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LE FACCIATE VENTILATE
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di Paolo Ferrario e Giorgia Gregato |
Materiali
Edili,
Mar-Apr 2001,n°38
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Per
facciata ventilata s'intende comunemente una struttura, messa in opera
a secco, destinata a tamponare una superficie verticale esterna o a
rivestire una parete esistente. Analizzando l'evoluzione storica dei
sistemi di tamponamento esterno è frequente imbattersi, specie nell'edilizia
tradizionale, in tavolati di legno o di pietra che rivestono le pareti
più esposte alle intemperie, questo espediente risultava essere particolarmente
efficace e conveniente quando s'intendeva proteggere l'edificio da frequenti
piogge battenti, da venti o da insolazioni estive che potevano sollecitare
la struttura in modo eccessivo. La facciata ventilata non è, dunque,
una trovata di questo secolo ma le sue origini risalgono a molti anni
or sono. |
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Da semplice elemento di supporto o accessorio alla tradizionale parete
verticale, oggi questo componente edile ha acquisito, nel bene o nel
male, una sua autonomia ed è frequentemente usato negli edifici di nuova
costruzione come elemento verticale di tamponamento. Il fenomeno è facilmente
individuabile negli edifici dei centri urbani, in particolar modo quelli
che accentuano il loro sviluppo verticale, in questi manufatti se ne
fa largo uso come vera e propria parete ventilata. Nei casi più semplici
oppure negli interventi di recupero e conservazione spesso la facciata
ventilata torna a svolgere il ruolo accessorio di salvaguardia e protezione
della parete esistente tuttavia a causa dell'evoluzione dei processi
industriali ha sviluppato anch'essa una sua autonomia rispetto all'edificio,
è dunque possibile separarla e sottoporla ad un'indagine specifica. |
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Le
componenti delle facciate ventilate |
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La
facciata ventilata è realizzata mediante assemblaggio a secco di numerosi
elementi, alcuni dei quali hanno una funzione prettamente strutturale
mentre altri hanno il compito di isolare termicamente l'edificio e di
avvolgere il medesimo con rivestimenti in diverso materiale normalmente
scelto per le sue prestazioni meccaniche e per una certa sensibilità
verso il valore estetico del manufatto architettonico. I sistemi di
facciata ventilata oggi in commercio sono numerosi ma tra loro è possibile
riconoscere con una certa facilità alcune componenti che li accomunano.
Partendo dall'esterno incontriamo in tutti i casi un pannello di rivestimento,
il pannello è mantenuto ad una distanza variabile dalla parete dell'edificio
mediante dei distanziatori che stabiliscono la sezione della camera
di ventilazione. Il distanziatore è poi a sua volta ancorato ad un sistema
di fissaggio alla parete normalmente realizzato con una struttura di
sostegno formata da montanti e traverse. |
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Oltre a questi elementi fondamentali, caso per caso dissimili per forma
e dimensione, partecipano alla differenziazione dei sistemi di facciate
ventilate anche il sistema di aggancio dei pannelli al distanziatore,
il sistema di aggancio del distanziatore alla struttura di sostegno
e i tasselli che ancorano la struttura di sostegno alla parete. In alcuni
casi è presente anche un isolante, generalmente in lana di vetro, che,
posto sull'esterno della muratura, ovvero nell'intercapedine o come
si è soliti dire "a cappotto" partecipa all'azione isolante.Come sempre,
anche in questo caso vale il principio che vedere un esempio di facciata
ventilata è più illuminante che sentirsela spiegare |
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Il
vantaggio termoenergetico |
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La
caratteristica principale di queste strutture è di fare uso dell'aria
per diminuire la velocità di trasmissione di calore dall'esterno dell'edificio
verso l'interno o viceversa, il compito che svolgono è dunque quello
di preservare condizioni interne all'edificio di comfort termico. I
pannelli esterni, infatti, per semplice riflessione riducono drasticamente
gli effetti dell'irraggiamento estivo mentre l'aria presente nell'intercapedine
partecipa all'azione isolante grazie al suo ridotto coefficiente di
trasmissione del calore. A seconda dei casi la lama d'aria viene mantenuta
in condizioni statiche, ovvero in totale assenza di movimento, oppure,
sfruttando l'effetto camino, la parete esterna e quella interna mantengono,
grazie ad un flusso di aria ascendente, un sostanziale distacco fisico
che impedisce il trasporto del calore per convezione. La funzione dell'isolante
in lana di vetro è comprensibile se si pensa che nei periodi dell'anno
invernali esso contribuisce ad aumentare l'inerzia termica della parete
dell'edificio e quindi a conservare il calore all'interno degli ambienti
