Chiusure orizzontali: requisiti, tipologie e modelli

Sia nel caso di copertura piana, sia a falda singola o a falda multipla, o di un sistema misto o, più ancora, di un sistema geometricamente complesso, la copertura fonda il suo modello di funzionamento su questioni tecniche “semplici”:

il controllo del flusso di calore attraverso la presenza di uno strato isolante;
il controllo della persistenza o formazione della condensa interstiziale mediante la ventilazione o tramite l’aggiunta di uno strato di controllo alla diffusione del vapore;
il controllo dell’impermeabilità all’acqua per mezzo dell’elemento di tenuta.

La realtà progettuale è, al contrario, molto più complessa e articolata e tale complessità è legata a molti aspetti tra cui i principali sono:

la compatibilità fisica, meccanica e chimica degli elementi/strati che garantiscono la funzionalità della copertura;
la compatibilità prestazionale degli elementi/strati in funzione della prestazione obiettivo di progetto rispetto a specifiche esigenze di safety e security, di benessere per chi vive e occupa l’ambiente costruito, di riduzione del fabbisogno energetico dell’edificio, di durabilità e manutenibilità, di aspetto;
la compatibilità in termini di tempo di vita utile di ogni singolo elemento/strato rispetto alla durata dell’intero sistema.

L’architettura contemporanea con le sue forme, dalle più tradizionali alle più indefinite (come ad esempio quelle proposte da F.O. Gehry, o da Renzo Piano, dove non è percepibile una netta separazione tra ciò che è definibile come chiusura orizzontale superiore e parete perimetrale verticale), e la continua ricerca di soluzioni tecniche “altre” rispetto a quelle proprie di una prassi costruttiva consolidata, amplifica queste complessità.

Indipendentemente dalla soluzione tecnica o architettonica, la necessità di definire un’identità prestazionale del sistema, prima ancora della sua identità formale, è il punto di partenza per un buon progetto (e di conseguenza risultato).

Requisiti caratteristici delle chiusure orizzontali superiori

L’identità prestazionale del sistema di copertura non può prescindere dall’identificazione, in funzione del contesto di riferimento, di una serie di requisiti che caratterizzano il comportamento di una chiusura orizzontale superiore. Tra i requisiti critici si identificano.

Requisiti relativi a safety e security

Requisiti relativi a benessere e igenicità

Requisiti relativi alla durabilità e alla manutenibilità

Requisiti relativi alla sostenibilità e al contenimento dei consumi energetici

Requisiti relativi alla sicurezza in fase di costruzione

Requisiti relativi all’aspetto

Tipologie e modelli funzionali delle chiusure orizzontali superiori

La scelta del sistema di chiusura orizzontale superiore, o meglio della copertura, dipende da differenti fattori strettamente correlati tra loro. Primi fra tutti le forzanti climatiche esterne (variabili in funzione della collocazione geografica, dell’orientamento dell’edificio e delle possibili emergenze architettoniche presenti nell’intorno che potrebbero mitigare o potenziare i parametri climatici ) e il modello di funzionamento dell’intero organismo edilizio.

La sequenza degli strati e, prima ancora, il modello funzionale della copertura non possono, infatti, essere definiti senza tener conto del modello di esercizio dell’edificio (destinazione d’uso) e della prestazione obiettivo di progetto (prestazione ambientale e prestazione tecnologica).

Una prima classificazione del sistema copertura può essere operata in funzione della soluzione adottata per garantire l’impermeabilità rispetto all’acqua meteorica.

Indipendentemente dalla soluzione tecnica adottata, l’elemento di tenuta (singolo strato o insieme di più elementi o strati con funzione di tenuta) non deve subire alcuna alterazione nel tempo (decadimento fisico e prestazionale) sotto l’azione continua di sollecitazioni fisiche (temperatura di esercizio o di posa, agenti radiativi, acqua meteorica, acqua connessa al procedimento costruttivo, formazione di condensa interstiziale), meccaniche (sollecitazioni statiche e dinamiche) e chimiche.

