102 pag.104 pag.106 pag.108 pag.110 pag.112 pag.114 pag.116 pag.118 pag.120

7. Scelta cromatica dallo stato di fatto al progetto

pag.122

Conclusioni

pag.133

Allegati: schede tecniche

pag.136

Bibliografia

pag.143

“Sono i tecnici che producono gli impianti di desalinizzazione, sono i tecnici che ti fanno avere

Premessa

l’elettricità, che ti fanno avere autoveicoli, che scaldano le nostre case d’inverno e le rinfrescano d’estate. È la tecnologia che risolve i problemi, non la politica. I politici non possono risolvere i problemi perchè non sono stati addestrati per farlo.Davvero poche persone oggi si fermano a riflettere su quali siano gli elementi che migliorano le proprie vite. Sono i soldi? Ovviamente no. Nessuno può mangiare il denaro o introdurlo nella propria auto affinché funzioni.Sono i politici? Tutto quello che possono fare i politici è creare leggi, stabilire budget di spesa e dichiarare guerra.È la religione? Certo che no, la religione non crea nient’altro che consolazioni emotive intangibili per coloro che ne hanno bisogno. Il vero dono che noi esseri umani possediamo, e che è la sola responsabile di tutto ciò che ha migliorato le nostre vite, è la tecnologia. “ Jacque Fresco, The Venus Project.

Jacque Fresco è stato un progettista autodidatta, disegnatore industriale, ingegnere sociale e futurologo statunitense, ha anche approfondito e trattato argomentazioni come la cibernetica, la progettazione e i valori umani, al fine di presentare una proposta esauriente di riprogettazione della società attraverso il Venus Project. Il Vensu Project propone dei piani di cambiamento sociale che come fine

hanno una nuova forma di società globale, pacifica e sostenibile con una visione di quello che potrebbe essere il futuro se si applicano le conoscenze attuali per ottenere un mondo civilizzato e sostenibile. Richiede un ridisegno scientifico della nostra cultura, nel quale la guerra, la povertà, la fame, il debito e l’inutile sofferenza umana siano visti non solo come evitabili, ma soprattutto inaccettabili. In parole semplici, un’economia basata sulle risorse si concentra sulle risorse stesse, piuttosto che sul denaro, offrendone una distribuzione più efficiente e umanamente giusta. E’ un sistema nel quale le merci e i servizi sono disponibili senza l’uso della moneta, del credito, del baratto, del debito o della schiavitù. Le sue non sono solo proposte, ma essendo un eccellente inventore, ha anche ricreato alcune delle sue idee, in uno spazio di otto ettari a Venus, in Florida, ha realizzato un laboratorio di ricerca, costituito da dieci edifici da lui stesso progettati con le metodologie trattate nel Venus Project. Non ha solo messo in pratica le sue idee di costruzione e progettazione, ma ha reso fruibile il centro di ricerca a tutti per poter spiegare anche visivamente quelle che sono le sue idee e le sue proposte. Avendo focalizzato il mio interesse, e quindi i miei studi, alla tecnica architettonica edilizia, è stato molto interessante leggere riguardo la visione futura di Fresco nelle

costruzioni edili. In prospettiva futura, egli dichiara che l’automazione e la robotica siano fondamentali in tutti i settori, e non solo quello edilizio, in quanto si diminuisce al minimo l’errore e la fatica, e si velocizzano i tempi di realizzazione. Propone delle case prefabbricate usando un tipo di cemento armato pre-sollecitato, con un rivestimento esterno di ceramica flessibile che le rende praticamente esenti da manutenzioni e impenetrabili agli agenti atmosferici. I loro magri assemblaggi a guscio potrebbero essere prodotti in serie in poche ore, e il danno provocato da terremoti o uragani sarebbe minimo. Propone inoltre anche abitazioni estruse in serie, appartamenti in calcestruzzo rinforzato in fibra di carbonio, prodotte con estrusioni continue per poi essere separate e collocate sul posto, o su una struttura di supporto che le sostiene, per la realizzazione delle torri. Considerato che tali trattazioni sono state stilate intorno agli anni ’80, e considerando l’avvento di macchine a controllo numerico, oppure le stampanti 3D che si stanno sviluppando nel settore edilizio, si può dire che le previsioni di Fresco sono più che fondate, infatti gli edifici all’interno di Venus, in Florida, come sopracitato, sono realizzati con questi materiali e queste tecniche. Tali argomentazioni hanno focalizzato il mio interesse nella trattazione della tesi sulla

9 ricerca di un metodo costruttivo che si basi sull’industrializzazione e la prefabbricazione, tenendo conto delle possibilità tecnologiche a nostra disposizione oggi, e sulla scelta di materiali riciclabili e alternativi che possano limitare l’impatto ambientale e diminuire gli sprechi. Anche l’esperienza Erasmus svolta durante l’ultimo anno accademico, mi ha messo di fronte a metodi costruttivi del tutto diversi da quelli che sono stato abituato a studiare o trattare durante i miei anni di formazione. E mi ha permesso di capire che una costruzione prefabbricata, diversa nella scelta dei materiali, leggera ma confortevole, può avere i requisiti giusti per soddisfare le esigenze di chi la vive.

Tutto ciò mi ha portato a proporre una serie di componenti per la realizzazione di diversi tipi di moduli abitativi, variabili in diverse sfaccettature, e quanto più versatili possibile per soddisfare ogni tipo di esigenza. Sarebbe riduttivo parlare di modulo abitativo se consideriamo la più ampia visione sociale del futuro di Jacque Fresco, che ha affrontato in dettaglio aspetti come l’economia, i trasporti, la politica e l’intera riprogettazione della città; aspetti che potrebbero davvero cambiare il nostro modo di vivere, ma per lo stesso motivo, paradossalmente, sono rimaste idee utopiche considerando i valori della società in cui viviamo oggi.

L’INDUSTRIALIZZAZIONE DEL PROCESSO EDILIZIO

1.1 L’INDUSTRIALIZZAZIONE Cos’è l’industrializzazione?

Un’analisi etimologica del termine suggerisce una scomposizione tra le parole “industrializzazione” e “processo edilizio”, ed è proprio l’analisi distinta dei due termini che spiega cosa sia davvero l’industrializzazione del processo edilizio, e non solo, si può capire perché tale procedimento abbia preso piede, perché si sia sviluppato, dove ha avuto inizio e per quale motivo.

“Processo derivato dalla rivoluzione industriale, che consiste in profonde trasformazioni delle strutture economiche e sociali determinate dal rapido sviluppo dell’industria, favorito da nuove tecniche che danno luogo ad aumenti sostanziali di produttività. Con riferimento a un’entità territoriale, l’i. indica sia la trasformazione dell’economia di questa in senso industriale, attraverso lo sviluppo delle attività industriali con prevalenza sulle altre (agricole, terziarie ecc.) […] L’i. ha rappresentato in molti paesi il

11 passaggio decisivo per la crescita del reddito e degli standard di vita della collettività, accompagnato, sin dalla prima metà del 19° sec., da mutamenti nella struttura della domanda dei consumi […]. Il processo di i. ha seguito strade diverse a seconda del contesto geografico, a causa di una diversa distribuzione delle risorse umane, naturali ed energetiche, e delle condizioni storico-politiche, […], l’i. appare come fenomeno decisamente concentrato in specifiche aree del pianeta. Si tratta di quelle relative a Stati dotati di sistemi industriali a più antico impianto (o comunque notevolmente diversificatisi e sviluppatisi a partire dal secondo dopoguerra), come i paesi europei e nordamericani. A questi si sono progressivamente aggiunti numerosi Stati del Sud-Est asiatico (come il

Giappone, la Corea del Sud e la Cina) e dell’America Meridionale. La rapida evoluzione del fenomeno in queste ultime aree è stata peraltro agevolata dalla tendenza dei paesi più industrializzati a delocalizzare la produzione, ossia a trasferire i processi di trasformazione delle materie prime o di seconde lavorazioni in Stati che offrono manodopera copiosa e meno costosa.”1.

Un’industria fumante a cielo aperto, o la tipica immagine di lavoratori disposti in fila in spazi prestabiliti in modo da migliorare e velocizzare il processo di produzione, mostrano scene caratterizzanti un’epoca in cui le innovazioni

Enciclopedia Treccani.

