I fabbricati industriali Fabbricati industriali 1
Generalità La scelta di un tipo di fabbricato è determinata dal plant layout, ossia dalla sistemazione dei macchinari, dei reparti dei servizi e quant altro necessario, svolta nelle fasi precedenti. Prima ancora di scegliere la tipologia edilizia, bisogna definire due caratteristiche essenziali del fabbricato: maglia: individuata dai pilastri costituenti l ossatura portante (le sue dimensioni corrispondono all interasse fra i pilastri); altezza sotto filo catena: l altezza libera al di sotto del filo inferiore della struttura portante della copertura. Fabbricati industriali 2
Nella definizione di maglia e altezza sotto filo di catena si ricorrerà, preferibilmente, ad elementi standardizzati per contenere i costi; In impianti particolari si può rinunciare a tale standardizzazione per privilegiare la sistemazione dei macchinari e dei reparti cui corrispondono i minori costi di esercizio In ogni caso bisognerà effettuare un analisi costi-benefici Fabbricati industriali 3
Il plant layout fissa anche altri vincoli per i fabbricati industriali. In particolare, ricordiamo: le vie di corsa per i carroponti e per gli altri mezzi di trasporto sopraelevati; il carico ai nodi per la sospensione di convogliatori aerei, carroponti sospesi ecc.; le banchine di carico e scarico dei veicoli stradali e ferroviari; i portoni e le vie di accesso per automezzi e carri ferroviari; i carichi sul pavimento; le possibilità di futuri ampliamenti. Fabbricati industriali 4
Ulteriori vincoli che devono essere presi in considerazione sin dalle fasi iniziali del progetto riguardano: Illuminazione (naturale e artificiale) Riscaldamento Ventilazione Condizionamento Pericolo di incendi ed esplosioni Produzione di rumori Vibrazioni Fumi, polveri, odori Fabbricati industriali 5
In definitiva i principali fattori che influenzano la scelta del tipo di fabbricato sono i seguenti: Plant layout (da cui dipendono: costi di esercizio, area sviluppata occorrente, possibilità di ampliamenti e modifiche ecc.); Costi di costruzione del fabbricato e del terreno occorrente; Costo per gestione (riscaldamento, illuminazione, ventilazione ecc.); Esigenze dei macchinari e delle lavorazioni (pesi, vibrazioni, rumori, polveri ecc.) Fabbricati industriali 6
L architettura industriale è in continua evoluzione. Essa deve affrontare non poche difficoltà e sottostare a certe condizioni ben precise. In sintesi, gli obiettivi che essa si propone sono: economia e rapidità di costruzione degli edifici; assoluta aderenza alle richieste tecnologiche e funzionali; elevate qualità degli ambienti di lavoro, con particolare riferimento alla salute ed alla sicurezza; armonica collocazione nell ambiente naturale e socioeconomico esistenti. Fabbricati industriali 7
Classificazione dei fabbricati A più piani: si sviluppano in altezza, cosicché i reparti di lavoro, i magazzini, i servizi ecc, vengono a trovarsi disposti su piani diversi. I collegamenti fra i vari piani sono assicurati mediante scale, ascensori, montacarichi ecc. Ad un solo piano: si sviluppano in orizzontale, per cui tutti i reparti di lavoro, i magazzini ed i servizi sono disposti sul medesimo piano (coincidente in genere con il piano campagna o con un piano poco più elevato). Fabbricati industriali 8
Esempio di un comprensorio industriale Fabbricati industriali 9
Fabbricati a più piani Abbastanza frequenti in passato, vengono ancora oggi realizzati per: lavorazioni in cui i materiali possono muoversi per gravità; quando il carico sul pavimento è molto basso; quando si ha già a disposizione un terreno insufficiente per lo sviluppo in orizzontale. Contrastano sovente con le esigenze di un razionale plant layout (impossibilità di avere un flusso dei materiali lineare, cioè senza incroci, ritorni, soste ecc.). Fabbricati industriali 10
Esempio di soluzione intensiva Fabbricati industriali 11
