Le costruzioni a secco – elementi costruttivi

di: Fondazione Promozione Acciaio

I principali elementi che caratterizzano un edificio, specialmente quando si realizza a secco, possono essere così suddivisi:

• struttura portante (elementi verticali e orizzontali);
• involucro e sistemi isolanti;
• sistemi di partizione interni.

A ogni singola parte vengono demandate una o più funzioni specifiche, con requisiti prestazionali ben definiti e quantificabili. Il modo in cui questi elementi entrano in rapporto reciproco tra di loro aiuta a definire il sistema costruttivo di un edificio.

Palania House, Grecia © GEM Architects

I vantaggi di un sistema costruttivo a secco sono legati anche a garanzie di tempi e costi di costruzione, ridotti impatti ambientali sia durante le fasi di costruzione, sia alla fine della vita utile dell’organismo edilizio, grazie all’alta percentuale di recupero dei singoli componenti, assemblati meccanicamente e non in umido.
I vantaggi di avere un sistema strutturale in acciaio sono molteplici. Si hanno cantieri molto più puliti e meglio organizzati di quelli relativi a edifici realizzati con altre tecnologie tradizionali, trattandosi di strutture prefabbricate, per le quali le lavorazioni a piè d’opera si limitano a montaggi e assemblaggi di componenti costruttivi.
Per questi motivi, si hanno tempi di realizzazione ridotti rispetto alle equivalenti soluzioni non a secco. Grazie alle caratteristiche meccaniche dei profili in acciaio, inoltre, si ottengono strutture e, di conseguenza, fondazioni molto più leggere, con un risparmio di tempi e di costi.

Friem Headquarters, Milano © F. Romano / Stahlbau Pichler srl

Si illustrano di seguito i principali prodotti appartenenti alle suddivisioni sopra presentate.

Struttura portante
Le strutture portanti in acciaio possono essere così classificate:
Sistemi a telaio in profili in acciaio (ad esempio IPE, HE, profili sottili formati a freddo, ecc.)

Gli scheletri portanti in acciaio sono quelli più frequenti e facili da ritrovare, specialmente negli edifici multipiano (ma i vantaggi sono notevoli anche nel caso di un unico livello), in cui la leggerezza, la resistenza del materiale e la possibilità di avere grandi luci diventano fattori determinanti per la buona riuscita di un progetto.

Campus universitario, Novara © ODB Architects

Un’alternativa, molto diffusa all’estero, è costituita dai profili sottili formati a freddo. Questi possono rappresentare una soluzione leggera, rapida ed economica, quando si tratta di realizzare edifici di altezza non elevata (ad esempio uno o due livelli).

Struttura portante in profili sottili formati a freddo © COGI srl

Elementi tridimensionali (tipo container)

Questi sistemi tridimensionali, specialmente sotto forma di container, stanno vivendo negli ultimi anni un periodo di “riscoperta” da parte di molti progettisti, grazie alle capacità di resistenza notevoli e alle potenzialità offerte dalle possibilità di aggregazione per formare sistemi complessi e articolati.

12 Container House, USA © Adam Kalkin

Solai e coperture: lamiere grecate, lamiere grecate collaboranti (solai misti acciaio-calcestruzzo) e pannelli coibentati (tipo sandwich)

Elementi di questo tipo vengono impiegati sia per la realizzazione di solai interpiano (lamiere grecate particolari e lamiere grecate collaboranti), sia per sistemi di copertura che di parete (lamiere grecate e pannelli sandwich).

A sinistra: pannello metallico coibentato per coperture © RW Panel spa
A destra: sistema integrato per solai a secco © ArcelorMittal

Si tratta di sistemi costruttivi estremamente leggeri, che consentono tempi di realizzazione e montaggio estremamente ridotti, evitando anche l’uso di puntelli e casserature nel caso di realizzazione di solai. Gli unici getti di completamento in calcestruzzo, infatti, hanno uno spessore di pochi centimetri.

Lamiera grecata con getto di completamento © Marcegaglia spa

Involucro e sistemi isolanti

In questi ultimi anni, con l’attenzione sempre crescente verso i problemi di risparmio energetico, gli elementi costituenti l’involucro di un edificio stanno acquistando un ruolo determinante nel soddisfacimento dei requisiti prestazionali richiesti dalle norme.
L’involucro può essere realizzato, principalmente, con due sistemi costruttivi: sistemi interamente prefabbricati, che necessitano di un semplice montaggio in cantiere, e sistemi a secco da eseguire mediante creazione di strati funzionali direttamente in opera.

SISTEMI STRATIFICATI A SECCO ESEGUITI IN OPERA

In questa categoria, gli elementi fondamentali sono:

Lamiere in acciaio di vario tipo, come ad esempio le lamiere grecate, ondulate o anche microforate
Queste parti dell’involucro edilizio, dopo una massiccia fase di diffusione all’estero, iniziano ad essere impiegate con profitto anche in Italia. Vengono di solito utilizzate come ultimo strato esterno dei sistemi di chiusura orizzontale e verticale. A loro vengono demandate le funzioni di protezione dagli agenti atmosferici o anche di mitigazione delle radiazioni solari, non ultima la possibilità di creare strati di microventilazione per la regolazione termoigrometrica dell’edificio.
Le lamiere in acciaio costituiscono pertanto lo strato più esterno dell’involucro, nel caso di sistemi stratificati a secco. Andando verso l’interno dell’edificio, vanno abbinati gli ulteriori strati funzionali. Di fondamentale importanza, tra essi, è quello relativo alla coibentazione termoacustica.