12 avrebbero cambiato la società in ogni aspetto, dalla politica all’economia, sino a mutare il modo di vivere di ciascun individuo. Di fatto l’industrializzazione deriva dalla rivoluzione industriale, la quale fu un processo di evoluzione tecnologica ed economica della società che passò dall’essere un sistema agricolo-artigianale ad uno industriale moderno, caratterizzato dall’ uso di macchine azionate ad energia meccanica migliorando la velocità di produzione e riducendo la fatica dell’uomo. L’uso di nuove fonti energetiche, come i combustibili fossili, ed una forte componente di innovazione tecnologica stimolano fenomeni di crescita,

sviluppo economico e modifiche socioculturali. Tale radicale trasformazione si verificò nella seconda metà del ‘700, interessando principalmente il settore tessile e metallurgico con l’introduzione della spoletta volante e della macchina a vapore.

La seconda rivoluzione industriale, convenzionalmente collocata a partire dal 1870 è segnata dall’introduzione del petrolio, dell’elettricità e della prima catena di montaggio. Seguendo questa dinamica si tende anche a individuare una terza rivoluzione industriale, a partire dal 1970,

13 dovuta all’introduzione dell’elettronica, delle telecomunicazioni e dell’informatica che cambiano del tutto il concetto di automazione nelle fabbriche. La rivoluzione industriale comportò una profonda trasformazione del sistema produttivo, coinvolgendo successivamente il sistema economico, nel suo insieme, e il sistema sociale. L’apparizione della fabbrica e della macchina modifica i rapporti fra i settori produttivi che incrementeranno la produzione, il lavoro in diversi settori dell’industria e di conseguenza il mercato della nostra società, spingendoci a nuove prospettive future e a un periodo di innumerevoli innovazioni,

basti pensare allo sviluppo dell’informatica e delle telecomunicazioni del nostro periodo. Si ipotizzava un XXI secolo contraddistinto da macchine volanti, viaggi nel tempo, città tecnologiche e robot ma, a prevalere è stato un altro tipo di settore, quello dell’informatica, delle nuove tecnologie e quindi internet che creano prodotti e processi interconnessi tra di loro, tanto da aver influenzato non solo la generazione odierna ma anche quella precedente.

È lecito allora pensare che la visione futura del XXI secolo di Robert Zemeckis in “Ritorno

-La spoletta volante o navetta lanciata, congegno inventato nel 1733 da John Kay per consentire la tessitura automatica. 3.

Macchina a vapore di Thomas Horn, 1864

“sequenza organizzata di fasi operative che portano dal rilevamento delle esigenze della committenza-utenza di un bene edilizio al loro soddisfacimento attraverso la progettazione, la produzione, la costruzione e la gestione del bene stesso”. La sequenza di fasi operative del processo edilizio deriva (storicamente) dal modello artigianale del progettare-realizzare. Tale modello ha subito nel tempo profonde trasformazioni, dovute all’evolversi della tecnica e all’affermarsi della produzione industriale, modificando i naturali rapporti tra le diverse fasi del processo e portando ad un difficile controllo delle stesse. L’attenzione al processo edilizio si è affermata a seguito dell’avvento della meccanizzazione del cantiere edile da un lato e con la produzione di componenti, in officina, dall’altro, causando una trasformazione dei modi del costruire. Si è rilevato come il costruire fosse caratterizzato da un processo di fasi e operazioni molto complesse, la cui gestione non poteva più essere affidata agli operatori tradizionali, ma richiedeva un’organizzazione di tipo industriale. Da questo momento si decide di correlare programmazione, progettazione, scelte tecnologiche e realizzative. L’iter parte dalla programmazione, attraversa la progettazione e l’esecuzione, fino all’utilizzazione di un’opera edilizia e alla sua

gestione per tutto il ciclo di vita utile. Le quattro fasi operative di programmazione, progettazione, costruzione e gestione, sono identificate come passaggi fondamentali per la sua attuazione, tali passaggi sono

Norma UNI 10838:1999 Titolo: Edilizia - Terminologia riferita all’utenza, alle prestazioni, al processo edilizio e alla qualità edilizia. Data entrata in vigore : 31 ottobre 1999 La norma contiene i termini e le definizioni relative alla qualità edilizia nei suoi aspetti generali e in quelli specifici

Qualificare il personale e specializzare le 8. piccole imprese, dando loro le possibilità di attuare il cambiamento, è il primo passo verso l’industrializzazione.

19 della qualità ecologica degli interni, i materiali e le risorse impiegati, il progetto e la scelta del sito. Sviluppato dalla U.S. Green Building Council (USGBC, un’organizzazione con sede a Washington) il sistema si basa sull’attribuzione di ‘crediti’ per ciascun requisito, e tende come scopo principale ad ottenere un futuro sostenibile e prospero grazie ad “edifici verdi” 9. . Il processo di industrializzazione edilizia ha bisogno di un’ottima organizzazione, e di aziende preparate in tutti i campi previsti dall’intero iter operativo. Infatti questo approccio progettuale e costruttivo riesce a prendere piede in presenza di grandi o medie

imprese che hanno le risorse idonee per modificare il proprio modello organizzativo in favore dell’industrializzazione, invece le piccole imprese che non possono permettersi questo tipo di cambiamento, causa anche la frequente necessità di modificare il progetto in corso d’opera per piccoli clienti, ciò che la produzione di componenti industrializzati realizzati in serie non permette di fare, hanno serie difficoltà a svilupparsi. Al centro dell’intero iter produttivo troviamo la progettazione, che non lascia spazio al minimo errore. Si necessita quindi di un progetto ed un’organizzazione perfetti, nonché di progettisti ed operatori qualificati.

8. tipi di certificazione LEED,il punteggio viene redatto in base ai criteri in fig. 7 9.

www.certificazioneleed.com

22 di produzione e il peso degli elementi, nonchĂŠ per il grado di rigiditĂ compositiva del sistema; si parla in particolare di sistemi di prefabbricati a ciclo chiuso e a ciclo aperto. I primi consistono nella produzione da parte di unâ&#x20AC;&#x2122;impresa di costruzioni di tutti gli elementi che comporranno il prodotto finito. Per i secondi si prevede un processo organizzativo capace dâ&#x20AC;&#x2122;immettere sul mercato tanti componenti edilizi, che non sono prodotti da una sola ditta produttrice ma da un gruppo di ditte complementari; i componenti prodotti saranno coordinati dimensionalmente tra loro in modo da porter formare, nellâ&#x20AC;&#x2122;assemblaggio, un edificio

completo. Per qualsiasi sistema, potendo, grazie alla coordinazione modulare, essere intercambiabili, tali componenti trovano applicazione in sistemi costruttivi diversi e pertanto sono producibili in grande serie, con i conseguenti vantaggi di ordine qualitativo ed economico.

10.

23 Per quanto riguarda l’edilizia civile i sistemi in uso sono sostanzialmente tre, appartenenti alla categoria di prefabbricazione a ciclo chiuso: - Sistemi intelaiati10.: i sistemi intelaiati sono basati sulla costruzione in officina di travi, pilastri e solai, uniti poi in opera; data la possibilità di usufruire di ampi spazi liberi interni su un solo piano con la presenza di un limitato numero di giunti, non sono adatti agli edifici residenziali a molti piani, per il moltiplicarsi dei giunti;

- Sistemi a pannelli portanti 11.: particolarmente usati per l’edilizia residenziale economica, sono basati sulla costruzione in officina di pannelli formanti le pareti verticali e i solai; le pareti verticali portanti hanno per lo più le dimensioni di un vano e portano incorporate tutte, o quasi tutte, le attrezzature di finimento e le canalizzazioni e attacchi degli impianti. Questi sistemi sono particolarmente adatti alla costruzione di abitazioni su schemi ripetitivi quali quelli dell’edilizia economica; si può ottenere una notevole flessibilità negli schemi progettuali alternando i due sistemi;

10.

Iconico capolavoro di Jean Prouvé, la “Maison démontable”. Uno dei primi esempi realizzati di casa prefabbricata.

11.

24 - Sistemi tridimensionali12.: utilizzano cellule tridimensionali, ciascuna prefabbricata in officina, completa, a volte, di attrezzature e finiture e comprendente uno o più vani; queste cellule possono poi essere poste in opera variamente assemblate planimetricamente e altimetricamente a formare originali complessi;

“In Italia il ricorso alla p. nell’edilizia ha avuto una larga espansione a partire dagli anni 1960 anche nel campo degli edifici per abitazione, per uffici e per scopi sociali. Attualmente, la p. è ancora di uso corrente per la produzione di elementi in serie quali pensiline,

coperture di grande luce, gradinate di stadi, guardrail in acciaio, guardrail New Jersey in cemento armato, parti di viadotti, specie quelli formati da travi di piccola luce che devono poi essere assemblate in opera. Ha avuto invece una notevole flessione nel campo degli edifici civili, soprattutto per le strutture a pannelli portanti e per quelle a elementi tridimensionali che sono maggiormente impiegate negli edifici di grandi dimensioni; sono peraltro ancora utilizzate in larga misura le strutture a travi e pilastri lineari assemblate in opera per edifici che hanno caratteristiche simili a quelli di tipo industriale quali stadi, ospedali, scuole. Per gli edifici industriali è usata quasi esclusivamente la p. anche con strutture a elevate caratteristiche funzionali, resistenza al fuoco e agli agenti atmosferici,

12.

