SCHEDA 6 LE COPERTURE A. Catani by Mondadori Education S.p.A. - MIlano Le coperture sono quelle strutture che delimitano superiormente l involucro edilizio e hanno la funzione primaria di offrire riparo dagli agenti atmosferici, di convogliare e/o allontanare o recuperare le acque piovane dall edificio. Assieme alle altre strutture d involucro hanno anche la funzione di isolare dalle rigide temperature invernali e proteggere dal surriscaldamento estivo. Per quanto riguarda la protezione contro il surriscaldamento estivo, le coperture costituiscono l elemento critico dell involucro: d estate, nelle ore più calde, sono le superfici maggiormente esposte ai raggi solari, quasi perpendicolari ad esse. Per questo motivo devono essere progettate con particolare attenzione al problema. Le coperture possono essere formate: da piani diversamente inclinati (tetti a falde) (fig. 1); da piani orizzontali (coperture piane) (fig. 2); da diversi tipi di superfici curve: ad andamento libero arbitrario (figg. 3-4), a sviluppo geometrico, dipendente da diverse coniche generatrici e direttrici (figg. 5-6), sotto forma di tensostrutture (fig. 7). Fig. 1 Tetti a falde inclinate di un piccolo borgo medioevale toscano. Fig. 2 Roma, Ara Pacis, arch. R. Mayer. 1 Fig. 3 Barcellona, Casa Batlò, arch. Gaudì. Fig. 4 Spagna, Hotel Marqués de Riscal, arch. F. Gehry.
Fig. 5 Rovereto, Mart, arch. M. Botta. Fig. 6 Valencia, Museo oceanografico, arch. Calatrava. 2 In questa sede non verranno trattate né le diverse tipologie formali-compositive di copertura, né le diverse tipologie strutturali, nelle loro varianti di materiale e relative tecnologie costruttive. Come nelle altre schede verdi, riferite agli altri elementi di fabbrica costituenti l involucro edilizio, ci occuperemo delle strategie progettuali ai fini di un efficace prestazione termica, sia in regime invernale che estivo e ai fini del soddisfacimento dei requisiti di bioecocompatibilità. L efficacia della prestazione termica invernale si ottiene attraverso un adeguato isolamento (figg. 8-10), valutato attraverso la verifica termoigrometrica (fig. 11). Fig. 7 Monaco, Olympia Zentrum. Fig. 8 Copertura a falde inclinate isolata con pannelli di sughero.
Figg. 9-10 Snodo struttura verticale, isolata ora esternamente ora internamente, con struttura di copertura in latero-cemento, isolata e ventilata all estradosso. La stratigrafia della copertura, a seguire il flusso ascendente della dispersione termica, è così costituita: 1. intonaco di calce a rifinitura intradosso solaio; 2. solaio in latero-cemento costituito da travetti a traliccio e pignatte in laterizio; 3. caldana in c.a. con rete elettrosaldata; 4. pannelli isolanti naturali in fibre di legno ad alta densità o sughero; 5. profilato ferma isolante; 6. guaina traspirante; 7. listello di ventilazione; 8. listello di supporto manto di copertura; 9. manto di copertura in tegole curve (coppi); 10. lamiera di rame forata in corrispondenza della gronda; 11. cordolo in c.a.; 12. correzione ponte termico cordolo. 3 La struttura di copertura, rappresentata nelle figg 9-10, è una copertura a falde inclinate, costituita da un solaio in latero-cemento, formato da travetti a traliccio e pignatte di laterizio (2), con sovrastante caldana in c.a. armata con rete elettrosaldata (3). Il solaio è rifinito all intradosso con intonaco di calce (1) e isolato all estradosso con pannelli isolanti ad alta densità, naturali, traspiranti, in fibre di legno o canapa o di sughero (4), fermati da adeguati profilati (5) e protetti, da eventuali infiltrazioni d acqua piovana, da una guaina impermeabilizzante traspirante (6).
4 Fig. 11 Verifica termoigrometrica. Nel caso siano previsti sporti della struttura di copertura è necessario correggere i ponti termici che si vengono a creare. Questi possono essere corretti isolando perimetralmente tutta la struttura in aggetto, sulla falsariga delle soluzioni adottate per balconi e/o pensiline (vedi Scheda Verde 5, Strutture opache verticali perimetrali, fig. 11) o prevedendo sporti della struttura di copertura in appoggio autonomo, indipendenti dal corpo di fabbrica isolato.
