Percorsi Abilitanti Speciali Classe A016 Costruzioni, Tecnologia delle costruzioni e Disegno Tecnico Esigenze, requisiti e prestazioni Roma, 28 febbraio 2014 01
Qualità La moderna gestione della qualità parte dalla definizione data da Joseph M. Juran (Braila RO 1904-New York 2008) ovvero idoneità all uso. Altre definizioni interessanti sono quelle di Henry Lake Gilmore è il grado in cui un prodotto specifico soddisfa i bisogni di uno specifico consumatore (1974) e Philip B. Crosby conformità a specifici requisiti (1979). La misura della qualità indica, invece, una misura delle caratteristiche o delle proprietà Architettura di una entità (un prodotto, un processo, un progetto) in Visibilità Comunicazione confronto a quanto ci si attende da tale entità, per un determinato impiego. Usabilità Funzionalità Essendo la regola d arte un espressione di un sapere lungamente sperimentato e condiviso da tutti gli operatori, la stessa soluzione a regola d arte dovrebbe garantire una soluzione di qualità. Accessibilità Gestione Contenuti La Web usability consente di valutare la qualità di un sito web. 02
Qualità in architettura Qualificazione prestazionale Produttivo Efficienza del processo Progettuale Costruttivo 03
Qualificazione prestazionale Prestazioni termiche Sono generalmente aumentati i livelli di comfort attesi, in particolare quelli dell involucro edilizio. Prestazioni acustiche Resistenza all azione sismica Comportamento al fuoco Qualità ambiente 04
Efficienza del processo progettuale. Integrazione di conoscenze Progettazione integrata-lineare Architettonico Strutturale Impiantistico Esecuzione Progettazione integrale-circolare Strutturale Architettonico Esecuzione Impiantistico 05
Efficienza del processo progettuale. Integrazione di conoscenze 1. Programmazione 2. Progetto 3. Gara 4. Costruzione 06
Efficienza del processo costruttivo Manodopera non qualificata Scarsa sicurezza i ponteggi sembrano più circhi con funamboli sull asse d equilibrio che impalcature dove cammina la vita di un uomo [Guidelli, G. Sicurezza e rischio in cantiere, Il Resto del Carlino, 16.02.2008]. In Italia, ogni anno si verificano circa 120.000 infortuni nei cantieri, di cui 30.000 con danni permanenti e circa 1.250 mortali (le cosiddette morti bianche ) [Fonte: ISTAT 2007]. Prodotti e sistemi scadenti Richieste di minori costi Ridotti tempi di esecuzione 07
Santiago Calatrava, Ponte della costituzione, Venezia (I) 2008 Ponte ad arco con una campata di 81 m, largo 6 m alla base e 9 m al centro con un altezza di 10 m nel punto più alto. La struttura è in acciaio, i pavimenti e i parapetti sono in vetro e pietra d Istria e trachite grigia di Montemerlo, con corrimano in bronzo. Calatrava, S. Ponte della costituzione, Venezia 2008. 08
Percorsi Abilitanti Speciali - CLASSE A016 Santiago Calatrava, Ponte della costituzione, Venezia (I) 2008 Progetto esecutivo n. 6 varianti progettuali - Fondazioni - Accessibilità disabili - Prova in bianco - Monitoraggio Costo preventivato 6.720.237 Costo effettivo 11.276.794 +1.043.603 per ovovia Tempi preventivati 456 giorni Tempi effettivi 2.150 giorni ca. Parcella professionale 475.000 euro Consulenze - 67.000 euro - 92.000 euro 09 Fonte: Bello ma costoso, ecco il Quarto Ponte, Edilizia e Territorio, 10-15 settembre 2007.