25 spesso con elementi di copertura già provvisti di impermeabilizzazione e isolamento termico”13..

2.1 LA PREFABBRICAZIONE DI NUOVA GENERAZIONE La tecnologia a nostra disposizione oggi, e il suo continuo evolversi, grazie alla versatilità applicativa in diversi settori, contribuisce ad aumentare la flessibilità della produzione e ad ottenere una maggiore differenziazione dei prodotti.

Componenti e sistemi per l’edilizia possono essere realizzati modificando prodotti industriali seriali già presenti nel mercato, oppure fabbricandoli ex novo direttamente sulle richieste del progettista o del committente. Frank O’Gehry nel Guggenheim Museum di Bilbao, sembra aver sfidato le leggi della fisica, sembra aver stravolto del tutto il concetto di muro, ma in realtà questo progetto nasce grazie all’uso della tecnologia applicata all’industrializzazione delle componenti, il computer non si limita soltanto alla presentazione dell’edificio in tre dimensioni o in relazione al contesto, ma i modelli

12.

Habitat 67 è un complesso edilizio, progettato dall’architetto Moshe Safdie e fu realizzato in occasione dell’Expo 1967. 13.

Enciclopedia Treccani.

realizzati digitalmente vengono studiati ad ogni minimo dettaglio, singolarmente o in relazione alle altre componenti. Il progetto finale del Guggenheim Museum è composto da componenti tutte diverse tra loro, non vi è un modulo simile all’altro, ma lo studio dovuto alla fabbricazione digitale di questi elementi rendono il prodotto finale uno dei più significativi della storia dell’architettura moderna (si rimanda il lettore al cap. 2.2.5). La versatilità può ottenersi principalmente attraverso la personalizzazione dei materiali, dell’assemblaggio dei componenti o del processo produttivo. Una delle tecnologie a nostra disposizione in ambito dell’edilizia è la macchina a controllo numerico 14., essa richiede che tutte le informazioni vengano associate attraverso un codice alfanumerico, o linguaggio di programmazione, a una serie di istruzioni che costituiscono il programma di lavoro. I vantaggi sono molteplici: elimina le parti manuali di utilizzo della macchina per concentrare l’attenzione sulla tecnologia di produzione; annulla gli errori di posizionamento delle operazioni manuali; riduce i tempi di lavorazione; incrementa la qualità la precisione e la ripetibilità dei pezzi. Il pannello di controllo 15. è dotato di:

13. Modello digitalizzato delle componenti del Guggenheim Museum di Bilbao.

13.

manuale del programma; -Video display: per la comunicazione visiva e la simulazione grafica del percorso utensile prima della reale esecuzione del pezzo con la macchina; - Tasti funzione: di carattere particolare come inizio programma, stop, emergenza ecc.

Grazie a questo pannello, come già detto, è possibile analizzare il percorso che svolge la macchina ancor prima dell’avvio della stessa. Le tre categorie di unità di controllo - Microprocessore: per il calcolo geometrico dei movimenti sono: e tecnologico; - Tastiera alfanumerica: per il controllo - a. Punto a punto: gli spostamenti avvengono

16.

28 - Modularità per applicazione: avviene quando ad un elemento standard è possibile accoppiare elementi diversi, il prodotto può cosi essere fabbricato in serie e la sua personalizzazione avviene aggiungendo gli elementi richiesti solo durante l’assemblaggio. Un’altra tecnologia impiegata, che si sta sempre più perfezionando, in ambito edilizio, è la stampante 3D16., che realizza oggetti tridimensionali mediante produzione additiva, partendo da un modello 3D digitale. Il modello digitale viene prodotto con software dedicati e successivamente

elaborato per essere poi realizzato, strato dopo strato, attraverso una stampante. Con la maggiore applicazione di queste macchine si stanno testando materiali e stampanti 3D interamente indirizzate al settore edilizio/ architettonico, si notano notevoli sviluppi soprattutto nella messa a punto del materiale cementizio: in Cina sono riusciti a stampare dieci case in calcestruzzo in 24 ore; mentre in California del Sud, è stata ideata una stampante in grado di costruire una casa di 100 m2, con muri e solette. In Italia ad esempio c’è 3D Housing 0517., ideata e progettata dall’architetto Massimiliano Locatelli dello studio milanese

17.

2.2 RIFERIMENTI PROGETTUALI CLS Architetti insieme a Italcementi, Arup e Cybe. Si tratta di una casa a basso impatto ambientale di circa 100 metri quadrati, con zona giorno, zona notte, cucina, bagno, che viene stampata con una speciale miscela di polveri cementizie, inerti e leganti e può, nel tempo, essere demolita, polverizzata e ricostruita con lo stesso materiale. Gli inerti possono derivare dalle terre locali, a km zero, fondendosi con le cromie del contesto. La stratificazione del cemento genera un pattern, superficie su cui all’esterno il verde si arrampica spontaneamente fino al tetto che diventa un orto in città.

Come accennato nel capitolo precedente è grazie all’ industrializzazione che i metodi costruttivi sono cambiati e si sono adeguati a nuove tecniche, nuovi materiali, nuove esigenze e nuovi aspetti socio-economici che hanno incrementato la produzione industrializzata e quindi il manifestarsi della prefabbricazione. Si può pertanto riscontrare che l’uso di questo metodo costruttivo non è propio recente, con l’avvento dell’ acciaio intorno alla seconda metà del XIX secolo, sono stati realizzati edifici di una certa entità in tempi molto più brevi rispetto ad un edificio di classica costruzione.

HABITAT 67, 1967

2.2.2

Moshe Safdie

32 Habitat 67 è un complesso edilizio collocato sulle rive del fiume San Lorenzo nella città di Montréal in Canada. Il progetto fu ideato dall’architetto Moshe Safdie partendo dalla sua tesi di laurea e fu realizzato in occasione dell’Expo 1967. É stato costruito con 354 moduli identici e completamente prefabbricati (denominati “scatole”) impilati in varie combinazioni e collegati da cavi di acciaio. Gli appartamenti variano per forma e dimensioni, poiché sono formati da un gruppo di 1-4 “scatole” in diverse configurazioni. Ogni appartamento è raggiungibile attraverso una serie di strade pedonali e ponti, insieme a tre nuclei verticali

di ascensori per i piani superiori. Il processo di prefabbricazione delle scatole da 90 tonnellate ha avuto luogo sul posto. La forma modulare di base è stata modellata in una gabbia d’acciaio rinforzata, che misurava 11,5 m x 5 m. Una volta indurito, il box in calcestruzzo è stato trasferito su una linea di assemblaggio per l’inserimento di sistemi elettrici e meccanici, nonché di isolamento e finestre. Per finalizzare la produzione, sono state installate cucine modulari e bagni, e infine una gru ha sollevato ogni unità nella posizione designata.

SILODAM, 2003

2.2.3

MVRDV

34 Nella parte occidentale del porto di Amsterdam, una vasta operazione urbana ha trasformato un ex edificio di dighe e silos in un programma misto di alloggi, uffici, spazi di lavoro, spazi commerciali e spazi pubblici disposti in un volume di 10 piani per 20 m di profondità e 120 m di lunghezza. I 157 appartamenti si differenziano per dimensioni, prezzo e organizzazione, che si rivolgono a una demografia che cambia e al desiderio di individualità. Tutte le unità commerciali sono state raccolte in un volume chiaramente riconoscibile. L’edificio è sopra l’acqua ed esternamente, la visione è quella di una pila di container, con una varietà di

colori e finiture di materiali diversi che creano strisce sulla facciata. All’interno, i corridoi sono stati progettati per funzionare come strade interne. Ci sono anche vari luoghi di incontro sparsi per l’edificio, ad esempiio sul lato ovest c’è una terrazza sul tetto comune per i residenti, e piccole barche possono ormeggiare nel piccolo molo ricreato tra le colonne sottostanti. L’ edifcio raccoglie le esigenze più svariate, dando la possibilità a tutti, studenti, anziani e famiglie, di vivere nello stesso luogo, versatile per le esigenze di tutti.

GUGGENHEIM MUSEUM, BILBAO 1997.

