Il rilievo architettonico degli edifici

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1 Il rilievo architettonico degli edifici 1 Premessa Distinguiamo il rilievo planimetrico diretto che viene effettuato, in genere, per punti, con lo scopo di definire la pianta di un edificio, oppure una sezione, dal rilievo indiretto che ha come scopo la rappresentazione di un prospetto in cui i punti sono difficilmente raggiungibili e in cui la tecnica tradizionale, (che si può dire povera in quanto si serve di semplici strumenti quali longimetri, paline, squadri ed eccezionalmente goniometri), viene affiancata alle tecniche fotogrammetriche, soprattutto di raddrizzamento per le facciate piane e le moderne tecniche laser scanning. Il rilievo fotogrammetrico, da molto tempo impiegato in edifici di una certa rilevanza storico artistica, produce solitamente una carta al tratto che può sempre essere integrata con altre indicazioni complementari, (che nel rilievo tradizionale potrebbero anche passare inosservati) come ad esempio dislocative e metriche di fessurazioni o cedimenti nel caso in cui fosse rilevante anche l aspetto statico, oppure materiche, colorimetriche ecc. Il raddrizzamento è una tecnica che produce una fotografia metrica, cioè un immagine non discontinua che fornisce solitamente non solo informazioni geometriche ma anche pittoriche, materiche ecc. nella scala desiderata. La tecnica laser scanning produce invece un modello tridimensionale dell oggetto rilevato (in senso lato) con una densità di punti elevatissima (oltre 10 punti a metro quadrato). Queste tecniche indirette verranno trattate nella quarta classe, quando si avranno le basi matematiche per poterle affrontare. Nel rilievo della pianta di un edificio, il lavoro viene effettuato per punti, misurandone le sue articolazioni, sporgenze, rientranze e tutto quello che di significativo si può ricavare, in rapporto all errore di graficismo e alla scala del prodotto finito che si vuole ottenere, senza dimenticare che l operazione di rilievo è pur sempre una semplificazione. Bisogna considerare (e disegnare con un tratto differente) anche eventuali irregolarità in pianta (un muro fuori piombo può portare a delle considerazioni statiche o restaurative assai importanti) oppure in altezza (la sezione viene fatta solitamente a petto d uomo ). Non si deve inoltre perdere di vista quale è lo scopo del lavoro da eseguire, infatti questo può avere finalità storiche, architettoniche, ecc., quindi può avere più rilevanza un rilievo materico, impiantistico, strutturale ecc. La procedura di rilievo può differire anche in funzione della tipologia della costruzione: vi possono essere costruzioni civili, industriali, di culto o storico-monumentali. Ad esempio l edificio civile o industriale è in genere suddividibile in piani o livelli orizzontali e internamente setti o pilastri sono portati sino in fondazione, mentre gli edifici di culto hanno uno spazio unico aperto o articolato lateralmente in genere molto alto. I metodi di misurazione che vengono adottati di volta in volta, a seconda delle specifiche esigenze di lavoro che vengono a crearsi e della complessità dell edificio, possono essere anche diversi, ma debbono coniugarsi tra loro in maniera coerente e permettere un rapido raggiungimento degli obiettivi. La presenza di una cartografia del rilievo da eseguire, anche a piccola scala tipo quella catastale, può essere di aiuto per l individuazione delle metodologie e strumentazioni più adatte. Nei paragrafi successivi si prenderà in esame l aspetto geometrico. Nel rilievo architettonico è solitamente utilizzata la scala 1:50 mentre, più raramente viene impiegata la scala 1:100. Prima di effettuare un rilievo è buona prassi effettuare una ricognizione della zona interessata in cui si andrà ad effettuare una serie di fotografie che, oltre a costituire una memoria permanente, sarà utile in fase di restituzione (cioè di disegno in scala del prodotto finito). 1

