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Questo sarà un articolo un po’ particolare. Stanco di trattare gli argomenti e gli approfondimenti nello stesso modo, vi propongo un approccio alternativo per parlare delle facciate "curtain wall", analizzandone caratteristiche, origine, sviluppo e, infine, offrendo alcune considerazioni per il futuro.
Abbiate fede!
Indice:
1- Uno sguardo dal futuro
Fin da quando ho memoria, sono sempre stato affascinato dalle facciate degli edifici, vere espressioni del linguaggio architettonico dei progettisti. Esse tramettono informazioni preziose sull’epoca in cui sono state realizzate, sul contesto dominante, sui materiali locali reperibili e sulle tecniche costruttive utilizzate.
La principale funzione di una facciata è quella di creare una separazione tra interno ed esterno, proteggendo in modo efficace gli abitanti dell’edificio e offrendo riparo dalle intemperie, sia in caso di temperature rigide in inverno sia di caldo torrido in estate. Devono inoltre resistere alle sollecitazioni del vento e rimanere saldamente ancorate in caso di sisma. Nella progettazione delle facciate c’è una grande componente tecnologica, che negli ultimi decenni ha visto l’implementazione anche di sistemi impiantistici.
Infatti, gestire l’umidità, la tenuta all’acqua, le sollecitazioni del vento e le variazioni di temperatura – e garantire al contempo la durabilità dell’opera – non è cosa facile. E' straordinario constatare come alcuni edifici del passato siano riusciti a giungere fino a noi.
Quando visito una nuova città capita spesso che qualche compagno di viaggio mi chieda in quale periodo sia stato realizzato un certo edificio. Di solito la domanda mi coglie di sorpresa, e io mi ritrovo ad aggrapparmi agli indizi offerti dalle facciate.
Allora, perché non lanciarsi in un esercizio fittizio, immaginando di ricevere la stessa domanda tra 200 anni, osservando uno degli edifici a cui ho lavorato? L’idea mi ha entusiasmato, ed ecco qui l’articolo!
Da “buon ingegnere”, prima di partire ritengo utile definire la seguente condizione a contorno:
ipotizziamo che gli edifici della nostra epoca rimangano tali e quali anche tra 200 anni, nonostante siano stati progettati per un ciclo di vita di circa 50 anni.
2- Il caso studio
L’edificio che ho selezionato è un grattacielo contemporaneo alto circa 120m, progettato per soddisfare i più alti criteri di sostenibilità, dotato di tecnologie che permettono di fornire più della metà del fabbisogno energetico dell’edificio tramite fonti rinnovabili. È evidente come l’involucro dell’edificio rivesta un ruolo fondamentale nel raggiungimento di questi standard. L’involucro dell’edificio è del tipo “curtain wall”. Nella parte del basement il curtain wall è una facciata detta “Stick System” mentre per i restanti piani fuori terra il curtain wall è costituito da una facciata a cellule.
3- Curtain wall: Stick system e facciata a cellule
Individuare la tipologia di facciata può essere un primo passo per collocare il nostro edificio nel tempo. Riconoscendo la facciata curtain wall applicata ad un edificio a torre, possiamo restringere il campo della nostra ricerca in un range che va dalla seconda metà del ‘900. Mies Van der Rohe fu il primo ad utilizzarlo su larga scala, cito il Crown hall (1956) e il Seagram Building (1958), grattacielo spettacolare.
Cos'è un curtain wall? Quando parliamo di facciate continue o curtain wall, ci riferiamo ad un involucro dell’edificio costituito da materiali relativamente leggeri. L’involucro non è portante e scarica completamente il suo peso sulla struttura principale dell’edificio. L’effetto visivo è quello di un’unica superficie, per lo più omogenea, spesso realizzata in vetro ed alluminio (nel caso del Seagram Building vetro e bronzo !!!).
La differenza tra stick system e facciata a cellule è molto semplice. Si tratta sempre di facciate in acciaio/alluminio e vetro; nel primo caso, i materiali vengono approvvigionati in cantiere ed assemblati in loco; partendo dalla struttura composta da montanti e traversi, collegati ai solai portanti tramite staffe; successivamente vengono posati i vetri, tenuti in posizione da appositi pressori. La facciata a cellule viene realizzata in opificio con elementi prefabbricati (le cellule appunto) che vengono installati in cantiere tramite gru o "mini-craine", ed agganciate ad apposite staffe predisposte a perimetro dei solai portanti.
