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· LE FACCIATE VENTILATE

di Paolo Ferrario e Giorgia Gregato
Materiali Edili,
Mar-Apr 2001,n°38
     
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.
 
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.
     
Le componenti delle facciate ventilate    
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.

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
     
Il vantaggio termoenergetico    
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.
     
Il dimensionamento e il problema dell'ottimizzazione    
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.


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.

     
Modalità di messa in opera    

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.

     
Il pannello di rivestimento    

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.

     
L'isolante interno    
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.
     
I sistemi di fissaggio alla parete    
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.