Santiago Calatrava, Ponte della costituzione, Venezia (I) 2008 I gravissimi errori caratterizzanti sia la fase progettuale, sia quella esecutiva, sia quella relativa allo stesso bando di gara, errori rappresentativi di una radicale incapacità [...] di comprendere la complessità tecnica di un opera così ambiziosa, errori ripetutisi in una sorta di clonazione esponenziale, hanno dilatato i tempi di realizzazione e i costi dell opera. Carlo Nordio, Procuratore aggiunto 10
Santiago Calatrava, Ponte della costituzione, Venezia (I) 2008 Lastre di vetro vs lastre di metallo. Ponte pedonale vs ponte carrabile. Ovovia vs barriere architettoniche. Funzionalità vs manutenzione. 11
Teoria esigenziale prestazionale Dal secondo dopoguerra si è assistito a mutamenti tali che hanno reso necessari nuovi strumenti in grado di valutare l attitudine all uso di prodotti e procedimenti. La necessità di disporre di un criterio di giudizio univoco, lasciando liberi di variare la natura morfologica e tecnologica dei singoli componenti, ha portato al superamento della tradizionale normativa morfologica-descrittiva per passare a quella esigenziale-prestazionale. L attitudine all uso di prodotti e procedimenti suppone la soddisfazione di esigenze e/o la definizione di prestazioni: l applicazione di questo principio sostituisce la regola d arte con la regola di qualità. Da Andreuccio da Perugia ad oggi gli standard igienici sono sensibilmente cambiati. 12
Teoria esigenziale prestazionale La regola della qualità consente la diffusione di soluzioni innovative: inoltre, rispetto al passato, non si deve dimenticare che ogni nodo tecnologico consente numerose e differenti soluzioni. Siccome costruire è risolvere un problema (Blachère, G. Saper costruire, Hoepli editore, Milano 1971) è fondamentale dimostrare e giustificare razionalmente tutte le soluzioni funzionali adottate. Capitolato descrittivo morfologico Capitolato prestazionale I capitolati, che nascono con Bernard Forest de Bélidor (La science de l ingénieurs dans la conduite des travaux de fortification et d architecture civile, 1729), sono quei documenti tecnici (afferenti alla progettazione di livello esecutivo) in cui sono definite le norme tecniche, comportamentali ed economiche che regolano il rapporto tra committente e costruttore. Il documento contiene il dettaglio delle opere, delle modalità realizzative delle stesse, e dei materiali che verranno utilizzati o comunque i requisiti reputati sufficienti per la corretta esecuzione. 13
Teoria esigenziale prestazionale Leon Battista Alberti (Genova 1404-Roma 1472), architetto e teorico umanista, scrive nel 1450 il De re aedificatoria: i dieci volumi in latino furono pubblicati solo nel 1485. Il trattato fissa i concetti con le parole e senza immagini. Jacopo Barozzi da Vignola (Vignola 1507-Roma 1573), architetto e teorico manierista, pubblica nel 1562 il trattato Regola delli cinque ordini d architettura, che ebbe larga diffusione in tutta Europa fino all Ottocento. Il trattato presenta solo descrizioni grafiche. 14
Teoria esigenziale prestazionale 15 Con l approccio esigenziale la soluzione tecnica non è più l espressione di un corretto operare desunto dalla tradizione, ma di prestazioni controllabili, misurabili e in grado di garantire il soddisfacimento delle esigenze dell uomo. I paradigmi dell approccio esigenziale sono: 1. partire, nell impostazione del problema, dalle esigenze da soddisfare; 2. dimostrare che la soluzione adottata è corretta; 3. validare ogni soluzione che soddisfa le esigenze; 4. dimostrare che ogni problema progettuale può essere progressivamente scomposto in sottoproblemi elementari. Con tale approccio il soddisfacimento delle esigenze è assolutamente indipendente dalla forma e dal materiale adottato e indica piuttosto cosa e come ottenerlo. Blachère, G. Saper costruire, Hoepli editore, Milano 1971. Carmassi, M. Residenze a San Michele in Borgo, Pisa (I) 1987-1998 Gehry, F. DG Bank, Berlino (D) 1995-2001