abitati. I vantaggi, tuttavia, non sono solo questi, grazie al flusso
di aria ascendente e alla distanza del rivestimento esterno dalla parete
dell'edificio è possibile una rapida evaporazione dell'acqua di costruzione,
ovvero di quell'acqua in eccesso presente nei leganti della muratura
principale. La conseguenza è che non si formano deformazioni o impurità
sulla superficie a vista dell'edificio. Anche il vapore acqueo, rilasciato
dalla muratura, durante il periodo invernale di esercizio, trova un
facile sfogo nell'intercapedine senza intaccare l'intonaco e senza formare
i depositi dei sali insolubili che frequentemente alterano l'uniforme
cromia della facciata. |
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Il
dimensionamento e il problema dell'ottimizzazione |
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Il largo uso che viene fatto delle pareti ventilate nella edilizia prefabbricata
soprattutto per il tamponamento degli edifici destinati ad ospitare
uffici, ha sviluppato presso alcuni dipartimenti universitari delle
Facoltà di Ingegneria italiane e estere approfondite ricerche relative
al corretto dimensionamento della camera di ventilazione e dell'isolante
termico. Non è mia intenzione entrare nel merito dei calcoli matematici
tuttavia tengo a precisare l'assoluta necessità di un virtuoso rapporto
di collaborazione tra il mondo dell'architettura e quello dell'ingegneria. |
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Si tenga presente, per esempio, che il corretto dimensionamento dello
spessore dell'intercapedine ha come variabili di calcolo fattori propri
al sistema come: la temperatura operante dell'ambiente interno, la
resistenza termica della parete, il coefficiente di riflessione del
pannello ecc.; e fattori esterni al sistema, ovvero ambientali come:
l'azione del vento, il calore dell'aria in inverno e in estate, l'intensità
dell'irraggiamento solare e la diversa incidenza dei raggi a seconda
dell'altezza del sole nei diversi periodo dell'anno. Il problema da
risolvere è, dunque, accoppiato e non lineare pertanto il calcolo
assume i connotati di un problema complesso. La natura complessa del
problema si riflette nella standardizzazione delle procedure di messa
in opera e nelle norme di unificazione. Tali norme in questo caso
appaiono essere incapaci di tracciare linee di riferimento utili alla
progettazione. Spesso una parete ventilata perfettamente a norma e
rispondente ai parametri di standardizzazione industriale non è garanzia
di ottimizzazione del sistema in quanto non gioca virtuosamente con
quei fattori ambientali che, se opportunamente gestiti, costituiscono
importanti variabili con cui il buon progettista deve saper giocare
per contestualizzare il proprio progetto. Il valore della norma è
comunque sacrosanto, specie quando quest'ultima è chiamata in causa
nei contratti di fornitura, ma per una vera e propria realizzazione
del manufatto a regola d'arte è necessaria una progettazione in situ
e una responsabilità etica del professionista chiamato in causa che
deve essere animato da principi di ottimizzazione delle risorse a
disposizione. Il rischio è, infatti, quello che il sistema divenga
sconveniente sia dal punto di vista energetico che da quello statico
e manutentivo. Mi rendo conto che oggi in Italia la coscienza etica
del progettista costituisce essa stessa un problema complesso.
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Modalità
di messa in opera |
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Per quanto
riguarda la messa in opera, questa non prevede manodopera specializzata
tanto meno l'utilizzo di utensili particolari. Normalmente l'applicazione
avviene dal basso verso l'alto e, per sfruttare la presenza dei ponteggi
e ridurre i costi di realizzazione, giunti al secondo impalcato già
possono essere posizionati i montanti e i traversi della facciata
ventilata. Occorre ovviamente fare attenzione che l'integrità degli
elementi che sostengono i pannelli, così come i pannelli e le successive
finiture non siano compromessi dalle lavorazioni che avvengono ai
livelli superiori. Può essere interessante notare che il fatturato
delle aziende che producono facciate ventilate è ancora oggi largamente
costituito dalle esportazioni, in particolar modo verso quei paesi
in via di sviluppo che hanno aperto solo ora il mercato delle costruzioni
ai processi occidentali di prefabbricazione. In questi paesi il montaggio
degli elementi risulta difficile, le imprese edili locali spesso non
sono in grado di effettuare le fresature sui pannelli del giusto calibro
o effettuare tassellaggi efficienti e perfettamente a piombo. Il progettista
dovrebbe, infatti, tenere ampiamente in considerazione il fatto che
la qualità del prodotto in questi paesi subisce una radicale diminuzione
proprio perché si tratta di una tecnologia occidentale che collide
con l'indotto edilizio locale. E' un problema che ben conoscono gli
architetti di fama internazionale quando, consapevolmente o meno,
operano da ambasciatori delle nostre tecniche in terra straniera.