Fig. 12 Verifica sfasamento temporale. La struttura rappresentata presenta adeguati valori di trasmittanza (U = 0,26 W/m 2 K inferiore ai limiti richiesti per la zona climatica E, U = 0,34 W/m 2 K); non presenta fenomeni di condensazione superficiale e interstiziale e offre prestazioni termiche estive ottime (massa superficiale di 348 kg/m 2 > 230 kg/m 2 e sfasamento di 14 h e 21 > 12) (fig. 12). In climi caldi l efficacia della prestazione termica estiva si può ottenere attraverso la progettazione di coperture ventilate o di stratigrafie a elevata inerzia termica. Le coperture ventilate separano gli spazi interni abitati, adeguatamente isolati, dal contatto diretto coi componenti esterni della struttura che, per l esposizione diretta alla radiazione solare, raggiungono elevati valori di temperatura superficiale. La separazione può avvenire attraverso uno spazio aerato (sottotetto non abitato) (fig. 13) o un intercapedine di aerazione all intradosso del manto di copertura (fig. 14). 5 Fig. 13 Sottotetto aerato. Fig. 14 Ventilazione sotto manto.
Come nelle pareti ventilate, la camera di ventilazione viene creata con l ausilio di listellature. Listelli perpendicolari alla gronda fungono da camera di ventilazione primaria, mentre una listellatura secondaria, fissata alla prima, è di supporto al manto, posato a secco, senza malta (fig. 15-17). Il manto di copertura ha la specifica funzione di incanalare l acqua piovana nei canali di raccolta, orizzontali (canale di gronda) e verticali (pluviali). Nel caso specifico, rappresentato in figura, il manto è in tegole curve di laterizio: il coppo inferiore presenta un nasello, attraverso cui viene appeso e fermato alla listellatura, il coppo superiore presenta un foro predisposto al passaggio di un gancio, che lo ferma al coppo sottostante. Fig. 15 Listellatura primaria e secondaria. Fig. 16 I coppi inferiori sono dotati di un nasello che li ferma sulla listellatura e impedisce loro di scivolare. 6 Fig. 17 I coppi superiori presentano un piccolo foro alla sommità. Un gancio passante li unisce al coppo inferiore.
Le aperture in gronda, protette da lamiere forate (fig. 18), innescano moti d aria ascensionali dove l aria calda, surriscaldata sotto il manto, tende a salire e a fuoriuscire dal colmo aerato (figg. 19-20). Fig. 18 Lamiera di rame forata dietro il canale di gronda, a protezione dell apertura di aerazione. 7 Fig. 19 Listellatura di colmo per la realizzazione del colmo aerato. Fig. 20 Colmo aerato completato.
Le stratigrafie ad elevata inerzia termica, come si è già visto, sono in grado di accumulare calore per parecchie ore prima di trasmetterlo agli ambienti interni, sfasato nel tempo e attenuato. Una soluzione progettuale massiva, con grande capacità di accumulare, sfasare e attenuare il calore, è data dai tetti verdi o adibiti a giardini pensili, applicabili sia a coperture piane che a falde inclinate. La distinzione tra i due tipi di copertura a verde consiste nel fatto che i tetti verdi prevedono stratigrafie contenute e in genere non sono pensati per essere calpestabili o usufruibili, se non per manutenzione (fig. 21), mentre i giardini pensili sono veri e propri giardini, con alberi anche ad alto fusto, progettati per essere accessibili, attrezzati e vissuti. L architetto F. Hundertwasser è un artista che ne fa uso sistematico nei suoi interventi (figg. 22-24). Fig. 21 Argentario, insediamento recettivo con tetto verde. 8 Fig. 22 Austria, Vienna, arch. F. Hundertwasser. Fig. 23 Austria, Bad Blumau, arch. F. Hundertwasser.
