S.U.N. Architettura Luigi Vanvitelli. CdL Architettura TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A 2010_11 prof. S. Rinaldi. Le coperture CO_1

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1 Le coperture

2 La funzione principale della copertura è di proteggere l'edificio e chi ne fa uso, dal freddo e dal caldo; dalle precipitazioni atmosferiche come pioggia, neve, grandine; dal vento; dal sole oltre quella, non meno importante, di smaltire le acque meteoriche. Oltre a determinare la configurazione architettonica del coronamento dell edificio.

3 La Classificazione delle coperture può essere formulata in base a: - continuità o meno dello strato di tenuta all'acqua Continue Discontinue - comportamento termoigrometrico non isolate e non ventilate isolate e non ventilate ventilate e non isolate isolate e ventilate - grado di accessibilità classe A: accessibile esclusivamente per la sua manutenzione. classe B: accessibile per la sua manutenzione e per quella degli impianti classe C: accessibile ai pedoni (carico 400 kg/m2). classe D: accessibile ai veicoli leggeri (< 2 t per asse). classe E: accessibile ai veicoli pesanti (> 2 t per asse). classe F: soddisfa le funzioni relative al giardino pensile (sollecitazioni meccaniche e chimiche). - caratteristiche geometriche con implicazioni formali per l'edificio planari orizzontali: la pendenza è inferiore a 1%. planari suborizzontali: la pendenza varia da 1% a 5%. planari inclinate: la pendenza è superiore a 5%. curve: la superficie dell'estradosso delle coperture presenta un andamento curvo

4 Coperture continue In questo sistema la tenuta all'acqua è ottenuta mediante uno strato che non presenta soluzione di continuità, indipendentemente dalla pendenza della superficie della struttura. Questa tipologia si avvale del carattere stagno dello strato di tenuta, il che comporta particolarità di messa in opera e di scelta dei materiali privilegiando le modalità di connessione e di protezione dell'elemento di tenuta all'acqua. Non essendo vincolato né a particolari pendenze né a specifiche morfologie questa soluzione permette la realizzazione di coperture curve o piane orizzontali o suborizzontali. A. Loos, Casa Steiner

5 Coperture discontinue Esse realizzano la tenuta all'acqua in particolari condizioni di pendenza della struttura. La pendenza, adeguata in base al materiale impiegato e alle condizioni ambientali, deve impedire infiltrazioni attraverso la discontinuità dello strato di tenuta.

6 Per quanto riguarda la classificazione in base agli strati funzionali caratteristici che determinano il comportamento termoigrometrico della classe degli elementi tecnici abbiamo: 1. Coperture non isolate e non ventilate. In questa tipologia non c'è controllo della trasmissione di energia termica e del comportamento termoigrometrico attraverso gli starti funzionali. 2. Coperture ventilate e non isolate. Controllano, attraverso uno strato funzionale specifico, il comportamento termoigrometrico ma non controllano la trasmissione del calore. 3. Coperture isolate e non ventilate. Attraverso strati funzionali specifici c'è controllo riguardo alla trasmissione del calore ma non è verificato il comportamento termoigrometrico. 4. Coperture isolate e ventilate. Assicurano il controllo del comportamento termoigrometrico e della trasmissione del calore attraverso strati funzionali specifici. N.B. tale caratterizzazione può essere associata a qualunque tipologia di copertura indipendentemente dalla pendenza (sia coperture piane che inclinate)

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8 Morfologia delle coperture inclinate In relazione alla giacitura delle falde si individuano: -Tetti a displuvio nei quali l acqua è convogliata verso il perimetro esterno dell edificio - Tetti a impluvio nei quali l acqua è convogliata verso un punto o una linea di gronda interna all edificio Casa Magney arch. Glenn Murcutt

9 A leggio : il deflusso dell acqua avviene lungo una sola superficie. La falda poggia su pareti perimetrali poste ad altezze diverse. Rappresentano la matrice di base di tutte le coperture inclinate che sono sempre riconducibili a sommatorie di leggii tra loro giustapposti. A capanna : le due falde convergono in alto lungo una linea di colmo l intersezione delle falde con le pareti di testata avviene secondo linee inclinate che delimitano una porzione di muro triangolare detta timpano. A padiglione : lo smaltimento delle acque avviene su tutti i lati del poligono di base. La linea di gronda corre lungo tutto il perimetro. Le intersezioni tra falde contigue danno luogo a compluvi o displuvi.

10 Tegola portoghese Tegola marsigliese Tegola piana estrusa Tegola piana stampata Tegola olandese Coppo estruso Coppo stampato

11 Un tetto deve rispondere ad una pluralità di requisiti in relazione reciproca che possono essere soddisfatti mediante idonei strati e elementi funzionali. Requisiti tecnologici controllo della tenuta all acqua controllo igrometrico del manto comfort termico comfort termico in periodo estivo; controllo condensa interstiziale e del disgelo differenziale della neve in periodo invernale resistenza alle azioni verticali ed orizzontali; inerzia termica Strati funzionali strato di tenuta all acqua strato di microventilazione strato termo-isolante strato di ventilazione strato portante

12 Controllo della tenuta all acqua Garantire la tenuta all acqua significa -sostanzialmente - impedire le infiltrazioni delle precipitazioni atmosferiche. I manti di copertura in laterizio garantiscono la tenuta all acqua mediante la sovrapposizione di piccoli elementi posati in pendenza Fattori di controllo 1. Pendenza di falda 2. Regolarità geometrica 3. Lunghezza di falda