In funzione del tipo e del posizionamento dell’elemento di tenuta è possibile operare una prima classificazione distinguendo tra copertura continua e copertura discontinua.

Una copertura si definisce continua quando la tenuta all’acqua non dipende dalla pendenza o dalla particolare configurazione geometrica della chiusura ma viene garantita da un elemento – membrana impermeabile – posato in soluzione di continuità.

La collocazione dell’elemento di tenuta rispetto ai differenti strati costituenti la soluzione tecnica determina differenti modelli funzionali (UNI 8178):

tetto rovescio con l’elemento di tenuta posto sotto lo strato di isolamento termico;
tetto caldo con elemento di tenuta posto sotto lo strato di protezione;
tetto caldo con elemento di tenuta posto all’estradosso della copertura che può essere lasciato a vista.

Il vantaggio nell’adozione di una copertura piana è principalmente legato alla sua fruibilità e alla sua potenzialità. Questa distinzione di termini vuole sottolineare un diverso uso della copertura.

Il primo identifica un impiego “a servizio” dell’intero organismo edilizio: si tratta di una superficie utile per la collocazione di impianti. Il secondo rende l’idea del valore aggiunto; la copertura diviene uno spazio strutturato in grado di accogliere differenti funzioni e di avere differenti connotazioni architettoniche.

Di contro le attenzioni progettuali e di posa in opera sono molteplici. La non cura dei nodi costruttivi può essere causa di infiltrazioni di acqua, ma non solo.

I rilievi verticali in corrispondenza delle soglie, dei camini e dei lucernari, le discontinuità orizzontali come i giunti di dilatazione o i dispositivi di raccolta e convogliamento dell’acqua, il tracciato delle pendenze per l’evacuazione dell’acqua meteorica e il dimensionamento dei pluviali diventano i punti critici di questo sistema.

La presenza di acqua in tutte le sue forme può essere causa di degrado del sistema. Ad esempio il ristagno di acqua in copertura può generare dei sovraccarichi con relativa attivazione di tensionamenti dell’elemento di tenuta o una differente esposizione termica, se non protetto.

A garantire la funzionalità delle coperture discontinue, a differenza delle coperture continue, è la pendenza del piano di posa.

L’elemento di tenuta, singolo sotto forma di membrana o costituito da più elementi distinti e messi in opera sovrapposti (tegole, coppi, lastre in spessore o sottili – metalliche), può essere collocato:

sotto lo strato di protezione;
all’estradosso della copertura.

Il tetto a falda (singola, doppia o multipla) permette un maggior controllo dei sovraccarichi “statici” (componente verticale del carico dovuto alla permanenza di neve) mentre maggiore attenzione deve essere riservata a eventuali sollecitazioni di tipo dinamico (solo vento, vento + acqua meteorica, acqua dovuta allo scioglimento della neve, eventi sismici). I punti critici, oltre i raccordi con le superfici verticali, sono correlati al controllo delle pendenze (per evitare la traslocazione degli elementi di tenuta), alle linee di raccordo tra le falde a differente pendenza, alla realizzazione dei canali di gronda, delle converse e dei pluviali (posizionamento, dimensionamento e tipologia di fissaggio).

Matrice delle soluzioni tecniche in funzione dell'elemento di tenuta — Matrice delle soluzioni tecniche in funzione dell’elemento di tenuta (Rielaborazione UNI 8627)

In relazione al grado di isolamento termico della copertura e alla modalità di evaporazione della condensazione interstiziale è possibile compiere una ulteriore classificazione delle chiusure orizzontali superiori.

E’ così possibile distinguere in:

copertura continua isolata;
copertura continua isolata e ventilata;
copertura continua non isolata;
copertura discontinua isolata;
copertura discontinua isolata e ventilata;
copertura discontinua ventilata;
copertura discontinua non isolata;
copertura discontinua ventilata sottotetto.

Schema funzionale delle coperture a falda

Ad ogni specifico modello funzionale corrisponde una sequenza e una presenza di strati. Qui di seguito si riportano le indicazioni fornite dalla norma UNI 8627.