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Il
pannello di rivestimento |
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Un vantaggio
ulteriore delle facciate ventilate sta nel loro ospitare pannelli
prodotti in fabbrica e quindi soggetti a procedure controllate di
produzione che ne certificano le caratteristiche tecniche e prestazionali.
Una volta messi in opera, dunque, può essere stabilito con esattezza
un programma di manutenzione che preveda la regolare sostituzione
dei pannelli ammalorati, il ciclo di vita dei pannelli può essere
calcolato con precisione così, mediante semplice intervento di manutenzione
ordinaria come l'idropulitura, il rivestimento esterno può essere
interamente sostituito per senescenza o pulito dai depositi degli
agenti chimici e organici dispersi nell'atmosfera. Normalmente il
paramento esterno è realizzato adoperando i materiali comuni e utilizzati
per i rivestimenti delle pareti o per la formazione delle pavimentazioni
salvo subire un taglio per forma e spessore opportuno per il loro
affiancamento uniforme. I pannelli prima del loro posizionamento sono
sottoposti a prove di resistenza alla flessione e allo strappo, con
una particolare attenzione verso l'intorno dei punti di fissaggio.
Ogni pannello, infatti, quando è in opera è sottoposto ad azioni disturbanti
che è bene prevenire prima di compiere errori irreparabili. Le sollecitazioni
non sono, infatti, solo statiche ma ad esse si aggiungono: l'azione
dinamica del vento, l'azione corrosiva delle piogge e i cedimenti
dei punti di fissaggio causati dalle dilatazioni dovute al ciclo del
gelo e del disgelo. Dovendone fare una sommaria casistica i pannelli
esterni possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:
· In materiale lapideo I rivestimento in materiale lapideo è il più
diffuso, specie in Italia dove spesso le aziende produttrici di tali
sistemi se non sono nate per diretta gemmazione dalle aziende che
trattano la materia prima in questione, sicuramente hanno con esse
un rapporto di stretta collaborazione e sinergia. Le proprietà fisiche,
chimiche e meccaniche della pietra unite all'alto valore estetico
dato dalle diverse colorazioni e dalle infinite tessiture superficiali
rendono il marmo e le pietre in genere il materiale più frequentemente
adoperato.
· In cotto L'evoluzione del cotto da mattone strutturale ad elemento
di rivestimento procede con la produzione di grandi pannelli destinati
ai sistemi di facciata ventilata. Questi pannelli costituiscono uno
schermo traspirante, possiamo dire a giunto aperto, in quanto, essendo
ogni pannello prodotto per estrusione, è possibile realizzate al suo
interno ulteriori camere d'aria statica che contribuiscono all'isolamento.
Il taglio del pannello, al termine della fase di estrusione, lascia
aperte le camere d'aria esattamente come avviene per i mattoni strutturali.
Il vantaggio di avere questa microventilazione in ogni pannello è
evidente quando l'irraggiamento estivo genera condensazioni all'interno
della camera di ventilazione. L'architetto Renzo Piano ha sviluppato
un sistema di facciata ventilata che utilizza il cotto come materiale
di tamponamento, la caratteristica innovativa di tale sistema sta
soprattutto nel fatto che è possibile aggregare fuori opera, su scocche
opportunamente modulate, un numero superiore di pannelli che saranno
poi montati in un colpo solo sulla struttura portante. · In piastrelle
ceramiche Per quanto riguarda il paramento in piastrelle ceramiche
la gamma di soluzioni e alternative è pressoché infinita. E' sufficiente
consultare il catalogo delle aziende che producono piastrelle da rivestimento
per accorgersi della quantità illimitata di colori, tessiture, trattamenti
superficiali e dimensioni reperibili sul mercato. Nel caso specifico
il progetto deve prendere seriamente in considerazione il grado di
porosità della piastrella e lo spessore, quest'ultimo, infatti, se
troppo contenuto, può causare fessurazioni e rotture del pannello
anche in fase di messa in opera. Tanto per le piastrelle quanto per
gli altri materiali bisogna anche considerare il fatto che è bene
preferire per il loro aggancio al distanziatore un sistema meccanico
piuttosto che gli adesivi siliconici. Col tempo, infatti, tali adesivi
risultano perdere parte della loro efficacia a causa del processo
di ossidazione cui sono soggetti. Dovendo sopportare sollecitazioni
di taglio gli adesivi potrebbero, una volta persa la loro elasticità,
causare distacchi improvvisi senza alcun sintomo capace di segnalare
in anticipo il fenomeno. Non tutte le aziende che producono adesivi
per il vetro strutturale garantiscono il loro prodotto per materiali
lapidei o ceramici.