2 La ricognizione dovrebbe essere una fase preliminare al rilievo perché può fornire tutti i dati necessari per poter organizzare il lavoro e stabilire la strumentazione necessaria per l esecuzione del lavoro. Il rilevo solitamente parte dal piano terreno o, se ve ne fossero, dai piani interrati in quanto murature portanti, pilastri e setti, che si ritroveranno di solito nei piani superiori, arrivano in genere fino alle fondazioni. È importante effettuare un disegno preliminare a matita detto eidotipo o disegno di campagna su cui si inseriranno le misure effettuate, si indicheranno i locali con le varie destinazioni d uso; si dovranno inoltre riportare la località, la data e l operatore. Inoltre è buona norma ordinare per numero o per lettera i vari eidotipi in modo da poterli individuare e collegare facilmente. Sugli eidotipi che rappresentano le piante vanno proiettate con linea tratteggiata le sagome di avancorpi od arretramenti che stanno al di sopra della sezione di taglio (in genere a 1,50 m, dal pavimento, quota che dovrebbe includere le finestre) e con linea continua più leggera si rappresentano gli avancorpi od arretramenti che stanno al di sotto di questa; eventuali nicchie vanno indicate con linea punteggiata. Per snellire le operazioni la squadra operativa dovrebbe essere costituita da tre persone: due sono i misuratori, la terza, il caposquadra, che oltre al compito di registrare le misurazioni, ha quello di suggerire in maniera sequenziale e logica quali misure eseguire (avendo sott occhio la registrazione progressiva). Per la misura del perimetro esterno dei tetti si effettua lo sgrondo cioè si toglie al perimetro stesso la dimensione della gronda. Può essere utile a tale scopo uno strumento in grado di osservare direzioni zenitali montato su due aste telescopiche graduate di alluminio che permettono di misurare la sporgenza della gronda. Lo strumento, dotato di livella torica, viene appoggiato ad alla parete e facendo scorrere i due tubi coassiali sino ad intravedere nell oculare il filo della gronda, si osserva la misurazione riportata sulla graduazione. In alternativa si possono usare distanziometri laser con inclinometri che riescono a ricavare la distanza cercata mediante due misure inclinate fatte dal sottogronda. Figura 1 2 Rilievo del perimetro esterno dei fabbricati La soluzione più frequente per il rilievo della forma della pianta di un edificio, è quella basata sulle trilaterazioni ma si può procedere anche mediante un rilievo per allineamenti o per coordinate cartesiane. Un rilievo per allineamenti si presta meglio per misurazioni del perimetro esterno di un fabbricato (fig. 2) Figura 2 2

3 Se abbiamo a disposizione un efficiente squadro è possibile, appoggiandosi al lato più lungo, procedere all inserimento del fabbricato all interno di una poligonale con angoli retti che è possibile compensare anche linearmente (fig. 3); si noti un numero di misure inferiore rispetto al caso precedente. Figura 3 Il rilievo per trilaterazione (fig 4) è utilizzato per fabbricati anche di forma irregolare ma solo quando una dimensione non diventa prevalente sull altra; infatti se il fabbricato dovesse possedere una forma molto allungata è bene collegare la trilaterazione con rilievi più precisi costituenti un ossatura di inquadramento che può essere formata ad esempio da punti di poligonale (meglio se chiusa). Il rilievo per trilaterazione è costituito da una rete di triangoli la cui la forma e numero deve essere stabilito a priori; se non vi sono ostacoli o vincoli particolari un principio di massima può essere quello di effettuare il minor numero possibile di triangoli aventi una forma regolare (simile a quella equilatera). Se possibile si inserisce il fabbricato in un triangolo il più regolare possibile detto triangolo di primo perimetro (fig. 4) eventualmente facendo coincidere la parete più lunga con un lato del triangolo stesso e poi effettuare la suddivisione. Le misure indicate nell esempio a lato sono in numero leggermente sovrabbondante (3 v.). Sarebbe opportuno, in ambienti di forma quadrilatera o più complessa, eseguire misure sovrabbondanti per controllo come ad esempio la misura delle diagonali (meglio le più lunghe o che formino altri triangoli regolari). Se si vuole rappresentare anche il lotto circostante al fabbricato, ci si può allargare anche oltre il triangolo di primo perimetro ma all aumentare del numero dei triangoli il metodo perde rapidamente in precisione. Figura 4 3 Rilievo dell interno dei fabbricati Anche per gli ambienti interni il sistema più utilizzato è la trilaterazione con misure sovrabbondanti. Il collegamento tra ambiente e ambiente avviene tramite le aperture comuni. Quando il fabbricato ha forma molto allungata si perde in precisione nel collegarsi con le aperture comuni e può essere necessario irrigidire 3