Teoria esigenziale prestazionale L applicazione della teoria esigenziale ha due conseguenze importanti: 1. la metodologia esigenziale, contrariamente a quella tradizionale basata sulla ripetizione di soluzioni sperimentate, non frena l innovazione: anche materiali e tecniche innovative possono garantire il soddisfacimento delle esigenze individuate; 2. la qualità di una soluzione è basata su valori numerici controllabili (specifiche di prestazione). La metodologia esigenziale rende possibile la quantificazione della qualità intesa come la totalità delle prestazioni di un prodotto o di un servizio che concorrono alla sua capacità di soddisfare esigenze specificate o implicite (Organizzazione Internazionale Standardizzazione). Sistema esigenziale Per utente si intende chiunque sia interessato alle prestazioni di un edificio. Esigenze Requisiti Prestazioni Specifiche di prestazione Riferite all utenza Riferite a unità ambientali o a elementi tecnici 16 Molinari, C. Elementi di cultura tecnologica, Maggioli editore, Rimini 1996. Metodi di verifica
Esigenza e requisito L esigenza è ciò che in una data realtà territoriale, in un dato contesto ambientale e socioculturale e in un dato periodo storico, è richiesto o ritenuto utile per il conseguimento di un benessere materiale o morale per singoli individui, per gruppi di individui o per l intera società. Le esigenze si dividono in: - quantificabili e non quantificabili (in molte civiltà, ad esempio, le esigenze simboliche, rappresentative e religiose sono più influenti di quelle oggettivabili); - individuali e collettive. Il concetto di esigenza è strettamente legata al concetto di benessere: se l uomo vivesse in una condizione di completo benessere potrebbe non avvertire nessuna esigenza mentre, viceversa, nel momento in cui la condizione di benessere viene a mancare si avverte l esigenza di ristabilire tale benessere. Un requisito è la richiesta di un comportamento rivolta a un determinato elemento edilizio (sia esso uno spazio, un materiale o un componente) di possedere caratteristiche di funzionamento tali da soddisfare determinate esigenze (bisogni, necessità) in condizioni d uso prefissate e in presenza di determinati fattori esterni. Requisito ambientale Requisito tecnologico Spazi Elementi Gli standard che soddisfano le esigenze si modificano con il passare del tempo. 17
Requisito Il Regolamento Edilizio del Comune di Bologna modificato ed integrato il 24 luglio 2000, all art. 45 Requisiti richiesti per la funzione abitativa, per le pareti di separazione richiede in alternativa: - un indice di valutazione dell isolamento acustico di 47 db per valori dedotti da prove di laboratorio; - un indice di valutazione dell isolamento acustico di 42 db per valori dedotti da prove in opera. Sviluppando quanto indicato dal Regolamento Edilizio Tipo Regionale (L.R. 33/90) dell Emilia Romagna, al punto R.C.5.1.1. Requisiti acustici passivi delle partizioni e delle chiusure, lo stesso Comune di Bologna richiede che le pareti di separazione tra singole unità abitative siano realizzate con mattoni semipieni UNI dello spessore di almeno cm 28,0, compreso l'intonaco su entrambe le facce, o comunque con una muratura di peso superiore a 400,0 kg/m 2. Requisito ambientale Requisito tecnologico Comfort acustico in camera da letto Isolamento acustico parete di separazione Parete a cassetta di separazione. 18
