Costruzioni a secco in acciaio: il caso di una sopraelevazione

20/07/2021 - "La scelta di realizzare edifici a secco con struttura in acciaio sta prendendo sempre più piede nel contesto edile nazionale, sia nel campo privato che nel settore pubblico e di fatto rende possibile realizzare qualunque tipologia edilizia, da quella industriale al terziario al residenziale.

La versatilità offerta dal sistema a secco in acciaio consente al committente e al progettista di definire le caratteristiche dell’edificio adattandole al sito di costruzione e di personalizzarne la funzionalità ed il design delle finiture e dei tamponamenti. Inoltre, in vista di future nuove esigenze e di cambi di destinazione d’uso, il sistema costruttivo a secco in acciaio è ottimale negli interventi di ampliamento e sopraelevazione del costruito.”

Con queste parole l'Ing. Caterina Epis, presidente della Fondazione Promozione Acciaio spiegava in un precedente focus sulla tecnologia delle costruzioni a secco in acciaio quelli che erano i campi di applicazione del sistema. 

Torniamo sul tema, soffermandoci questa volta sul caso specifico della sopraelevazione; abbiamo coinvolto Scaffsystem, azienda socia di Fondazione Promozione Acciaio e co-ideatrice insieme a Knauf del sistema a secco con struttura portante in acciaio MECHANO STEEL FRAME. Le risposte sono a cura del dott. Diego Tanzariello, project manager di Mechano Steel Frame.
 
Nel caso di un intervento di soprelevazione cosa porta a scegliere un sistema costruttivo a secco in acciaio piuttosto che uno tradizionale?

“La scelta si basa su molteplici vantaggi; il più evidente è rappresentato dalla leggerezza delle strutture che hanno un’incidenza di peso notevolmente  inferiore rispetto ad una costruzione tradizionale; questo consente di gravare decisamente meno sui solai esistenti. L'utilizzo di sistemi costruttivi a secco, inoltre, facilita notevolmente la logistica di cantiere, semplificando possibili problematiche legate al lavoro in quota. In aggiunta, i sistemi a secco in acciaio consentono, grazie alla rapidità di montaggio sia delle strutture che dell’involucro, di pianificare cronoprogrammi con tempi certi di realizzazione, fattore determinante dal punto di vista economico.”
 
Un sistema costruttivo a secco in acciaio consente di avere flessibilità nelle scelte progettuali in termini di luce massima libera raggiungibile, forme, estensioni, ecc.?
 
“Dal punto di vista progettuale, un sistema costruttivo a secco in acciaio ha un'elevata flessibilità ed è in grado di adattarsi alle scelte architettoniche dei progettisti. Non parliamo di un sistema costruttivo che si basa sul posizionamento di pareti portanti, bensì di un sistema puntuale che si basa sul posizionamento di colonne; offre, quindi, massima flessibilità e libertà progettuale nella scelta delle aperture. Questo sistema costruttivo consente di lavorare con luci importanti pur mantenendo spessori e dimensioni degli elementi in acciaio ridotti, cosa che con altri sistemi non è sempre possibile fare.”
 

Sopraelevazione in acciaio, case history 

Per comprendere meglio quanto detto finora presentiamo in esclusiva la case history di un progetto di recupero di un sottotetto, ancora in corso di realizzazione, di un fabbricato multipiano sito a Como. I lavori si configurano, ai sensi dell'art. 90 del DPR 380/2001 e ss.mm.ii. e della L.R. n.33 del 12/10/2015, come intervento di sopraelevazione.

La Proprietà è Simo srl; il Prog. Architettonico del Geom. Cosenza Alessio e il Prog. Strutturale e la DL generale dell'Ing. Vetrano Alessandro. 
 
 Dettagli costruttivi ©Scaffsystem
 
Si tratta di un condominio destinato prevalentemente ad uso residenziale con piano terra commerciale e un piano seminterrato per autorimesse e cantine.
 
Da ricerche effettuate presso gli uffici tecnici è stata reperita la relazione di collaudo statico che ha permesso di ottenere informazioni, molto importanti ai fini del progetto di recupero del sottotetto, sulle fondazioni, sulla struttura portante, sulle murature portanti, sui solai di copertura del piano seminterrato e dei piani fuori terra e sulla copertura a falde.
 
Dalla relazione di calcolo strutturale, redatta dal Dott. Ing. Alessandro Vetrano, si evince che: “l'intervento prevede il recupero del sottotetto dell'edificio, previa rimozione della copertura esistente a falde costituita da un solaio in laterocemento, con una nuova copertura piana in acciaio e/o legno, senza che vi sia aumento del numero dei piani esistenti e della quota di colmo, anzi con decremento dei carichi gravitazionali.

Visualizza la relazione di calcolo strutturale completa
 
Le nuove strutture saranno realizzate con profili metallici secondo il sistema costruttivo System Structura 255 di Scaffsystem, in particolare la struttura sarà realizzata con colonne portanti in profili scatolari formati a freddo ed in sommità da travi doppie come struttura principale di copertura, mentre l’implacato sarà completato da travi singole e copertura in pannello grecato coibentato.
 