Lamiera grecata con getto di completamento © Marcegaglia spa

Tra i sistemi di coibenza termica e termoacustica, i più comunemente utilizzati sono:

Isolanti termoacustici a pannelli rigidi
I pannelli isolanti rigidi vengono impiegati, normalmente, quando il sistema di coibenza deve avere una certa resistenza ai carichi (per le coperture calpestabili, ad esempio), alle deformazioni (come nei rivestimenti a cappotto, per poter fungere da supporto per lo strato di intonaco esterno), all’acqua (spesso nei rivestimenti di facciata).

Rivestimenti di facciata con pannelli rigidi © Knauf

Isolanti termoacustici in materassini di lana minerale
Il loro impiego più frequente si ha nelle chiusure verticali così come nelle partizioni interne, quando si vuole dare loro capacità superiori di coibenza termoacustica.

Esempi di partizionamento con materassini in lana minerale © Knauf

Isolanti sottili multiriflettenti
Si tratta di isolanti a basso spessore, composti da una serie di film riflettenti e di materiali separatori (come ovatte e schiume). I film riflettenti servono a riflettere l’irraggiamento termico. Il risultato è quello di ottenere delle capacità di coibentazione parecchie volte superiori rispetto a quelle della normale lana minerale.

Esempi di pacchetti di isolamento © Wisehouse / Edilizia Integrale spa

Altri sistemi di isolamento
Oltre a quelli descritti, presentano una buona diffusione anche altre tipologie di coibenti termoacustici. Tra essi troviamo: canapa, fibre di legno, poliuretano espanso (anche in schiuma), polistirolo espanso, sughero, lana di pecora, ecc.
Esempi di pacchetti di isolamento © Wisehouse / Edilizia Integrale spa
Lo strato più esterno dell’involucro può essere anche realizzato, in alternativa, con lastre in materiale lapideo o in laminato plastico, con elementi in laterizio, con pannelli compositi in alluminio o in legno. Tutto questo proprio grazie alla flessibilità dei sistemi costruttivi a secco.
Andando dagli strati esterni a quelli interni, trova posto una sottostruttura portante in acciaio a cui vengono avvitati gli elementi di rivestimento esterni appena trattati. Oltre ai sistemi di coibentazione termoacustica, vengono inserite le eventuali barriere al vapore, per evitare i fenomeni di condensazione superficiali. L’ultimo strato, quello interno, può essere realizzato in svariati modi. Si può andare dai pannelli in legno o in laminato plastico, fino all’utilizzo di doppie lastre in gesso o in cartongesso, che garantiscono livelli prestazionali superiori rispetto ai sistemi di tamponatura tradizionali.

SISTEMI A SECCO INTERAMENTE PREFABBRICATI

Nel caso invece di sistemi interamente prefabbricati, un ruolo importante è dato dai:

Pannelli coibentati metallici (pannelli sandwich con isolamento termoacustico incluso)
I pannelli di tipo sandwich, costituiti da un’anima in schiuma poliuretanica e rivestimento prevalentemente in lamiera d’acciaio zincato preverniciato (o altri metalli), trovano applicazione in un’ampia gamma di soluzioni costruttive: dai sistemi di facciata e copertura di capannoni industriali, alle integrazioni sugli edifici esistenti, anche di pregio architettonico, fino ad arrivare alla realizzazione di involucri nel residenziale, grazie alle elevate prestazioni termoigrometriche insieme alla rapidità e facilità di montaggio. Tra essi si trovano anche pannelli certificati per resistere al fuoco o con capacità migliorate di coibenza acustica.

Pannelli con capacità migliorate di coibenza acustica per pareti e coperture © RW Panel spa, © Marcegaglia spa

Pannelli con caratteristiche di resistenza al fuoco © ArcelorMittal (sinistra e centro), © RW Panel spa (destra)

Sistemi di partizione interna
Le partizioni interne, per come è noto, servono appunto a separare zone dello stesso piano di un edificio, in modo da poter svolgere agevolmente funzioni diverse, senza interferenze. I sistemi più comunemente impiegati sono:

Pareti leggere
Si tratta di sistemi formati essenzialmente da un’orditura metallica portante e da un rivestimento in lastre di gesso rivestito. Il vantaggio principale è quello di poter modulare le prestazioni delle pareti in base ai materiali scelti. Si ottengono così dei tramezzi dal peso specifico fino a 8-10 volte inferiore a quello di un tramezzo in muratura, mantenendone velocità e facilità di realizzazione.
Il numero delle lastre di rivestimento è scelto in funzione delle prestazioni della parete in base alle caratteristiche meccaniche, alla protezione al fuoco, all’acustica e all’isolamento termico.

Fasi di montaggio di pareti leggere © Wisehouse / Edilizia Integrale spa

Sistemi in cartongesso con sottostante struttura in lamiera d’acciaio ed eventuale coibente acustico
Dal punto di vista costruttivo, si tratta di realizzare un’intelaiatura con profili in acciaio zincato rivestita da entrambe le parti con pannelli in cartongesso e, in caso fosse necessario isolare acusticamente due ambienti adiacenti, basta inserire al suo interno uno strato di coibente.

Esempi di sistemi di isolamento in cartongesso © Knauf

Un tramezzo in cartongesso, quindi, oltre a garantire leggerezza e rapidità di esecuzione, consente di ottenere un miglioramento delle prestazioni termoacustiche rispetto ai divisori tradizionali. Il tutto in uno spessore inferiore a quello di un analogo tramezzo in laterizio, che presenta invece tempi di esecuzione e peso superiori. Grazie agli spessori ridotti è così possibile guadagnare, per tutta l’estensione dell’edificio, metri quadrati preziosi.
Per tutti i sistemi di partizione interna, gli eventuali impianti sanitari o i carichi sospesi (compresi i pensili da cucina), possono tranquillamente essere fissati tramite opportune viti di fissaggio o semplici profili in acciaio zincato avvitati all’intelaiatura principale.