4 il rilievo con altri metodi, ad esempio col metodo delle coordinate cartesiane ortogonali come mostrato in figura 5 che utilizza il varco delle aperture interne. Figura 5 4 Il rilievo dello spessore dei muri Per il rilievo dello spessore dei muri tra un ambiente e quello adiacente, può essere conveniente utilizzare il varco delle aperture delle finestre e ricavando tale valore per differenza di misurazioni (fig. 6). Nell esempio in fig. 6 lo spessore sarà 271 (45+193) = 33 cm. Prestare attenzione a proiettare ortogonalmente alla linea del muro le mazzette degli sguinci, che si può fare con una squadra di legno da falegname. Questo metodo può essere utilizzato anche per desumere lo spessore di un solaio, anche e qualche volta lo si può ricavare dagli spessori di pianerottolo sulle scale. Spessore = 271 (45+193) = 33 cm Figura 6 5 Sezioni e prospetti Come sempre per rappresentazioni di tipo altimetrico è necessario avere uno piano di riferimento, nel caso del disegno di sezioni questo piano di riferimento può essere identificato dalla soglia del pavimento del piano terreno o da un altro caposaldo che costituisca il livello zero per le quote da riportare sul disegno; quindi sotto tale livello le quote saranno negative e sopra positive. Se il terreno esterno non ha quote uniformi occorrerà allora effettuare un rilievo altimetrico per punti (ad esempio su ogni spigolo del fabbricato) che in casi semplici si potrà realizzare con normali longimetri (aste estensibili, triplometri, distanziometri laser ecc) calati o dedotti da finestre e balconi, altrimenti occorrerà utilizzare delle strumentazione quali i livelli di cui ci si occuperà nel corso del quarto anno. 4

5 Figura 7 Quando sui prospetti si vogliono avere dei riferimenti che riguardano porte e finestre situate ai piani successivi si può lasciare cadere un filo a piombo dagli stipiti delle stesse sino a terra. Iniziando da uno spigolo del fabbricato, si misurano le distanze progressive di porte o finestre indicando anche le altezze (a partire dalla quota zero di riferimento), tali misure verranno riportate su di uno schizzo ben fatto che contempli le porte, le finestre o altri aggetti e rientranze che dovranno essere rappresentate sul prospetto. 6 Strumenti del rilievo diretto La strumentazione solitamente impiegata per le misure architettoniche comprende, paline, squadri (agrimensori e a prisma) fili a piombo, livella da muratore e longimetri vari. Tra i longimetri può essere utile in metro da muratore come la rotella metrica in acciaio che può risultare comoda per corte misure o per misurare aperture di finestre e spessori di muri. Per le altre distanze da almeno un decennio vengono utilizzati i distanziometri portatili ad impulsi (laser). La portata di questi distanziometri laser varia dai 50 m ai 100 m (arriva a 200 con particolari target) e la loro precisione è solitamente compresa da ± 1,5 mm e ± 3 mm (fig. 8). Figura 8 La tecnologia ha ridotto pesi, dimensioni e costi di questi distanziometri; le ultime generazioni di questi strumenti di misurazione permettono di collimare l oggetto da misurare con molta precisione per la presenza di un reticolo che si trova sovrapposto al particolare inquadrato sul display. L oggetto si può ingrandire fotograficamente sino a 4x inoltre questi ultimi distanziometri sono dotati di inclinometro (fig. 9) per cui si riesce a calcolare la distanza topografica ed il dislivello. Per questi modelli non si fa più conto della fermezza della mano ma li si monta su un treppiedino da fotografo. Sono dotati di collegamento bluetooth col computer e si riesce, con una rotazione intorno ad un piano cardanico, ad Figura 9 effettuare anche delle semplici sezioni trasversali 7 Software per il trattamento dei dati e il disegno Esistono diversi software che permettono di compensare le misure grezze di rilievo ed arrivare ad un disegno completo. Ad esempio, senza addentrarci nelle specifiche dell uno o dell altro software, ma indicandone solo le possibilità di impiego e le finalità, si può utilizzare un programma facile e di piccole dimensioni chiamato Metrix che funziona in ambiente Windows. Con questo programma è possibile partire da coordinate di punti fissi o gestire parallelismi ed ortogonalità con cinque differenti classi di precisione; la compensazione si potrà effettuare con un numero di misure sovrabbondanti in una struttura non labile (vedasi similitudine con le strutture reticolari). È possibile anche partire da disegni raster. 5

6 Esempio: rilevazione delle mutue posizioni di un ambiente semicircolare, dove si nota l iperdeterminazione della rete con diagonali di controllo (fig. 10). Figura 10 Esempio: un quadrilatero con una diagonale di controllo, evidenzia, attraverso la dimensione di una circonferenza rossa, la misura più errata e fornisce anche gli errori angolari di parallelismi od ortogonalità nonché le dimensioni delle ellissi di errore sui punti (fig. 11). Si ha poi la possibilità di esportare su CAD il disegno compensato. Figura11 Esercizio Produrre un disegno tramite CAD del rilievo di cui all eidotipo sottostante che si riferisce ad un rilevo effettuato con un metodo misto per allineamenti e per trilaterazione di un ipotetico lotto di terreno edificato. 6

7 Le misure sono in cm ed il numero N corrisponde al numero di registro dell alunno. Avvertenza: essendo il lotto puramente ipotetico, alcuni valori di N alti potrebbero generare forme poco realistiche. 7 M. Pasini Topografia Calderini, RCS Libri Education