Analisi generale del patrimonio scolastico e criteri di intervento in acciaio

Il problema della gestione, manutenzione, miglioramento e adeguamento del costruito e quindi della riduzione del rischio connesso agli eventi naturali, quali gli eventi sismici, è ormai riconosciuto come il problema centrale da risolvere nell’ambito dell’ingegneria delle costruzioni civili.

Al fine di ottenere un quadro conoscitivo sempre più accurato, dal terremoto del Molise in poi (2002), particolare attenzione è stata rivolta alla valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici strategici e rilevanti, quali ad esempio le scuole. Le Regioni e gli Enti Locali (Comuni e Provincie ad esempio) si sono attivate promuovendo finanziamenti per la verifica di vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio scolastico e, più in generale, degli edifici strategici e rilevanti, e conseguentemente per l’attuazione degli interventi di miglioramento/adeguamento.

Purtroppo le iniziative intraprese a livello locale, pur sicuramente lodevoli, sono state raramente inquadrate in un piano unitario di analisi e d’intervento, affidandosi invece ad incarichi professionali assegnati, per ciascun singolo edificio, con bandi troppo spesso legati alla logica del minimo ribasso, sacrificando inevitabilmente la qualità del risultato. Le analisi eseguite risultano spesso disomogenee, non confrontabili e difficilmente utilizzabili al fine di una analisi di rischio che consenta una reale ottimizzazione delle poche risorse disponibili e che anzi comportano spesso la realizzazione di interventi di miglioramento/adeguamento più costosi che utilizzano soluzione costruttive “povere”, non industrializzate e non ottimizzate.

E’ chiaro quindi come sia sempre più urgente promuovere un intervento sull’edilizia scolastica caratterizzato da un approccio organizzato e sistematico, basato su una valutazione preliminare del rischio connesso all’utilizzo del patrimonio edilizio scolastico a livello territoriale. Tale approccio consentirebbe di indirizzare efficacemente le risorse disponibili prima di procedere alla valutazione puntuale e approfondita della vulnerabilità sismica degli edifici e di programmare gli interventi in modo mirato laddove sia più urgente e necessario, garantendo una sufficiente riduzione del rischio e dal tempo stesso un ottimale funzionamento del sistema scolastico a livello globale. La maggiore efficacia nella progettazione degli interventi deve necessariamente e progressivamente tradursi nella scelta consapevole, da parte dei progettisti, del materiale strutturale e della soluzione costruttiva, in funzione del particolare problema affrontato, e in un progressivo innalzamento della qualità del prodotto edilizio, con evidenti benefici sia sulla sicurezza ed efficienza delle costruzioni sia sulla competitività del mondo delle imprese.

Il problema dell’adeguamento delle costruzioni esistenti ma anche, ove necessario, la realizzazione di nuove costruzioni si trasforma così in un’occasione di razionalizzazione dei costi, riorganizzazione del sistema edilizio scolastico e di crescita culturale e competitiva per il mondo delle costruzioni, progettisti e d’imprese. Tale crescita si completa ulteriormente se si pensa all’intervento sulla costruzione considerata nel suo insieme, sotto i diversi punti di vista: non solo quello strutturale ma anche quello del risparmio energetico.

Il coordinamento dei diversi interventi al fine, ad esempio, dell’adeguamento statico, sismico ed energetico, costituisce sicuramente un’ulteriore opportunità di razionalizzazione delle risorse (creando forse anche nuove opportunità di finanziamento) e ottimizzazione degli interventi in senso globale sulla costruzione.

 In questo ambito l’utilizzo di soluzioni in acciaio può essere in moltissimi casi estremamente efficiente garantendo oltre alla sicurezza sismica anche:

• Qualità del materiale, in termini di rapporto resistenza/peso riducendo le masse coinvolte e di conseguenza, i costi di intervento e tracciabilità del materiale (tutti i prodotti sono obbligatoriamente marcati CE);
• durabilità: l’acciaio mantiene le sue caratteristiche nel tempo e quindi la vita di un edificio in acciaio è molto più lunga rispetto a quella di un edificio in cemento armato, muratura o legno;
• prefabbricazione ed industrializzazione dell’edilizia;
• velocità di intervento e aree di cantiere limitate e sicure;
• reversibilità dell’intervento;
• recupero di spazi e volumi inutilizzati;
• riciclo del materiale: costruire in acciaio permette il recupero di circa il 95% del materiale impiegato (di cu il’80% viene riciclato e il 10% viene direttamente riutilizzato);
• sostenibilità: l’acciaio è un prodotto green ed è riciclabile al 100% senza perdere alcuna proprietà;
• architettura contemporanea: grazie alle possibilità che offre agli architetti in termini creatività architettonica che si traduce in “bellezza” del costruito;
• riqualificazione energetica: grazie ai sistemi di rivestimento con alte prestazioni isolanti, all’integrazione degli impianti e dei sistemi fotovoltaici e allo sfruttamento della luce naturale consentito dall’ampiezza degli spazi interni senza ricorso a colonne intermedie;
• sicurezza all’incendio: le strutture in acciaio possono essere progettate per soddisfare qualunque livello di sicurezza grazie all’applicazione del Decreto del Ministero dell’Interno del 9 maggio 2007 (a breve altresì sarà emanato il Testo Unico di Prevenzione Incendi in linea con le vigenti normative a livello internazionale attraverso la piena introduzione dell’approccio prestazionale).

Gli interventi di miglioramento/adeguamento sismico di acciaio si possono utilizzare con successo, viste le sezioni e le masse ridotte, sia per gli interventi su costruzioni di calcestruzzo armato sia di muratura, anche nel caso di adeguamento sia sismico sia energetico, e vengono attualmente spesso utilizzate, per le loro su menzionate peculiarità, anche negli interventi sugli edifici di carattere storico-monumentale.