Classi di esigenze La norma UNI 8050 stabilisce le classi esigenziali di seguito indicate. Sicurezza Insieme delle condizioni relative all incolumità degli utenti nonché alla difesa e prevenzione di danni dipendenti da fattori accidentali nell uso del sistema edilizio. Benessere Insieme delle condizioni relative a stati del sistema edilizio adeguati alla vita, alla salute e allo svolgimento della vita degli utenti. Fruibilità Insieme delle condizioni relative all attitudine di un sistema edilizio ad essere adeguatamente usato dagli utenti nello svolgimento delle attività. Aspetto Insieme delle condizioni relative alla fruizione percettiva del sistema edilizio da parte degli utenti. Gestione Insieme delle condizioni relative all economia di esercizio del sistema edilizio. Integrabilità Insieme delle condizioni relative all attitudine delle unità e degli elementi del sistema edilizio a connettersi funzionalmente tra di loro. Salvaguardia dell ambiente Insieme delle condizioni relative al mantenimento e miglioramento degli stati dei sovrasistemi di cui il sistema edilizio è parte. 19
Classi di requisiti La norma UNI 8050 stabilisce le classi di requisiti di seguito indicate. Sicurezza Stabilità; Protezione dal fuoco; protezione normale di utenza (cadute, agevole percorribilità, ecc.); protezione dalle intrusioni ovvero tenuta; protezione da azioni (attacchi biologici, stabilità chimica; ecc.) Benessere Termico e igrometrico; acustico; visivo; olfattivo; tattile Fruibilità Adattabilità degli spazi Aspetto Aspetto degli spazi; aspetto degli elementi tecnici Gestione Economica; pulibilità e manutenibilità; funzionamento Integrabilità Integrabilità degli elementi tecnici Salvaguardia dell ambiente Salute dell uomo; salvaguardia dell ambiente 20
Prestazione, specifica di prestazione e metodi di verifica La prestazione è il comportamento caratteristico di un determinato elemento edilizio all atto dell impiego. La specifica di prestazione è la parametrizzazione qualitativa e quantitativa di un requisito: attraverso la specifica è possibile misurare il requisito congruente. I metodi di verifica sono l insieme di regole necessarie a valutare il comportamento prestazionale di un elemento, attraverso procedure Augusto Romano Burelli Il progetto e l assedio delle tecniche unificate di calcolo e prove sperimentali standardizzate in opera e/o in laboratorio. I metodi di verifica descrivono: - i principi delle prove; - i dati, le attrezzature e le procedure necessarie; - i criteri di lettura e interpretazione dei risultati delle prove. I controlli possono essere fatti a priori (verifica di idoneità all uso del prodotto) e/o a posteriori (verifica del rispetto delle prestazioni definite nel progetto): i controlli a priori vengono fatti su campioni, provini o parti simulate mentre i controlli a posteriori vengono fatti su parti reali. Quando il parametro mediante il quale è espressa una prestazione non è misurabile, il metodo di verifica consiste nell espressione di criteri di giudizio. 21
Prestazione, specifica di prestazione e metodi di verifica Le verifiche normalizzate di affidabilità sono una garanzia per gli utenti finali. 22
Elementi cardine della teoria esigenziale Struttura della richiesta di qualità riferita ai diversi componenti del sistema edilizio Esigenze Requisiti Specifiche di prestazione Ciò che l uomo crea la natura non può creare. La natura non costruisce una casa, la natura non costruisce una locomotiva, la natura non crea un campo da gioco. Tutto ciò scaturisce da un desiderio di esprimere. Louis Kahn Prestazioni Qualità effettivamente offerta dai diversi componenti del sistema edilizio Metodi di verifica 23