· In calcestruzzo o fibrocemento
Il calcestruzzo adoperato per la realizzazione dei rivestimenti non
è mai grezzo ma è solitamente additivato con inerti che oltre ad alleggerirlo
gli conferiscono altre proprietà fisiche o meccaniche. Così accade
anche per i pannelli in fibrocemento ecologico che hanno sostituito,
dall'entrata in vigore nel 1992 della legge 257, le fibre di amianto
con fibre di altra natura allo scopo di evitare dispersioni nell'atmosfera
delle particelle di questo materiale cancerogeno. Gli additivi svolgono
la funzione di incrementare la resistenza meccanica del pannello e
al contempo partecipano al suo alleggerimento. Le lastre, essendo
prodotte in fabbrica, possono avere uno spessore variabile da pochi
millimetri fino a 5-6 centimetri. Le dimensioni vengono concordate
di volta in volta e compatibilmente con la struttura portante. Secondo
il volere del progettista anche la superficie a vista può subire trattamenti
di composizione chimica, di forma e di tessitura per risolvere questioni
di carattere estetico o per meglio adattarsi a situazioni ambientali
specifiche. La martellinatura, la smussatura, la zigrinatura e l'additivazione
con coloranti sono solo alcune delle possibili varianti con cui il
progettista può divertirsi. Il pannello in calcestruzzo può assumere
poi una composizione a sandwich quando per migliorarne le prestazioni
termiche o meccaniche vengono aggiunte sostanze come il polistirene
sinterizzato o semplici camere d'aria. I pannelli in calcestruzzo
hanno una durata in esercizio di circa cinquanta anni e solitamente
si preferisce la sostituzione dei moduli ammalorati piuttosto che
parziali interventi di manutenzione. E' bene assicurarsi, pertanto,
che anche l'azienda produttrice del pannello goda di altrettanta longevità.
· In lega metallica
Recentemente, in seguito ad una trasmigrazione di tecniche e tecnologie
provenienti da campi della produzione distinti, fino a ieri, dal mondo
delle costruzioni si assiste ad un sempre più frequente adozione di
pannelli realizzate in leghe metalliche. Tentarne una classificazione
è pressoché impossibile dal momento che l'innovazione tecnica in questo
campo supera in velocità ogni tentativo di ricognizione. Spesso è
il materiale che viene progettato in funzione del progetto e il progettista
non ha solo un abaco di materiali a disposizione tra i quali scegliere
ma può permettersi di definirne uno ad hoc che sia conforme alle intenzioni
formali e con la funzione che intende conferire al paramento esterno.
Mediante le leghe metalliche è possibile raggiungere spessori del
pannello pressoché millimetriche ed insignificanti dal punto di vista
del carico statico. La loro limitata resistenza meccanica alle sollecitazioni
del vento o alle dilatazioni termiche hanno come conseguenza una modifica
del loro aspetto durante il ciclo di vita con frequenti fenomeni di
ondulazione. A queste nuove tecnologie seguono, naturalmente, nuove
modalità di messa in opera, tali modalità concentrano le loro attenzioni
sui sistemi di fissaggio e sulla struttura reticolare sottostante.
Da un certo numero di anni a questa parte va detto che le operazioni
di fissaggio in cantiere sono moltiplicate. Alla libera ed onesta
manifestazione dei materiali da costruzione oggi si tende a preferire
il rivestimento delle superfici. La lattoneria è scesa dai tetti e
nuovi laminati al titanio oppure semplicemente plastici ripropongono,
con l'aiuto di viti, bulloni e rivetti, nuove forme di decorazione.