2.2.5

Frank O. Gehry

38 Il Guggenheim Museum situato a Bilbao nei Paesi Baschi, nel nord della Spagna in un edificio progettato dall’architetto canadese Frank O. Gehry. Il museo venne inaugurato nel 1997 e sin dalla sua apertura il museo si è trasformato in un’importantissima attrazione turistica, richiamando visitatori da numerosi paesi del mondo, diventando così il simbolo della Città di Bilbao. Il Museo occupa complessivamente 24.000 m², di cui 10.600 sono spazi espositivi, e risulta composto da una serie di volumi complessi, interconnessi in modo spettacolare. L’impatto con l’ambiente circostante risulta certamente forte, ma al tempo stesso non

tale da fornire disturbo, anzi l’imponente struttura si sposa con il contesto grazie alla sua sobria eleganza dovuta anche ai materiali di cui è rivestita, infatti il titanio è uno dei protagonisti di quest’opera, poiché ricopre gran parte delle superfici esterne (si tratta infatti di trentatremila lastre). Le altre parti dell’edificio, invece, sono rivestite da lastre di pietra calcarea. Il disegno del museo e la sua costruzione seguono perfettamente lo stile e i metodi di Frank Gehry. La struttura principale è radicalmente scolpita seguendo contorni quasi organici. Il museo, affermano i progettisti, non possiede una sola superficie piana in tutta la sua volumetria.

SULL’ALLUMINIO

18. Aspetto dell’elemento, bianco argenteo.

L’alluminio è un metallo duttile ed è uno degli elementi più diffusi nella crosta terrestre (8,3% in peso), terzo dopo l’ ossigeno (45,5%) e il silicio (25,7%). In natura si trova in minerali in cui è combinato con altri elementi come lo zolfo, il silicio, l’ossigeno. Uno dei minerali più ricchi è la bauxite, una roccia sedimentaria dal colore rosso bruno o gialla, diffusa soprattutto negli Stati Uniti d’ America, in Russia, Ungheria e nei territori dell’ex Jugoslavia. Notevole è la sua leggerezza e resistenza all’ ossidazione, ciò dovuto da un sottile strato di ossido che impedisce all’ossigeno di corrodere il metallo sottostante e gli conferisce l’aspetto argentato. L’ alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, ed è usato da molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi, questione importante per l’economia mondiale, basti pensare che è uno dei componenti più usati nell’industria aereospaziale, usato anche nel campo dei trasporti o delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie. Altri settori in cui è impiegato sono il settore meccanico, elettronico, domestico e metallurgico. L’ alluminio è un metallo leggero, con un peso specifico di 2700 Kg / m3 , circa un terzo di quello dell’acciaio o del rame, malleabilità e duttilità permettono a questa

18.

lega di essere lavorata, preformata, estrusa, riciclata, rivestita, pitturata o lasciata allo stato naturale.

3.1 PROPRIETÀ L’alluminio presenta alcune proprietà che lo rendono versatile e utilizzabile in diversi settori come già detto, le proprietà principali sono: - Leggerezza: come sopracitato il suo peso specifico è un terzo rispetto quello dell’ acciaio, nonostante questo l’ aspetto meccanico dei due materiali è simile, se

Questa è una delle qualità più importanti dell’ alluminio, in quanto i materiali usati, anche grazie alla versatilità di collegamenti tra di loro, possono essere riusati all’ infinito e riciclati, senza alcuna carenza meccanica. Tutto questo comporta un importante risparmio in termini energetici, inoltre la sua leggerezza permette anche poca energia prodotta durante la lavorazione, il trasporto e la manutenzione;

- Sotenibilità: durante la produzione di alluminio, i gas che contribuiscono all’ effetto serra sono dovuti all’ utilizzo di combustibili fossili e al processo di elettrolisi. Le quantità emesse da questi gas sono minime e la loro incidenza sul totale dei gas prodotti dall’ uomo non è che l’ 1%. La sua leggerezza nei trasporti permette di diminuire il peso degli autoveicoli e quindi limita anche l’ emissione di gas nell’ atmosfera. Per non parlare dei serramenti in alluminio che, se realizzati con la tecnologia del taglio termico, permettono il risparmio di circa il 30% dell’ energia per mantenere l’edificio alla temperatura desiderata. Il materiale ha anche delle proprietà che lo rendono svantaggioso in certe applicazioni, come ad esempio la scarsa resistenza al fuoco, elevata conducibilità termica, elevato potere riflettente e quindi causa

di abbagliamento, ed un costo energetico elevato se ricavato da produzione primaria.

3.2 CICLO DI PRODUZIONE. L’alluminio si può produrre a partire: - dal minerale, la Bauxite; - dalla rifusione del metallo stesso, ovvero dal riciclo dei rottami di alluminio. L’alluminio prodotto a partire dal minerale è detto alluminio primario, quello ottenuto dalla rifusione dei rottami di alluminio, riciclato o secondario. Per la produzione di alluminio primario bisogna dire che i consumi di energia elettrica sono notevoli, anche se il processo tecnologico ha migliorato nettamente le performance produttive relativo all’ uso di energia elettrica, e quindi alle performance ambientali ad esso correlate. Ad esempio uno dei maggiori produttori di alluminio è la Cina, con circa 31 mln di tonnellate di produzione mineraria, seguito da Russia 3.58 mln e Canada 3.25 mln. Tale classificazione che segue con India, Emirati Arabi Uniti, Australia, Norvegia, Stati Uniti, è il risultato delle ricerche emerse dalla USGS, United States Geological Survey, un agenzia scientifica del governo statunitense, particolare interessante è come il Canada

- Silicio: migliora la colabilità e riduce la dilatazione; si usa in edilizia;

27.

- Magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare, aumenta la malleabilità; è molto usato per le lattine; -Manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione; è usato anch’esso per le lattine, spesso insieme al magnesio; Considerando l’ ampia versatilità di uso del materiale in diversi settori, vengono riportate le maggiori leghe ad uso strutturale, e non , espresse da “Le istruzioni per la progettazione, l’ esecuzione ed il controllo - Serie 3000, leghe alluminio-manganese: di strutture in alluminio” (istruzioni CNR-DT non possono essere sottoposte a trattamento 208/2011 ), che elenca diversi tipi di leghe: termico e hanno una resistenza leggermente superiore a quella dell’ alluminio puro, pur - Serie 1000, alluminio puro: alta percentuale mantenendo una duttilità molto elevata. Le di alluminio ( 98.8 , 99 % ), possono essere applicazioni maggiori le troviamo sotto forma utilizzati sotto forma di lamiere in strutture di pannelli e lamiere grecate per sistemi di soggette a stati di sollecitazione non elevati; copertura;

27. Immagine relativa alle diverse tipologie di profili ricavabili grazie all’alluminio e la sua lavorazione.

- Serie 2000, leghe alluminio-rame: prodotti sotto forma di profilati, lastre e tubi. La presenza del rame necessita l’ intervento di un trattamento protettivo, soprattutto se posto in ambienti corrosivi. Queste leghe sono impiegate nell’ industria aeronautica;

- Serie 4000, leghe alluminio-silicio: con proprietà simili alla serie 3000, vengono usate raramente e trovano impiego come materiale per elettrodi di saldatura; - Serie 5000, leghe alluminio-magnesio: le

anche impiegate per la realizzazione di sezioni tubolari. Troviamo tali leghe sia nelle strutture saldate che quelle che prevedono collegamenti bullonati; - Serie 7000, leghe alluminio-zinco: prodotti sotto forma di profili estrusi e lamiere a caldo. A seconda della percentuale di rame come terzo elemento si possono suddividere in leghe:

sue proprietà meccaniche sono superiori a quelle delle serie 1000, 3000, e 4000. La loro resistenza può essere impiegata mediante laminazioni a freddo. Ottima resistenza alla corrosione, soprattutto in ambiente marino. Sono usate nelle strutture saldate, dato che la loro resistenza non è ridotta drasticamente nelle zone termicamente alterate; - Serie 6000, leghe allumino- siliciomagnesio: mediante trattamento termico si può incrementare la resistenza di tale lega, conservando al tempo stesso una buona duttilità. Sono particolarmente adatte per l’estrusione e possono essere

•AlZnMg: raggiungono una resi stenza notevole e una duttilità abbastanza buona. Inoltre resistenti alla corrosione queste leghe sono usate nelle applicazioni strutturali, grazie all’ auto-rinvenimento, che consente di recuperare la resistenza iniziale nelle zone termicamente alterate; •AlZnMgCu: le quali sono le leghe con la più alta resistenza, dopo il trattamento termico, con valori di f0.2 che sono pari a 500 N/mm2. La presenza di rame necessita di una protezione alla corrosione che si ottiene con rivestimento o pitturazione.