La scelta degli interventi strutturali proposti è stata fatta con lo scopo di evitare incrementi globali dei carichi di fondazione superiori al 10%, anzi l'intervento si propone di ridurre i carichi gravanti dalle strutture di sottotetto.”
 
Visualizza le tavole di progetto
 
Per quanto riguarda l’analisi di calcolo e risultati, emerge che: “essendo un intervento di sopraelevazione è stata eseguita la valutazione della sicurezza dell'edificio nei confronti delle azioni sismiche, attraverso la relazione:  
che rappresenta il rapporto tra la massima azione sismica sopportabile dalla struttura esistente rispetto alla massima azione sismica da impiegarsi nel progetto di nuova costruzione.
 
Poiché il progetto prevede la sopraelevazione dell'intero immobile, in ottemperanza al punto 8.4 delle NTC 2018, si è provveduto a verificare l'adeguamento sismico dell'edificio esistente, ovvero a valutare la necessità o meno di interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente. La verifica di adeguamento sismico è stata riferita all’intera struttura post-intervento ed ha soddisfatto i livelli di sicurezza fissati al punto 8.4.3 delle NTC 2018, in particolare:
ζE = capacità/domanda ≥1”
 
I risultati ottenuti, ossia valori di indicatori sismici superiori all'unità, permettono la realizzazione delle opere senza intervenire sulle strutture esistenti.
 
Un altro aspetto interessante che emerge dalla verifica preliminare è lo studio delle caratteristiche meccaniche del sottosuolo mediante indagine geologica tecnica, eseguita dal dott. geol. Mario Lucini.
Indagine che si è articolata in:
- un’indagine sismica passiva HVSR, effettuata anch’essa in vicinanza dell'immobile oggetto di intervento, che ha fornito valori del terreno relativi alla vulnerabilità sismica dell'opera;
- una prova penetrometrica tipo DPSH denominata P.
 
Grazie a queste indagini è stato possibile rilevare i parametri sismici caratteristici del sito e non sono state ravvisate particolari problematiche in ordine alla realizzazione del progetto.
 
  Dettagli costruttivi ©Scaffsystem
 

Sopraelevazioni in acciaio: la sostenibilità del materiale

Qual è la differenza in termini di tempistiche, manodopera e quindi costi fra una costruzione in umido e una a secco?
 
“Ogni progetto e il relativo cantiere hanno, naturalmente, le loro complessità; lavorare con sistemi costruttivi a secco spesso aiuta a superare brillantemente buona parte di essi. Utilizzare materiali completamente a secco vuol dire velocizzare le tempistiche di cantierizzazione, questo permette di ridurre i tempi di gestione del cantiere e di evitare possibili sorprese che possano far lievitare i costi gestione. Allo stesso tempo, utilizzare materiali "leggeri" e più facilmente movimentabili permette di lavorare con maggiore sicurezza riducendo notevolmente possibili rischi derivanti dal cantiere. Il sistema a secco permette l'utilizzo di mezzi per la movimentazione del materiale meno ingombranti e costosi.”
   
“Oggi, un tema certamente cruciale è rappresentato dal ciclo di vita del prodotto e dalla sua sostenibilità a fine vita. Il sistema costruttivo a secco in acciaio è certamente amico dell’ambiente. A fine vita infatti è possibile, attraverso operazioni di disassemblaggio, recuperare alcuni materiali, tra cui l'acciaio il quale può essere reimpiegato strutturalmente o smaltito attraverso un processo di rifusione che fa si che venga reimpiegato all'interno della catena di produzione di semilavorati. Possiamo pertanto definire l'acciaio un materiale 99% riciclabile.”
 
Sul tema della sostenibilità concludiamo con una curiosità sottoposta a Fondazione Promozione Acciaio circa la durabilità e la necessità di manutenzione di questo sistema costruttivo:
 
“Aspetto fondamentale che fa la differenza per quantificare la sostenibilità di un’opera è la sua durabilità, intesa come conservazione nel tempo delle caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali che la costituiscono. Grazie alle moderne tecnologie di zincatura a caldo e verniciatura, l’acciaio mantiene intatte le sue proprietà per tutta la vita utile dell’opera realizzata, contribuendo ad allungare la vita della costruzione.
 
Una maggior durata della vita delle costruzioni si traduce in minor ricorso a ripetuti e costosi cicli di manutenzione e dunque un uso, un consumo ed una gestione migliore delle risorse economiche e ambientali. L’acciaio, tra i materiali da costruzione, è in assoluto il più durevole: grazie alla scelta di un adeguato sistema di protezione (zincatura e verniciatura) è possibile evitare la corrosione dell’acciaio esposto all’aria ed alle intemperie, immerso in acqua o interrato e dunque il degrado di un componente o di un’intera costruzione.
 
La vita utile delle strutture in acciaio può tranquillamente superare i 50 anni, in alcuni casi anche il secolo. Il ciclo di vita di un fabbricato in acciaio è inoltre notevolmente più lungo, considerando anche le possibilità di una futura flessibilità di funzione offerta dalle costruzioni in carpenteria metallica: il prodotto immobiliare realizzato in acciaio abilita modifiche ed evoluzioni perchè adattabile ai cicli di mercato.”