13 La pendenza di falda La pendenza condiziona l entità della sovrapposizione tra elementi e determina le modalità di fissaggio. A causa della sovrapposizione degli elementi, la pendenza effettiva del manto (pendenza d esercizio) è sempre minore della pendenza di falda. pendenza d esercizio pendenza di falda

14 Regolarità delle falde Se la regolarità geometrica della falda è elusa, (compluvi inclinati), possono crearsi problemi, più o meno gravi, di deflusso. Vanno quindi evitate geometrie complesse e limitate le linee di compluvio

15 La lunghezza di falda è direttamente proporzionale alla pendenza ed inoltre dipende dal tipo di manto e dalla zona climatica; quando è considerevole (> 10 m al Nord Italia e 12 m al Centro-Sud, per pendenze intorno al 30-35%), in caso di pioggia torrenziale, la grande quantità d acqua che scorre lungo la falda può oltrepassare i bordi di tenuta delle tegole infiltrandosi al di sotto del manto grembialina

16 La micro-ventilazione del sottomanto è essenziale per l efficienza e l affidabilità del tetto e consente di tenere asciutto l intradosso del manto impedendo l imputridimento e il degrado degli elementi di supporto del manto. Si attua posando a secco gli elementi del manto su supporti paralleli alla linea di gronda. effetto camino (e, per manti in coppi, effetto dissipativo dovuto ai giunti) Fuoriuscita dell aria Soluzione di colmo Ingresso dell aria Soluzione di gronda

17 Comfort termico Per il buon comportamento termico particolarmente importante è la ventilazione sottomanto che si realizza normalmente mediante una doppia orditura di listelli: la prima - che crea lo spessore dello strato di ventilazione - è perpendicolare alla linea di gronda (1); la seconda - di supporto delle tegole - è parallela alla linea di gronda (2). Lo strato di ventilazione sovrasta sempre lo strato termo-isolante. 1 2 Manti di copertura in TEGOLE Manti di copertura in COPPI Sezione ingresso (alla gronda) Sezione uscita (al colmo) h libera camera di ventilazione 550 cm 2 /m di larghezza di falda 225 cm 2 /m di larghezza di falda 2 di superficie di falda >200 cm 2 /m di lunghezza di gronda 0,5 della superficie del tetto 2 cm >200 cm 2 /m di lunghezza di falda Dimensioni camera di ventilazione secondo UNI 9460 Copertura ventilata ad unica intercapedine Dimensioni camera di ventilazione secondo DIN 4108/3 (per p >10%)

18 Comfort termico In certi casi si ricorre a soluzioni con doppia intercapedine che sono più efficaci di quelle ad intercapedine unica poiché pongono meno ostacoli ai moti convettivi. Inoltre, consentono di smaltire il vapor d acqua proveniente dal sottotetto anche in presenza di eventuali membrane di tenuta all acqua, che potranno essere poste al di sopra della sottocopertura Copertura ventilata a intercapedine doppia

19 Resistenza ai carichi accidentali h slm = 200 m 1,60 kn/m 2 h slm = 500 m 2,50 kn/m 2 h slm = 1000 m 5,37 kn/m 2 Una prerogativa del tetto è la resistenza ai carichi dovuti alla neve e al ghiaccio e alla spinta del vento. Ai fini del dimensionamento strutturale i valori di tali sovraccarichi sono stabiliti dal Decreto Ministeriale che divide l Italia in tre zone climatiche di nevosità e in nove zone climatiche di ventosità. h slm = 200 m 1,15 kn/m 2 h slm = 500 m 1,93 kn/m 2 h slm = 1000 m 4,70 kn/m 2 h slm = 200 m 0,75 kn/m 2 h slm = 500 m 1,41 kn/m 2 h slm = 1000 m 4,08 kn/m 2 Le tre zone di nevosità Le nove zone di ventosità

20 Resistenza ai carichi accidentali Per pendenze < del 36% (20 ) la neve si accumula in strati stabili; per pendenze > del 176% (60 ) la neve non si accumula; per pendenze tra il 36 e il 176% la neve si accumula in blocchi che possono scivolare verso il basso. Di conseguenza, per tetti di pendenza compresa tra il 36 e il 176%, è opportuno ricorrere a speciali dispositivi - quali elementi fermaneve o staccionate d arresto - per impedire la caduta rovinosa di cumuli di neve ghiacciata. Tegole fermaneve Disposizione delle tegole fermaneve. In alto, per siti di altitudine < 750 m slm; in basso, per siti di altitudine m slm.

21 Resistenza ai carichi accidentali Nelle zone ventose, in corrispondenza delle linee di bordo e di colmo e dei corpi emergenti, gli elementi del manto vanno opportunamente fissati al supporto. I dispositivi di fissaggio si dividono in due grandi categorie: 1. Ganci, staffe, fili metallici et sim. 2. Chiodi o viti. esempio di fissaggio di coppi con nasello ai listelli di sostegno

22 Costruzione del piano di falda Le tipologie costruttive sono : 1. A piano portante continuo 2. A piano portante discontinuo 1 2

23 Costruzione del piano di falda piano di falda discontinuo realizzato con sistema a falsi puntoni (copertura spingente) Con muro di colmo Con trave di colmo

24 Costruzione del piano di falda piano di falda discontinuo con sistema ad arcarecci (non trasmette spinte ai muri prortanti)

25 Costruzione del piano di falda piano di falda discontinuo con sistema a capriate (non trasmette spinte ai muri portanti) Nomenclatura degli elementi e nodi della capriata

26 Costruzione del piano di falda Il piano di falda continuo si può realizzare con solai inclinati in cemento armato e laterizio con le stesse tipologie costruttive dei solai orizzontali.