La raccolta differenziata, il riciclo e recupero dell’alluminio apportano numerosi benefici alla collettività in termini di: - Economia: il riciclo dell’alluminio è un’attività particolarmente importante per l’economia del nostro Paese, storicamente carente di materie prime; - Energia: il riciclo dell’alluminio permette di risparmiare il 95% dell’energia necessaria a produrlo dalla materia prima; - Materia: il riciclo degli imballaggi in alluminio permette di recuperare materia prima preziosa, utilizzabile per la realizzazione di nuovi prodotti; - Ambiente: il riciclo dell’alluminio permette di salvaguardare l’ambiente e le sue importanti risorse naturali.

3.6 L’ALLUMINIO NELLE COSTRUZIONI In edilizia i campi di applicazione di questo materiale sono molteplici, ad esempio facciate continue, infissi, porte, verande, controfinestre, gronde, frangisole, edilizia prefabbricata, termosifoni, lamiere per controsoffittature, pannelli solari, pannelli di copertura o rivestimento ecc. L’ utilizzo è destinato progressivamente a crescere

in quanto le sue proprietà sono apprezzate dai progettisti, architetti e ingegneri, o dai costruttori. L’ alluminio ha anche una notevole longevità e i trattamenti di manutenzione sono davvero ridotti; non assorbe umidità, non si gonfia, non marcisce, non si fessura e non è soggetto a invecchiamento, basti pensare all’ impiego dell’ alluminio in fogli sottili, che riguarda la protezione dei materiali da costruzione agli agenti atmosferici e durante il trasporto. Per quanto riguarda l’ edilizia, molteplici sono gli interventi che sfruttano leggerezza, resistenza, trasportabilità e versatilità di questo materiale, non solo nelle schermature o nei rivestimenti ma anche in ambito strutturale. Uno dei primi esempi di uso dell’alluminio in edilizia è la Trend Home 28. di Jacque Fresco, progetto presentato nel 1948 dalla Warner Bros, e venne pubblicata su Architectural Record come una delle prime case costruite in serie realizzata interamente con alluminio estruso. Il risultato fu un uso innovativo e davvero efficiente di tempo e materiali; le finestre ad esempio erano applicate con un semplice scatto e l’ uso di un sigillante e richiedeva circa 12 minuti di lavoro per installare le finestre, e 8 ore di lavoro per installare l’ intero edificio. Altri esempi dell’uso dell’alluminio in edilizia sono:

28.

29.

Estratto della rivista Architectural Record riguardo la Trend Home.

TK-IT HOUSE, 2007

3.6.1

Taalman Koch

52 Localizzata a Pioneertown, negli Stati Uniti, Taalman Koch utilizza una serie di componenti prefabbricati fuori sede per controllare meglio i rifiuti di costruzione, la manodopera e la qualità del prodotto finito della TK-IT House. Essa è concepita come una piccola casa con pareti di vetro e una pianta aperta per massimizzare il rapporto tra l’occupante e il paesaggio circostante, riducendo al minimo l’impatto dell’edificio sulle condizioni delicate del sito. I componenti essenziali di IT HOUSE sono il telaio in alluminio flessibile, composto da montanti 9x9 cm e traversi 9x18 cm, sia per la struttura e l’intelaiatura del muro; un

tetto di coperta acustico in acciaio, sistema di vetratura con telaio in alluminio costituito principalmente da grandi porte scorrevoli. Il sistema di inquadratura può essere utilizzato per creare facilmente spazi completamente o leggermente chiusi, cortili esterni o schermati in portici.

LOBLOLLY HOUSE, 2006

3.6.2

Kieran Timberlake & Associati

54 In questo progetto possiamo notare un’ innovativo uso dell’ alluminio che si combina con la funzionalità di diversi materiali. La Loblolly House, di Kieran Timberlake e associati, nasce dall’ esigenza di ottenere il minimo impatto sull’ ambiente circostante, infatti la base dell’ edificio è costituito da un piano porticato in legno sul quale si ergono due livelli in struttura portante in alluminio. I solai sono prefabbricati in stabilimento, cosi poi pronti solo per essere installati; altra peculiarità sono i moduli bagno e cucina che arrivano in loco interamente pre-asseblati. Ogni elemento, e le sue giunzioni con altri elementi, è stato modellato digitalmente

al minimo dettaglio. All’epoca del 2004, il software di modellazione parametrica era al suo stadio iniziale e richiedeva uno sforzo significativo, ma il suo uso garantiva che gli elementi fabbricati contemporaneamente si adattassero perfettamente. I pannelli di tamponamento sono in legno di cedro ed esternamente rivestono l’ edificio con un gioco di listelli non regolari o simmetrici per permette alla luce di entrare dalle vetrate e per dare un certo dinamismo al prospetto.

ALUMINIUM CENTRUM, 2001

3.6.3

Micha De Haas

56 Sospeso sopra un lago su una foresta di sottili colonne di alluminio, questo edificio accattivante è un’insolita collaborazione tra design e industria, calcolata per dimostrare in modo poetico e spaziale la versatilità dei metalli. Il programma comprende uffici, spazi espositivi e sale conferenze che fungono da centro di informazione per l’industria olandese dell’alluminio. L’edificio ha vinto una serie di premi internazionali, è stato pubblicato abbondantemente e costituisce un’icona per l’industria dell’alluminio in tutto il mondo. L’ idea progettuale era quelle di riprendere una foresta di betulle, con i suoi numerosi tronchi argentati snelli ravvicinati.

Le colonne sono tubi di alluminio, alti circa 6 metri. L’edificio è solo al piano terra, ma Micha de Haas, il progettista, non voleva che fosse ovvio dall’esterno, quindi ha giocato con il modello di finestratura per dare l’impressione che ci siano due piani. Con strisce di finestre a diverse altezze , insieme al fatto che l’edificio si trova nell’acqua senza vicini immediati per un senso di scala, si ha l’impressione di due piani.

ELEMENTI VERTICALI

4.2.1

Struttura portante

10 cm

2. 5 cm

10 cm

L’ elemento verticale è composto da una struttura portante in alluminio estruso. La struttura è realizzata tramite la saldatura di 6 componenti. Si ha il montante 1. di sezione 10x10 cm e l’invito per l’aggancio ad un altro elemento portante. Il montante 2. è composto da una sezione di 5x10 cm e funge da ulteriore supporto strutturale. Il montante 3. ha la stessa sezione dell’1. ma con l’area efficace della sezione ridotta per l’innesto del collegamento ad un’altra struttura. (vedi 6.).

I montanti sono collegati tra loro tramite saldatura all’elemento 4., ovvero traversi di sezione 10x10 cm sui quali vengono infine saldati gli elementi di collegamento superiore 5. ed inferiore 7. L’altezza complessiva dell’elemento verticale

10 cm

COMPONENTI:

4. 4.

10 cm

1. 33.08 Kg; 2. 13.85 Kg; 3. 27.7 Kg; 4. 24.3 Kg ( x2 componenti); 5. 1.94 Kg ( x3 componenti); 7. 1.58 Kg ( x3 componenti).

15 cm

10 cm

15 cm

Peso complessivo 102.45 Kg. 15 cm

15 cm

285 cm

è di 335 cm con altezza utile di 285 cm, mentre la larghezza è di 125 cm, con 100 cm complessivi efficaci. I collegmenti sono ad incastro, e verranno analizzati in dettaglio nei capitoli seguenti (si riporta il lettore al cap. 4.2.4). Il peso complessivo della struttura è stato calcolato seguendo la scomposizione in montanti, traversi, collegamenti superiori e collegamenti inferiori, considerato il peso specifico dell’ alluminio, come noto 2700 Kg / m3 , e le sezioni delle componenti.

305 cm

285 cm

335 cm

305 cm

335 cm

125 cm 125 cm

7. 7.

La chiusura verticale si rende solidale alla struttura portante, vista nel cap. 4.2.1., tramite dei ganci a T a. che si tassellano tra le due estremità degli elementi strutturali e che irrigidiscono la stratigrafia del nucleo della muratura, collegando tra loro i pannelli OSB (scheda tecnica allegato 2) 3. / 5. di spessore 1.5 cm, e l’isolante in lana di roccia 4. che viene inserito nell’intercapedine strutturale di 10 cm. L’estremità a. sporge per 4 cm nel lato di muratura esterna 2., nel lato interno di 8 cm 6. entrambi fungono da intercapedine per impianti con adeguato foro di collegamento tra 2. e 6., e per l’istallazione dei pannelli di rifinitura in PVC 1. / 7.

MODULO STANDARD

4.2.1.1

Chiusura verticale singola

1. 2. 3.

30 cm

10 cm

50 cm

5 cm 125 cm

50 cm

10 cm

muratu murat COMPONENTI:

1. Pannello in Pvc ext: 133 Kg 2. Intercapedine ext. impianti; 3. Pannello OSB: 36.6 Kg; 4. Isolante in lana di roccia: 11.43 Kg; 5. Pannello OSB: 36.6 Kg; 6. Intercapedine int. impianti; 7. Pannello in PVC: 133 Kg; 8. Struttura portante: 102.45 Kg.