Teoria dei sistemi Edgar Morin (Parigi 1921) definisce sistema ogni insieme di relazioni tra costituenti che formano il tutto : più tardi la norma UNI 7867 lo descrive come un insieme di parti legate da condizioni di relazione La teoria generale dei sistemi, che è un area di studi interdisciplinari che si occupa delle proprietà di un sistema della sua interezza, rileva che ogni fenomeno può essere scomposto nelle sue parti costitutive in riferimento alla totalità. Il sistema o organismo architettonico è inteso come un insieme di entità connesse tra loro in modo organizzato (Ciribini, G. Tecnologia e progetto: argomenti di cultura tecnologica della progettazione, Celid 1995): un approccio sistemico deve quindi consentire il controllo del tutto attraverso le sue componenti e viceversa, nonché delle interrelazioni che si stabiliscono tra le parti. Sempre la norma UNI 7867 stabilisce che il sistema edilizio deve soddisfare, nelle sue parti e nel suo insieme, le esigenze dell utente finale, intese come esplicitazioni di bisogni mediati attraverso i vincoli che l ambiente naturale e culturale pone all ambiente costruito. La definizione organismo, solitamente utilizzata per gli esseri viventi, testimonia la complessità di un sistema architettonico. 24
Sistema tecnologico L Ente Nazionale Italiano di Unificazione (UNI) ha definito (UNI 7867) l organismo architettonico come sistema edilizio ovvero come il sovra-sistema dei sistemi ambientali e tecnologico, cioè l insieme strutturato di unità abitali (elementi spaziali) e di unità tecnologiche (elementi tecnici) corrispondenti. Il sistema edilizio è stato quindi scomposto in sub-sistema ambientale, ovvero gli spazi (unità ed elementi ambientali) e le loro caratteristiche tipologiche, distributive, ecc., e sub-sistema tecnologico, ovvero gli elementi fisici che si articolano in divisioni materiali e funzionali (unità tecnologiche ed elementi tecnici). Strutture Chiusure Partizioni interne Partizioni esterne Attrezzature interne ed esterne Impianti di forniture servizi Impianti di sicurezza Norma UNI 0051/80 25
Sistema tecnologico Sistema tecnologico Unità tecnologica Classi di elementi tecnologici Strutture Fondazione Elevazione Contenimento Dirette, indirette Vert., orizz., inclinate, spaziali Verticali, orizzontali Chiusure Verticale Orizzontale inferiore Orizz. spazi aperti Superiore Pareti esterne, infissi Solai controterra, infissi Solai su spazi esterni Coperture, infissi esterni orizz. Partizioni esterne Verticale Orizzontale Inclinata Elementi di protezione, separazione Balconi, logge, passerelle Scale, rampe 26
Sistema tecnologico Sistema tecnologico Unità tecnologica Classi di elementi tecnologici Partizioni interne Verticale Orizzontale Inclinata Pareti, infissi, elementi di protezione Solai, soppalchi, infissi Scale, rampe Attrezzature interne ed esterne Arredo domestico Blocco servizi Pareti contenitori Blocchi servizi Impianti di fornitura servizi Impianto di climatizzazione Impianto elettrico Alimentazioni, gruppi termici, reti, centrali Alimentazioni, gruppi termici, reti, centrali 27
Struttura Funzione principale: sostenere i carichi del sistema edilizio e collegare staticamente le sue parti. Funzioni secondarie: la partizione interna e/o chiusura esterna dell organismo edilizio. Struttura di elevazione Requisiti Sicurezza: protezione e garanzia dell incolumità degli utenti. Resistenza alle azioni meccaniche dovute (peso proprio, sovraccarichi statici e dinamici), azioni meccaniche dipendenti (sisma, spostamenti terreno), sollecitazioni da urti, azione del fuoco, azioni chimico fisiche. Benessere: benessere igrometrico, acustico, igienico, psicologico. Fruibilità: consentire un equilibrato rapporto tra i condizionamenti di tipo statico e produttivo e le esigenze ambientali e tipologiche degli spazi abitativi (agibilità, flessibilità, assenza di ingombri). Aspetto: fondamentale importanza nella composizione generale dell edificio e della sua capacità di inserirsi nell ambiente. Integrabilità: sia tra gli elementi che la compongono che con gli altri sottosistemi:integrazione dimensionale,impiantistica, stabilità morfologica. Gestione: durata e manutenzione, parte della costruzione concepita per durare più a lungo, meno soggetta a manutenzione, l ultima ad essere demolita, importante il mantenimento dell integrità. 28