4- Versatilità e velocità di esecuzione
Immaginando di osservare questo edificio nel futuro, tornando all'iniziale esercizio, noteremmo l’assenza di una simbologia esplicita in facciata: è l’innovazione tecnologica a dominare la scena. Non c’è nulla di superfluo; ogni elemento è funzionale al raggiungimento di un obiettivo preciso. L’impiego della prefabbricazione, che accelera la posa in opera, ci fa pensare a una società in costante movimento, guidata dal progresso tecnologico e da un’economia in crescita.
La trasparenza delle facciate crea una continuità visiva tra interno ed esterno, offrendo ambienti dai layout flessibili, ideali per ospitare lavoratori operosi, garantendo confort per le canoniche otto ore lavorative giornaliere.
5- La multidisciplinarità nella progettazione delle facciate
Dall'analisi precedente siamo riusciti a definire un range di circa 75 anni, in cui collocare il nostro edificio. Studiando la facciata nel dettaglio possiamo ricavare ulteriori indizi. Per far ciò dobbiamo conoscere gli ambiti e le problematiche che un progettista deve affrontare nella fase di design. Partiamo con un breve excursus.
La progettazione delle facciate è molto complessa e coinvolge molteplici ambiti di specializzazione:
Strutturale:
Per dimensionare correttamente una facciata è necessario considerare, oltre al peso degli elementi, le sollecitazioni dovute al vento e al sisma. Le facciate a cellule, grazie alla loro versatilità e velocità di posa, sono spesso impiegate in edifici di grande altezza, dove è fondamentale studiare il comportamento del vento, che può generare zone di forte pressione e depressione. Negli ultimi decenni le strutture portanti sono diventate più complesse, assecondando l'estro dei progettisti architettonici, con il conseguente adattamento delle facciate.
Dilatazioni termiche:
Le facciate sono soggette a forti irraggiamenti e a notevoli variazioni di temperatura. Essendo realizzate con strutture in alluminio o acciaio, l’irraggiamento induce la dilatazione di montanti e traversi. È quindi importante progettare appoggi e sistemi di giunzione che permettano agli elementi strutturali di “muoversi” senza sollecitare quelli adiacenti.
Prestazioni energetiche:
Se da un lato le facciate continue offrono grande versatilità, dall’altro è necessario progettarle con cura per garantire elevate prestazioni energetiche dell’involucro. Negli edifici commerciali e direzionali, caratterizzati da ampie superfici vetrate, la trasmittanza termica è naturalmente elevata rispetto a quella di pareti cieche isolate. Per rispettare i valori richiesti dalle normative, le cellule vengono equipaggiate con vetri intervallati da camere d’aria – talvolta riempite di gas argon – per limitare l’irraggiamento e la dispersione termica, le lastre di vetro vengono trattate con ossidi metallici stesi con sistema magnetronico (chiamato "coating"). In alcuni casi il pacchetto vetrato integra anche schermature solari automatizzate.
Prevenzione incendi:
Anche la prevenzione incendi ricopre un ruolo fondamentale per la progettazione delle facciate, approfondiremo l’argomento in un articolo dedicato. Ad esempio, in caso di assenza di un impianto di estrazione forzata di fumi e calore, se l'attività è soggetta al controllo VVF (vedi articolo: https://www.fvringegneria.com/post/come-capire-se-un-attivit%C3%A0-%C3%A8-soggetta-al-controllo-dei-vigili-del-fuoco), è necessario prevedere delle aperture per la ventilazione naturale dei compartimenti. Quindi, le cellule di facciata dovranno essere dotate di porzioni apribili manualmente o meccanicamente. Un altro tema importante è la compartimentazione EI di piano, volta a impedire la propagazione dell’incendio da un piano all’altro. La strategia antincendio per la progettazione delle facciate è la RTV 13 del Codice di prevenzione incendi.
Impianti:
Con il recepimento delle linee guida europee, gli edifici vengono progettati per raggiungere la prestazione NZEB (Nearly Zero Energy Building). Per perseguire questi obiettivi, sempre più spesso si sfrutta la facciata, sia con gli accorgimenti descritti nei paragrafi precedenti, sia con l'implementazione di pannelli fotovoltaici in facciata.