Peso complessivo muratura standard: 453 Kg. Trasmittanza muratura standard: 0.29 W/m2K.

20 cm 125 cm

125 cm

20 cm

5. La chiusura verticale doppia è realizzata con le stesse strutture portanti della chiusura verticale singola, che si serve dell’elemento a. per bloccare e irrigidire i montanti. È realizzato a scopo strutturale, per ovviare all’ aggancio di due campate che ricadono su una stessa chiusura verticale (si riporta il lettore al (cap. 4.2.4). Alla struttura portante in alluminio si incastrano opportunamente degli elementi in PVC (1./2./3.) Questo modulo è pensato per lo spazio interno, nasce con funzione strutturale, ma può essere adattata a scelte funzionali, come un’apertura di dimensioni 105x200cm (4.) per realizzare open space (in mancanza di montante centrale), o come semplice divisorio.

MODULO STANDARD

4.2.1.2

Chiusura verticale doppia

22 cm

3. 10 cm

50 cm

125 cm 10 cm

10 cm

50 cm

50 cm 125 cm

10 cm

COMPONENTI:

La fig. 5. presenta il dettaglio in scala 1:5 del collegamento di queste due tipologie di muratura doppia.

1. Pannello in Pvc x 105 cm: 57.43 Kg; 2. Pannello in PVC da rifinitura: 7.9 Kg; 3. Pannello in PVC x 105 cm: 57.43 Kg; 4. Pannello in PVC da rifinitura:6.3 Kg.

Doppia struttura portante in alluminio: 204.9 Kg; Peso complessivo muratura doppia: 278.1 Kg.

67 4.

22 cm

10 cm

105 cm 125 cm

a. 4.

22 cm

10 cm

105 cm

10 cm

125 cm 10 cm

105 cm 125 cm

10 cm

MODULO STANDARD.

4.2.1.4

Chiusura verticale Tramezzo

L’elemento tramezzo a differenza della chiusura verticale standard è previsto senza isolante interno, con stessa struttura, ovvero i montanti 10x10 cm e 5x10 cm, e quindi l’incastro alla struttura di chiusura verticale perimetrale sarà lo stesso di due strutture verticali pensate portanti (1.). Nella sezione del montante opposto invece si ricaverà l’invito per l’incastro di ulteriori elementi tramezzo (2.) L’elemento non sarà caratterizzato da un intercapedine per impianti, piuttosto verrà realizzato con un altezza complessiva, considerando entrambe le traverse, di 290 cm, così da lasciare libero il passaggio di eventuali installazioni impiantistiche nella muratura portante perimetrale. Per la parte inferiore (7.), che verrà installata sopra alla pavimentazione, verrà inserita una guarnizione di tenuta all’acqua e all’aria.

3. 12 cm

12 cm 125 cm

125 cm

2. 2.

L’elemento verrà rifinito con 2 pannelli in PVC (4.) che si incastrano dall’alto (5.) ai due montanti di sezione 10x10 cm (3.) mediante un elemento che funge da incastro, con lo stesso procedimento e stessa forma delle pareti portanti, lo stesso elemento, ma di lunghezza pari a 10 cm (6.) è collocato all’interno della struttura per completare la rifinitura dell’elemento grezzo in alluminio.

270 cm 290 cm

MODULO STANDARD

4.2.1.3

Chiusura verticale angolare

L’elemento angolare è realizzato per facilitare il montaggio di pareti perpendicolari: si vengono a formare due tipi di elementi, l’angolare (1.) che ha dimensioni di un modulo standard, e quindi 125x125 cm, che rende possibile la continuazione del montaggio della parete in entrambe le direzioni tramite murature standard; l’angolare (2.), che è realizzato allo stesso modo, ha le dimensioni di circa mezzo modulo, e quindi 75x75 cm. Quest’ultimo elemento è realizzato per casi meno frequenti, ma grazie alla disposizione del mezzo modulo si potranno realizzare anche motivi di asimmetria in facciata, o rompere il passo del modulo standard scandito ogni 125 cm.

30 cm

50 cm

30 cm

a. a.

Lâ&#x20AC;&#x2122;elemento (a.) Ă¨ stato pensato nei casi in cui la classica bullonatura, prevista per la rifinitura in PVC, non possa essere realizzata, allora si Ă¨ pensato ad un elemento che riesca ad essere collegato alla struttura portante e che allo stesso tempo possa fungere da struttura di sostegno per gli elementi in PVC, interni o esterni.

75 cm

a. a.

75 cm

71 2.

MODULO APERTURE

4.2.1.4

Porta e finestra

95 cm

1. 300 cm

195 cm 200 cm

72 125 cm 10 cm

10 cm

2. 30 cm

7.5 cm

90 cm

7.5 cm

L’elemento apertura, si compone della stessa stratigrafia di un modulo muratura standard, ma l’apertura è resa possibile grazie all’innesto di un ulteriore traversa (1.) di sezione 5x10 cm, posto ad un altezza di 200 cm e creando il giusto alloggiamento per il telaio fisso (2.) e mobile (3.). Nel caso si voglia creare una parete finestrata, si ipotizza di collocare un altra traversa (4.) ad una distanza di 100 cm, contenente il telaio in alluminio dell’infisso scelto. Con lo stesso principio è intuitivo capire che sono molto diverse le possibili soluzioni di forma e/o superficie vetrata. Essere incorporati all’interno della struttura in alluminio permette ai moduli di apertura di essere combinati e collegati tra loro (5.).

100 cm

305 cm

90 cm

125 cm

20 cm

90 cm

125 cm

ELEMENTI ORIZZONTALI

4.2.2

Struttura portante

45 cm

52.5 cm

La struttura portante dell’elemento orizzontale è realizzata tramite una travatura perimetrale, con inseriti al suo interno i fori per i collegamenti intermedi, (4.) La struttura nel suo complesso può essere realizzata di dimensioni pari a 125x500 cm (1.) oppure da 250x500 cm (2.) La misura di 500 cm rappresenta la luce massima che si è supposta, ed è attraversata ortogonalmente dagli elementi (3.) che fungono da travi secondarie per l’assorbimento dei carichi della stratigrafia successiva. Le dimensioni sopracitate sono le massime raggiungibili se si tiene conto della trasportabilità, ma pur seguendo la luce massima possiamo ottenere pacchetti di solaio di diverse dimensioni, dai 250x250 cm ai 125x375 cm. 52.5 cm

52.5 cm

45 cm

4. 3. 125 cm

a. 500 cm

COMPONENTI: 3. 73.71 Kg ( x10 componenti); 7.35 Kg x componente di L=105 cm. 4. 174.15 Kg; Peso complessivo a. 247.86 Kg. b. 356.4 Kg.

5 cm

a. è il peso complessivo di un elemento 125 x 500 cm; b. è il peso complessivo di un elemento 250 x 500 cm; proponendo diverse varianti, quindi si è riportato opportunamente il peso su un m2 di superficie. Peso complessivo al m2 56.95 Kg / m2.

4. 10 cm

5 cm

45 cm

10 cm

15 cm

MODULO STANDARD

4.2.2.1

Copertura

1. 2.

La struttura analizzata precedentemente si predispone allâ&#x20AC;&#x2122;alloggiamento di uno strato di 10 cm di isolante in lana di roccia (4.) , di due pannelli OSB (3./5.) con stesso spessore e tipologia di quelli di chiusura verticale, stesso spessore ma tipologia diversa invece per i pannelli in PVC (1./7.) che in caso di chiusura orizzontale, hanno un trattamento diverso anche in previsione di eventuale copertura calpestabile, o almento adatta ai minimi interventi di manutenzione. A supporto del pannello in PVC esterno e per motivi funzionali dovuti alla pendenza minima di deflusso del 2 % , verrĂ installato un

1. 2.

32.5 cm

500 cm

COMPONENTI: 1. Pannello in Pvc ext: 35 Kg 2. Pannello OSB: 9.6 Kg piĂš guaina; 3. Pannello OSB: 9.6 Kg; 4. Isolante in lana di roccia: 3 Kg; 5. Pannello OSB: 9.6 Kg; 6. Intercapedine int. impianti; 7. Pannello in PVC: 35 Kg; 8. Struttura portante: 56.95 Kg/m2.

250 cm

Peso complessivo copertura standard: 155.75 Kg/m2. 500 cm

125 cm

32.5 cm

ulteriore pannello in PVC (2.) con uno strato di guaina impermeabilizzante interposto tra il pannello in PVC e il pannello in OSB. Gli elementi sopracitati saranno consolidati tra loro tramite lâ&#x20AC;&#x2122;elemento (8.) che funge anche da supporto per gli elementi di rifinitura esterni ed interni, la loro forma rende possibile la creazione di due intercapedini (6.) per lâ&#x20AC;&#x2122;eventuali installazioni impiantistiche.