Fig. 24 Germania, Darmstadt, Waldspirale, arch. F. Hundertwasser. 9 La progettazione di una copertura a verde deve partire da una chiara individuazione delle esigenze da soddisfare, perché ogni esigenza richiede scelte accurate, focalizzate su specifici aspetti. Se le esigenze primarie sono quelle della semplice valorizzazione delle prestazioni termo-acustiche degli ambienti interni, di non aggravare i carichi, di non avere problemi di manutenzione e irrigazione, il semplice tetto verde è in grado di soddisfare tali requisiti. Se le esigenze prioritarie sono di sanare e migliorare il microclima locale, rispetto a condizioni inquinanti o limitative del contesto o di costituire uno spazio integrato fruibile, da adibire a determinate attività all aperto, o di integrare l edificio al paesaggio e se non esistono problemi né di dimensionamento delle strutture, né di risorse economiche, né di servizio per la manutenzione, la scelta può orientarsi verso i giardini pensili. I riferimenti normativi per la progettazione delle coperture a verde sono le UNI 11235:2007, EC 1-2008, EC 2-2009, Istruzioni per la progettazione, l esecuzione, il controllo e la manutenzione di coperture a verde.
Sono individuate due diverse tipologie di inverdimento dei tetti: estensivo ed intensivo. L inverdimento intensivo, per i giardini pensili praticabili, richiede spessori colturali che superano i 15 cm. Questi spessori, proporzionalmente allo spessore impiegato, fino a un metro, sono in grado di accogliere qualsiasi specie vegetale, anche ad alto fusto. Esso richiede cura e manutenzione come un giardino normale e sistemi impiantistici di irrigazione e strutture idonee a sopportare elevati carichi a saturazione, che possono arrivare ai 400 kg/m 2. L inverdimento estensivo, per tetti verdi praticabili e non, richiede substrati di ridotto spessore, che vanno dai 10 ai 15 cm, e varietà vegetative con buona capacità di insediamento e adattamento alle condizioni idro-termiche del luogo, sia invernali sia estive. Esso richiede minor cura e manutenzione di quello intensivo e non necessita obbligatoriamente di sistemi impiantistici di irrigazione, in quanto il fabbisogno idrico delle piante selezionate dovrebbe rimanere soddisfatto dalle precipitazioni atmosferiche. È preferibile in ogni caso prevedere un piccolo impianto di irrigazione automatico nel caso di sfavorevoli precipitazioni stagionali. Coperture ad inverdimento estensivo presentano minore carico a saturazione, che può variare dai 100 ai 200 kg/m 2. Dal punto di vista tecno-costruttivo le coperture a verde sono costituite dalla seguente stratigrafia di base (fig. 25): 1. struttura portante, da verificare in rapporto al sovraccarico previsto (1-3); 2. eventuale isolamento (se al di sotto vi sono ambienti abitati e riscaldati e se lo strato colturale è di esiguo spessore), realizzato con pannelli termo-isolanti, previa stesura di barriera al vapore tra solaio e isolante (4-5); 3. massetto di pendenza, superiore o uguale al 2%, realizzato con getto di calcestruzzo alleggerito (6); 4. impermeabilizzazione (7); 5. strato antiradice, a protezione della guaina impermeabilizzante dall azione infiltrante delle radici (8); 6. strato drenante realizzato con adeguato materiale, in grado di far defluire l acqua in eccesso, che potrebbe causare marcescenze all apparato radicale delle piante, verso i bocchettoni di scarico e nello stesso tempo capace di trattenere un po di umidità di riserva, necessaria alla vita dello strato vegetale (9); 7. strato filtrante, in tessuto-non tessuto, con la funzione di impedire al terriccio di intasare lo strato drenante (10); 8. strato colturale di terra, terriccio o compost il cui spessore varierà dai 10 ai 15 cm per i tetti verdi rifiniti con piante erbacee perenni o manti erbosi (11), dai 20-25 cm per piccoli arbusti, fino ad un metro per alberi ad alto fusto; 9. strato vegetale, a rifinitura funzionale ed estetica della copertura, adeguato agli spessori del substrato e alle condizioni climatiche del luogo (12); 10. eventuale impianto irrigazione. 10
Fig. 25 Snodo struttura verticale, isolata esternamente, con struttura di copertura piana in latero-cemento, isolata all estradosso e rifinita a tetto verde. 11