Manutenzione:
Le facciate continue sono esteticamente belle ma richiedono una frequente manutenzione, sia per mantenere i vetri puliti, sia per intervenire con la verifica e l’eventuale sostituzione delle guarnizioni tra cellule. Esiste anche la necessità di eseguire interventi di manutenzione straordinaria come la sostituzione dei vetri. Per eseguire queste operazioni, sia di manutenzione ordinaria che straordinaria è necessario intervenire dall’esterno, in sicurezza, con ausili come la BMU (building maintenance Unite) che altro non è che una gru posizionata in copertura all’edificio, accessoriata con una cesta per accogliere gli operatori, permette di raggiungere anche i punti più remoti dell’edificio. Un’alternativa più economica può essere quella di prevedere i davit arms rimovibili, che tuttavia offrono una flessibilità e velocità di utilizzo minore rispetto alla BMU. Tutti questi sistemi necessitano di predisposizioni in facciata come i restrain pin, per mantenere le ceste e gli operatori vicino alla facciata.
6- Conclusioni
A seguito di questa veloce carrellata possiamo aggiustare il tiro e trarre le nostre conclusioni. Guardando la nostra facciata notiamo un sistema di tende automatizzato, collegato a sonde di irraggiamento installate esternamente, che permettono di gestire automaticamente la percentuale di apertura delle tende, a seconda dell’esposizione solare.
Diverse zone dell’edificio presentano porzioni integrate di pannelli fotovoltaici. Le prime prove di BIPV in facciata sono state realizzate negli anni '80, ma la vera e propria diffusione su larga scala partirà dai prima anni del 2000. Gli esperti in materia potrebbero restringere ulteriormente il campo analitico valutando, ad esempio, la tecnologia delle celle fotovoltaiche e il numero di busbar impiegati.
Siamo alla fine del nostro esperimento e mi viene spontaneo pormi la seguente domanda: in un lontano futuro sarà facile distinguere l’architettura contemporanea dall’architettura moderna e post-moderna, avendo così tanti punti e principi in comune? E’ innegabile sostenere che numerosi edifici contemporanei non siano altro che la diretta evoluzione altamente tecnologica di edifici del passato. Tuttavia, ci sono Architetture che già dalla fine del ‘900 hanno segnato una rottura con la concezione dell’architettura postmoderna; parlo delle opere decostruzioniste di Frank Gehry, Daniel Libeskind e Peter Eisenman, nelle quali vengono abbandonate le ordinarie forme geometriche regolate dai canoni estetici tradizionali, per perseguire la realizzazione di volumi plastici, apparentemente slegati tra loro. O al Parametrismo, incarnato dalle opere di Zaha Hadid, Rem Koolhaas, con forme sempre più complesse generate tramite algoritmi, che puntano a strabiliare l'osservatore.
Non so chi di voi sarà in grado di predire come si evolverà l’architettura nei prossimi decenni e nei prossimi secoli. Sicuramente sarà guidata dalla innovazione tecnologica, alla ricerca della sostenibilità, dalla presenza di software sempre più potenti e magari dall’accelerazione dovuta all’AI, non solo generativa. Un ruolo importante sarà ricoperto dal clima che impatterà sulle forme e sui materiali scelti dai progettisti per far fronte alle condizioni climatiche sempre più estreme.
Difficilmente vedremo il predominio di una nuova corrente architettonica senza che ciò comporti un vantaggio economico per i committenti. Di conseguenza penso si prospetti un lungo futuro per le facciate curtain wall, in quanto incarnano quasi tutti i valori sopra elencati e tramite il progresso tecnologico possono adattarsi velocemente alle esigenze dell’architettura futura. Sarà interessante vedere come le facciate si adegueranno ulteriormente alle sempre mutevoli condizioni al contorno ed esigenze progettuali.
Continueremo a portavi interessanti approfondimenti anche raccogliendo le vostre proposte di discussione !
Buon lavoro!!
Ing. Federico Favero
Laureato in Ingegneria edile-architettura presso l'Università di Padova, ha maturato esperienza sul campo partecipando alla Direzione Lavori di importanti commesse, alla progettazione esecutiva e concettuale di diversi progetti, sviluppando un forte interesse per i dettagli costruttivi. Dal 2020 è Professionista Antincendio.
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