Trasmittanza muratura standard: 0.28 W/m2K.

L’elemento di solaio intermedio ha la stessa composizione dell’elemento di copertura a meno dell’ulteriore pannello di OSB , aggiunto per motivi di deflusso delle acque. Lo strato sottostante al parquet di rifinitura (1.) è uno strato di pavimentazione radiante del tipo “Klima Dry” (2.) (scheda tecnica allegato 1). La scelta di questo sistema è dovuta al fatto che il sistema Klima Dry è senza massetto e quindi diventa adatto laddove è richiesta leggerezza strutturale e in più la mancanza di massetto rende la posa in opera della pavimentazione più celere. La rifinitura interna in PVC (7.) genera un intercapedine per l’alloggiamento dell’impiantistica dovuta all’installazione della pavimentazione

MODULO STANDARD

4.2.2.2

Solaio intermedio

52.5 cm

30 cm

125 cm

radiante. Infine i panneli in OSB (3./5.) hanno la stessa funzione di irrigidimento, tra i materiali del modulo, e anche di supporto per la pavimentazione radiante superiore. I pannelli e i materiali sottostanti alla pavimentazione radiante saranno opportunamente forate per il passaggio degli impianti fino allâ&#x20AC;&#x2122;intercapedine realizzato appositamente.

COMPONENTI: 1. Pavimentazione in parquet: 12 Kg/m2; 2. Pavimentazione radiante: 0.9 Kg/m2; 3. Pannello OSB: 9.6 Kg / m2; 4. Isolante in lana di roccia: 3 Kg / m2 5. Pannello in OSB: 9.6 Kg / m2; 6. Intercapedine int. impianti; 7. Pannello in PVC: 35 Kg / m2; 8. Struttura portante: 56.95 Kg/m2. Peso complessivo copertura standard: 127.05 Kg/m2. Trasmittanza muratura standard: 0.25 W/m2K.

10 cm

105 cm

10 cm

15 cm

125 cm

ELEMENTI PUNTUALI

4.2.3

4.2.3.2 Modulo green-pixel

per chiusura verticale

La struttura scatolare (1.) è della stessa tipologia del modulo pixel, la variante è la griglia posta all’interno (2.), che funge da supporto per la vegetazione che riempirà il modulo da parete verde. Il terreno vegetale viene posto all’interno di ogni cella (4.), e lo spessore dei 30 cm è riempito parzialmente dalla griglia, in modo da usare la restante porzione di modulo per creare un intercapedine (3.) per l’installazione per l’impianto di irrigazione dell’intero modulo. L’elemento puntuale viene realizzato in stabilimento e posizionato opportunamente all’interno della chiusura verticale, arrivando in sito con la griglia vuota, riempita successivamente. Il modulo può essere prodotto con modulo standard

3. 23.5 cm

2. 1. 50 cm

50 cm 125 cm

22 cm

100 cm

85 50x50 cm (5.) e 50x100 cm (6.). La versatilità di questo modulo è la possibilità di porre la griglia, e quindi il “pixel” verde, all’esterno o all’interno. Le strutture scatolari sono realizzate anche per essere poste una sull’altra, e quindi in modo da poter riempire l’intero pannello di chiusura verticale. La macchina a controllo numerico realizza gli opportuni fori, negli elementi che compongono il modulo parete, sul quale si inseriscono gli elementi scatolari sin ora citati.

COMPONENTI: Peso complessivo modulo 50 x 50 cm: 7.3 Kg; Peso complessivo modulo 50 x 100 cm: 10.2 Kg.

ELEMENTI PUNTUALI

4.2.3

4.2.3.4 Modulo green-pixel. per copertura

L’ elemento green-pixel da copertura, similmente a quello di chiusura verticale, si serve di una griglia in alluminio, di dimensioni pari a 110x50 cm (a.) o di 110x110 cm (b.), e come l’elemento pixel da copertura arriva pronto per l’assemblaggio, a meno del terreno per la vegetazione che vi verrà insediata (1.). L’elemento ha una struttura simile alla griglia da chiusura verticale ma con uno strato drenante (2.) che si ricava sotto lo strato di terreno vegetale (scheda tecnica allegato 5) e uno spazio (3.) per l’installazione dell’impianto di irrigazione. Il resto della stratigrafia segue quello di un modulo di copertura standard.

110 cm

88 9.

24 cm

2. 3. 10.

4. 5.

23.5 cm

6. 7. 8. 52.5 cm

52.5 cm

COMPONENTI:

1. Terreno vegetale saturo dâ&#x20AC;&#x2122;acqua: 140 Kg / m2; 1. Terreno vegetale secco: 95 Kg / m2; 2. Strato drenante + strato protettivo: 25 Kg / m2; 3. Intercapedine per impianto dâ&#x20AC;&#x2122;irrigazione; 4. Pannello OSB di irrigidimento; 5. Isolante in lana di roccia; 6. Pannello OSB; 7. Intercapedine interno; 8. Rifinitura controsoffito in PVC;

9. Struttura in alluminio 110X100 cm: 61.47 Kg;

110 cm 110 cm

9. Struttura in alluminio 110x50 cm: 37.9 Kg. 110 cm

5.5 cm 5.5 cm

110 cm

Il modulo scala si inserisce all’interno degli elementi puntuali in quanto è composto da diversi elementi, ma è pensato per essere un modulo unico (1.) di dimensioni 500x250cm, e serve un collegamento verticale per un interpiano di 320 cm. La composizione finale serve un prodotto composto da due rampe composte da un alzata di 16 cm e una pedata di 25 cm, e due pianerottoli di dimensioni 135 cm e 140 cm, il tutto viene ingabbiato all’interno di elementi di chiusura verticale, che possono essere trattati come chiusura verticale standard e quindi con i trattamenti di comfort, oppure solo come struttura portante, e quindi rivestito solo con funzioni di rifinitura. L’elemento si compone di due

ELEMENTI PUNTUALI

4.2.3

500 cm

4.2.3.6 Modulo scala 250 cm

500 cm 500 cm

250 cm 250 cm

16 cm 16 cm

16 cm 140 cm

140 cm

25 cm

Hi=320 cm

Hi=320 cm Hi=320 cm 1.35 cm

1.35 cm

strutture in alluminio cave, di dimensioni 5x10 cm, con appositi alloggiamenti per la struttura della pedata, che sarà realizzata da una griglia metallica e per l’inserimento di bullonatura di irrigidimento(2.). Il pianerottolo intermedio sarà incastrto agli elementi portanti delle chiusure verticali (3.), che hanno un elemento traversa aggiuntivo, mentre il pianerottolo superiore si incastrerà all’elemento strutturale orizzontale, con lo stesso incastro di una chiusura verticale(4.). La composizione è molto intuitiva e molto rapida in fase di assemblaggio, gli elementi nel complesso ben si prestano per la sovrapposizione di altri moduli scala, e quindi per la realizzazione di collegamenti verticali a più livelli. La realizzazzione di un modulo puntuale scomponibile è stata scelta per agevolare la trasportabilità degli elementi e di conseguenza il peso complessivo.

4.2.4

COLLEGAMENTO

4.2.4.1 Struttura verticale struttura orizzontale

Componenti modulari autoportanti da 125x500 cm 2.

Componenti modulari autoportanti da 250x500 cm

4.2.4

COLLEGAMENTO

30m

4.2.4.2 Solaio di base chiusura verticale 2.

Solaio di base scala 1:100

10 cm

50 cm

Modulo standard chiusura verticale singola. 2.

Modulo standard solaio di base. 3.

Modulo standard fondazione.

Apertura struttura fondazione per passaggio impianti.

10 cm

7.5 cm

4.2.4

COLLEGAMENTO

4.2.4.3 Solaio intermedio chiusura verticale

Solaio intermedio scala 1:100

30 cm

15 cm

10 cm

Modulo standard chiusura verticale standard. 2.

Modulo standard solaio intermedio. 3.

7.5 cm

Intercapedine impianti interno.

Intercapedine impianti esterno.

30 cm

4.2.4

COLLEGAMENTO

4.2.4.4 Solaio di coperturachiusura verticale 1.

8.5 cm

5.5 cm

5. Solaio di copertura scala 1:100

2. 4.

7. 10 cm 1.

Modulo standard copertura.

Intercapedine impianti e pendenza per deflusso acqua.

Modulo standard chiusura verticale singola. 4.

Lamiera grondaia.

Filtro detriti.