Oggi è raro che la nuova architettura valorizzi un giunto o una cerniera
ma carter, rivestimenti e controsoffittature nascondono quello che
si vuole nascosto. Il moderno ama la sincerità e la verità, il postmoderno
l'illusione e la segretezza, tuttavia per il risparmio energetico
bisogna fare tesoro tanto della scienza quanto della fantasia. Il
nuovo cantiere edile fa uso frequente di tecniche di fissaggio che
provengono dalla tradizione del lattoniere e del tappezziere, come
la graffatura; la qual cosa fa tornare alla mente alcune parole degli
architetti moderni di inizio secolo secondo le quali lo spirito ornamentale
è dannoso perché, dopo qualche anno, deve essere sostituito come un
vecchio abito.
· In laminato decorativo ad alta pressione per esterni
I pannelli in laminato decorativo sono costituiti da fogli di fibre
cellulosiche impregnate di resine termoindurenti mentre la superficie
esterna viene trattata con resine aminoplastiche. Prodotto mediante
tecniche di polimerizzazione ad alta pressione e ad alte temperature
il pannello esce dalla fabbrica di origine composto da diversi strati
ciascuno dei quali garantisce prestazioni meccaniche di considerevole
rilievo permette al laminato un efficace utilizzo nel campo delle
costruzioni. Il pannello ha un ciclo di vita di circa 20 anni mentre
lo strato decorativo esterno conserva le sue qualità per almeno 10
anni. Alla grande leggerezza fa da contrappunto una particolare sensibilità
verso le dilatazioni termiche in condizioni ambientali di forte umidità.
Si consiglia pertanto, per la loro messa in opera, l'adozione di fori
e viti con la testa molto grande così come anche la fuga tra un pannello
e l'altro deve essere in grado di tollerare la naturale variazione
dimensionale. In genere il laminato è perfettamente biocompatibile
e riciclabile. La superficie esterna può essere serigrafata e divenire
così il territorio espressivo di artisti della rappresentazione o
delle arti decorative in genere. Il fissaggio avviene mediante foratura
o fresatura, la vite e il bullone possono essere visibili o nascosti,
una alternativa praticabile consiste nell'adozione di collanti.
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L'isolante
interno |
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La
necessità di rivestire con un isolante la muratura sottostante la parete
ventilata è data il più delle volte dalla presenza di ponti termici
che possono manifestarsi in prossimità delle solette, dei pilastri o
dei telai delle finestre. Nel caso in cui la facciata ventilata sia
adoperata per interventi di recupero è naturale che si scelga di preservare
condizioni climatiche interne all'edificio favorevoli all'abitabilità
adoperando anche questo sistema di isolamento. I materiali termoisolanti
sono normalmente realizzati con fibre minerali, vegetali o plastico
cellulari. Pur essendo anch'essi montati a secco devono garantire una
adeguata resistenza al fuoco ed un comportamento idrofobo, ovvero capaci
di respingere l'acqua piovana proveniente da eventuali infiltrazioni
attraverso il paramento esterno. Oltre a queste caratteristiche prestazionali
bisogna considerare anche la loro resistenza nel tempo allo sfibramento
e il loro colore. Questi pannelli, infatti, se per colore contrastano
con il paramento esterno, potrebbero essere visibili e disturbare l'uniformità
cromatica della facciata. |
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I
sistemi di fissaggio alla parete |
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Tra
le operazioni che si volgono in cantiere il fissaggio merita qualche
considerazione a parte. I carpentieri impiegano attrezzi e strumenti
opportuni, come le strettoie, i chiodi e i tasselli, che permettono
un fissaggio tanto sicuro quanto rapido da rimuovere. Nella scelta dei
prodotti è ben tenere in considerazione non solo le capacità di resistenza
a trazione ma anche la resistenza ai carichi verticali, al taglio e
al momento. A questo scopo ogni azienda riporta nel proprio catalogo
sia le modalità per una corretta messa in opera sia le caratteristiche
tecniche e le resistenze di ciascuna tipologia di prodotto. Alcuni tasselli,
poi, sono abbinati a resine mono o bicomponenti da iniettare nel foro
prima della introduzione del tassello. Tali resine sono indispensabili
per risolvere le condizioni di fissaggio più gravose e sono sempre più
diffuse a causa del fatto che il supporto è spesso costituito non da
materiale omogeneo, come il calcestruzzo o i mattoni pieni, ma da mattoni
forati e da giunti di malta che riducono la superficie di attrito e
le resistenze necessarie ad una buona tenuta del tassello. |
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