Fabbricati a un piano Per tali tipi di fabbricati è possibile realizzare maglie più ampie rispetto al caso di fabbricati a più piani. Vanno scelti quando: il carico a pavimento è elevato; si devono trasportare materiali pesanti e ingombranti; la disponibilità di terreno è notevole ed il suo costo è basso; le lavorazioni presentano pericoli dì incendi ed esplosioni, provocano vibrazioni, polveri ecc.; si prevedono variazioni nel layout ovvero ampliamenti dell impianto; si può utilizzare la luce naturale. Fabbricati industriali 12
Via di mezzo Talvolta si ricorre a fabbricati ad uno o più piani con seminterrati e/o mezzanini. Così, quando si devono installare macchinari molto alti, il seminterrato è necessario al fine di ricavare il posto di lavoro all altezza più opportuna. I mezzanini sono utilizzati per servizi igienici, spogliatoi, mense ecc.; meno frequentemente, per sottomontaggi e magazzini (che non si vuole ingombrino il piano pavimento). Fabbricati industriali 13
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Sistemi costruttivi I fabbricati industriali possono essere realizzati in: Cemento armato (normale o precompresso); Acciaio; Laterizio armato. Fabbricati industriali 15
Strutture in cemento armato Luci: variabili dagli 8 ai 20 metri nel caso di fabbricati ad un piano e dai 6 ai 10 metri per fabbricati a più piani. Forme dell edificio: a shed: particolarmente valida per l illuminazione naturale degli ambienti di lavoro; coperture a falde piane o inclinate con lucernari longitudinali; a volta (con o senza lucernari). Vantaggi rispetto alle soluzioni alternative: resistono al fuoco; non vengono attaccate da agenti corrosivi; presentano una buona capacità termica; trasmettono meno le vibrazioni ed i rumori. Fabbricati industriali 16
Le strutture precompresse in cemento armato Sono prefabbricate fuori opera e posate in opera mediante cantieri altamente meccanizzati. La loro fortuna è legata a: esigenza di realizzare fabbricati a maglie sempre più ampie (sistemazione dei macchinari più flessibile); consente un miglior sfruttamento dell area coperta (ogni pilastro occupa almeno 0,80~1,50 m 2 di pavimento); rapidità di esecuzione delle strutture in precompresso e minor incidenza della manodopera necessari alla costruzione. Fabbricati industriali 17
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Tipi correnti di strutture di fabbricati industriali Fabbricati industriali 20
Strutture in acciaio Maglie di più frequente adozione (in metri): 10 10 12 12 14 14 16 16 8 12 12 16 12 24 20 20; Schemi costruttivi: a shed; a falde piane o inclinate con lucernari longitudinali; a volta con o senza lucernari; La tendenza è quella di semplificare gli schemi costruttivi al fine di limitare i costi di costruzione e di manutenzione. Fabbricati industriali 21
Vantaggi: Eccezionale rapidità di costruzione Basso impiego di manodopera Possibilità di ottenere grandi luci Possibilità di forti sovraccarichi Basso ingombro dei pilastri e delle altre strutture componenti Facilità di ampliamenti o demolizioni. Svantaggi Minore resistenza al fuoco Maggiori costi di manutenzione Bassa capacità termica Fabbricati industriali 22
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Struttura mista Fabbricati industriali 24
Strutture in laterizio armato Era essenzialmente impiegato per capannoni a volta, ma oggi è raramente impiegato. La maglia dei pilastri (in cemento armato, come del resto le travi portanti) si presenta dissimmetrica: le luci trasversali variano infatti dai 10 ai 20 m, mentre l interasse longitudinale dei pilastri è in genere compreso fra i 5 ed i 10 m. Fabbricati industriali 25
Vantaggi Strutture in laterizio armato minor costo unitario rispetto agli altri tipi di strutture (prefabbricazione delle strutture portanti ed alla meccanizzazione dei cantieri); bassi costi di manutenzione. Inconvenienti inutilizzazione dello spazio sopra i tiranti che rappresenta un notevole volume da riscaldare nella stagione fredda: (talvolta si ricorre ad una apposita controsoffittatura); non consentono la sospensione di mezzi di trasporto; l installazione dei condotti e delle tubazioni aeree (impianti di riscaldamento, ventilazione, illuminazione, acqua, aria ecc.) risulta meno agevole rispetto ai fabbricati in acciaio o in cemento armato. Fabbricati industriali 26