Elemento per rifinitura grondaia in PVC. 7.

Caditoia grondaia.

Intercapedine interno impianti.

7.5 cm

4.2.4

COLLEGAMENTO

4.2.4.5 Solaio intermendiochiusura verticale doppia

99 3.

Solaio intermedio scala 1:100

5. 1.

Modulo standard chiusura verticale doppia superiore.

Modulo standard solaio intermedio.. 3.

Intercapedine impianti.

Modulo standard chiusura verticale doppia inferiore. 5.

Collegamento chiusura verticale doppia e chiusura verticale singola. Sezione orizzontale.

6. 7.

Intercapedine impianti interno.

Intercapedine impianti esterno.

ARCHITETTONICO

6.1 Pianta Piano Terra Scala 1 : 100

102 L’ampio accesso (1.), differenzia l’articolazione della pianta del piano terra rispetto alle altre elevazioni. Si tratta di uno spazio di servizio di 2.5 m di larghezza per 7.5 m di lunghezza, che culmina con il blocco scala, che servirà i livelli superiori, e un patio interno (2.), fruibile come spazio esterno dai residenti, ma anche dai clienti dell’attività commerciale che questo piano accoglie. Quest’ultima si presenta divisa in due parti: una (3.) comprendente l’accesso al locale; l’altra (4.) comprendente i servizi e il magazzino.

Dal patio inoltre si può accedere al magazzino(5.) in cui vi è la possibilità, per i dipendenti, di usufruire di uno spazio esterno ad est (6.) La pianta si estende per una superficie totale di 90 m2 avente lo spazio interno illuminato tramite le aperture in prossimità del patio, e le aperture poste nel prospetto principale, ad ovest, quello prospicente la strada.

SCELTA CROMATICA

Dallo stato di fatto al progetto

122 1.

Avendo definito la volumetria e quindi l’ingombro dell’edificio, si è presentato il problema di renderlo cromaticamente congruente agli edifici adiacenti. Quest’ultimi si presentano in due stati diversi (1.);l’edificio di sinistra è il più degradato dei due, l’intonaco dei piani superiori, ormai invecchiato ha un colore tendente al marrone chiaro, e del tutto lasciato all’invecchiamento del tempo. Il secondo si presenta in uno stato migliore in quanto i due livelli superiori dispongono di un intonaco color giallocra di recente installazione, come l’acceso color bianco dovuto al gesso delle decorazioni ripreso nello stesso intervento di restauro della facciata.

Il primo passo è stato quello di digitalizzare il modello dello stato di fatto (2.) per poi produrre una quanto più fedele rappresentazione grafica dei colori che caratterizzano la cortina (3.). Successivamente si è importato il modello 3D dell’ edificio da insediare, totalmente monocromatico e con il solo materiale vetro impostato (4.). In questa fase si è cercato di raggiungere una continuità cromatica tra il passaggio visivo dall’edificio di sinistra a quello di destra, alternando diverse tonalità di giallo al materiale Pvc impostato nel programma di renderizzazione.

124

125

127

128

131

132

Conclusioni

I moduli trattati, nella loro composizione e nella loro stratigrafia, sono stati studiati e pensati per avere un’ampia versatilità di installazione e realizzazione. È stata avanzata una proposta, all’interno di un denso tessuto urbano, in modo da provare la loro installazione sull’esistente, un contesto con determinate caratteristiche che hanno portato a delle scelte piuttosto che altre, e in egual modo sono stati proposti determinati moduli ad altri. Come è stato esposto nel capitolo 4 i moduli possono essere composti, al limite delle loro dimensioni, in svariati modi. Con tipologie di stratigrafia diversa, più leggera ed economica, e grazie alle buone caratteristiche di trasportabilità ed assemblaggio, possono essere usati per la realizzazione temporanea di stand di esposizione, o usando il modulo orizzontale supportato dalle chiusure verticali standard, si possono creare passaggi coperti, o coperture per uscite metro. Da sottolineare la possibilità di dismissione, riuso o ricollocazione e assemblaggio con altri moduli. Altra argomentazione, analizzata nel capitolo 3, è la riciclabilità del materiale scelto. L’alluminio di prima produzione, ha un costo di circa 1700 euro a tonnellata, ovvero 17 euro al Kg, mentre l’alluminio riciclato, e quindi di seconda produzione, ha un valore di circa 0.50 euro al Kg di prodotto pressato e già differenziato, Oltre a questo,

133 il consumo energetico per la produzione di 1 Kg di alluminio primario si aggira intorno ai 17 kWh, contro i 0.75 KWh per la produzione di alluminio riciclato. Produrre con questo tipo di materiale porta dei vantaggi sia se il prodotto è di prima produzione o riciclato, in quanto nel primo caso si produce un materiale che poi può essere dismesso, riusato o riciclato del tutto per un’altro tipo di utilità. Nel caso di prodotto riciclato, è ovvio che oltre ai vantaggi sopracitati, l’aspetto economico e di consumo energetico è rilevante. É stata anche presa in considerazione la possibile installazione del modulo di chiusura verticale standard a sostituzione di pareti in

134 laterocemento, sfruttando la struttura portante in calcestruzzo armato e sostituendo solo la tamponatura perimetrale, con i nuovi moduli proposti. Nel confronto, a paritĂ di spessore, tra una muratura classica in latero cemento e la chiusura verticale standard proposta, notiamo una sostanziale differenza tra le due soluzioni per quanto riguarda il peso complessivo della stratigrafia che le compone. Per proseguire con il confronto, si Ă¨ preso in considerazione una porzione di muratura lunga 125 cm, e alta 320 cm. Quindi a paritĂ di volume notiamo che la muratura in latero

30 cm

Muratura in laterizio, 30 cm: Intonaco esterno 1.5 cm; Laterizio forato 8 cm; Intercapedine areazione 3 cm; Isolante in lana di roccia 4 cm; Laterizio forato 12 cm; Intonaco interno 1.5 cm;

30 cm

Chiusura verticale standard, 30 cm: Pannello in PVC interno 2.5 cm; Intercapedine interno 9 cm; Pannello OSB 1.5 cm; Isolante in lana di roccia 10 cm; Pannello OSB 1.5 cm; Intercapedine esterno 3 cm; Pannello in PVC esterno 2.5 cm.

izio

cemento ha un peso complessivo pari a 751.2 Kg ed una trasmittanza di 0.59 W/m2K contro i corrispettivi valori di 453 Kg e 0.29 W/m2K della chiusura verticale standard. Queste considerazioni portano all’ipotesi di usare l’elemento di chiusura verticale standard anche negli edifici esistenti, in quanto il peso quasi dimezzato (453 < 751.2 Kg) allegerisce il carico sopportato dalla struttura, mentre il valore di trasmittanza decisamente più basso (0.29 < 0.59 W/m2K) garantisce un miglior comfort al locale che ospita l’installazione del modulo proposto. La flessibilità dell’elemento che viene composto in stabilimento, permette di operare anche nella variabilità dell’altezza della struttura in alluminio che può essere realizzata secondo l’interpiano della struttura esistente, e quindi può adattarsi quasi in tutti i casi (nei casi di edifici esistenti a struttura portante in calcestruzzo armato e tamponatura esterna in latero cemento). Allo stesso modo può adattarsi anche lo spessore dell’elemento da installare, in modo da avere un’adeguata rifinitura sia interna che esterna. L’installazione della chiusura verticale standard prevede anche l’inserimento di moduli puntuali (cap.4.2.3), che non variano il peso complessivo dell’elemento di chiusura verticale standard, e di elementi di apertura (cap.4.2.1) che invece, riducendo lo spessore, allegeriscono ulteriolmente il peso dell’elemento, (il peso di 453 Kg, preso per il

confronto, è il peso massimo raggiungibile). Bisogna anche considerare che sfruttando la struttura portante dell’edificio esistente dove si vuole installare il modulo, lo stesso sarà realizzato con una struttura in alluminio più leggera, in quanto non deve supportare nè il suo peso nè altri carichi e quindi il valore usato per il confronto è decisamente valutato in eccesso. Se elementi puntuali, e aperture danno valori aggiunti alla chiusura verticale standard, lo stesso sarà per una muratura di un edificio esistente. Infatti oltre a conferire un valore estetico migliore all’intera facciata, gli elementi puntuali o le aperture, realizzate con vetro fotovoltaico, generano energia, e maggiore illuminazione del locale. E ricapitolando: -Allegerimento carico sulla struttura portante; -Miglioramento comfort del locale; -Possibilità di generare energia fotovoltaica; -Maggiore illuminazione del locale; -Maggior qualità architettonica della facciata.

135

ALLEGATI:

6.Massetto a secco

141

142

Bibliografia

& Sitografia

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143

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