Ricostruzione ex novo
Le soluzioni in acciaio possono essere utilmente utilizzate anche quando l’analisi di rischio condotta a livello globale e di vulnerabilità condotta poi a livello di singolo edificio conducano come conclusione alla non convenienza economica degli interventi di adeguamento o miglioramento, cosicché risulta più conveniente intervenire abbattendo l’esistente (edifici degli anni 70 e 80 oggi a fine vita) e realizzando una nuova costruzione (al passo con le nuove esigenze, ad esempio per le scuole creare un ambiente stile “modello americano” con edifici dotati di palestra, laboratori, mensa, ecc.) così anche da ottimizzarne la dislocazione in funzione delle nuove esigenze a livello provinciale o regionale.

I requisiti di sostenibilità, prefabbricabilità, reversibilità ed efficienza energetica e strutturale delle costruzioni di acciaio le rendono infatti molto competitive anche nella realizzazione di nuove costruzioni civili quali abitazioni, scuole e ospedali, garantendo velocità di costruzione, sismo resistenza, risparmio energetico e costi ridotti rispetto alle costruzioni che fanno ricorso a materiali tradizionali. L’attuale adozione dell’approccio prestazionale, definisce inoltre accuratamente i requisiti di progetto dando certa previsione del raggiungimento delle prestazioni prefissate e l’appoggio tecnico ed ingegneristico che aziende qualificate sono in grado di fornire all’architetto e agli uffici tecnici delle Pubbliche Amministrazioni diviene chiave importante per il successo dell’opera finale, senza imprevisti in termini di costi e tempi che si dilatano come invece può avvenire nelle realizzazioni che prevedono l’utilizzo di altri materiali.

Al fine di meglio descriverele possibilità dell’acciaio, nel seguito si riporta un esempio di adeguamento sismico di edificio esistente.
IPC Falcone–Gallarate (MI)

La nuova e moderna sede dell’Istituto Tecnico Professionale di Gallarate recupera con interessanti soluzioni architettoniche l’antico cotonificio Cantoni. Una sede ampia e tecnologicamente all’avanguardia per un Istituto a lungo diviso in ben cinque succursali con gli inimmaginabili grossi problemi logistici; un istituto che ora può riunire i suoi diversi corsi in una struttura “all’americana”, per i suoi 1500 studenti. La scuola può contare su due immobili resistenti alle azioni sismiche: l’edificio industriale della fine dell’Ottocento completamente restaurato grazie alle nuove travature metalliche e un nuovo corpo di fabbrica.

L’IPC Falcone è anche riconosciuto come Polo regionale per la tecnologia e l’innovazione: non mancano dunque le soluzioni tecnologiche avanzate. L’Istituto costituisce, infatti, il primo esempio di edificio rispondente al meta progetto della “Scuola intelligente” del Cisem–Centro per l’innovazione e la sperimentazione educativa, Istituto di ricerca della Provincia di Milano e dell’Unione Province d’Italia, a requisiti quali: flessibilità, multifunzionalità, rapporto con il territorio, spazio e architettura come “terzo educatore”, didattica innovativa e aperta a tutti, sostenibilità–ambiente, risparmio energetico, bioarchitettura, comfort–nuove tecnologie e CIB–Computer Integrated Building– riduzione dei costi digestione, sicurezza, rete di Disaster Management.

Il vecchio edificio prima del restauro

L’edificio dopo il restauro

L’Istituto Professionale “G. Falcone” nel Comune di Gallarate è stato progettato come un edificio “intelligente”: luogo dove si imparano i valori della società civile, educando sin dall’età scolare al risparmio energetico e trasferendo il concetto di sostenibilità alle costruzioni. Sono numerosi gli elementi di bioarchitettura impiegati: impianti tecnologici rispondenti ai criteri di “Energy saving”, in previsione dell’attuazione del protocollo di Kyoto ed impiego dell’acciaio per fondere la memoria storica della città con una nuova realizzazione nel totale rispetto dell’ambiente. La struttura del nuovo Istituto è formata da elementi in c.a. e carpenteria metallica dove gli elementi portanti orizzontali e verticali hanno una disposizione non “regolare”. Dal piano terra si elevano due blocchi in c.a., sui quali si posiziona “a ponte” tutto il resto dell’edificio interamente in struttura metallica. Sui perimetri, “travi parete” di tipo reticolare vengono unite trasversalmente a delle travi anch’esse reticolari di 16 m di luce, che servono di appoggio ad un seconda orditura di arcarecci a sostegno del solaio in lamiera grecata tipo HI-Bond. Le controventature sono ottenute mediante setti in c.a. e travi reticolari in facciata ed interne. Il collegamento con il preesistente edificio è stato realizzato grazie ad una passerella inclinata, completamente in carpenteria metallica, montata in cantiere mediante bullonatura. La sfida più importante è stata il recupero dell’edificio esistente: una costruzione in pianta di 49 m x 28 m, formata da un piano interrato con tre piani fuori terra ed un’altezza media di circa 5 m, con copertura su due livelli e presenza sul fronte principale di due torri. Sulla struttura portante, formata da quattro telai in c.a. e perimetralmente da muri a spessore variabile da quattro a due teste in mattoni pieni, sono stati eseguiti dei rigidi controlli in modo da verificare l’idoneità statica alle future destinazioni d’uso sì da poter definire la tipologia d’intervento, oltre che la verifica di resistenza ai nuovi carichi che hanno determinato l’individuazione della nuova soluzione strutturale. Il risultato delle prove ha evidenziato l’inadeguatezza dei pilastri, delle armature longitudinali e dei solai a reggere i carichi di progetto e gli esigui copriferri delle armature non avrebbero garantito i requisiti minimi di resistenza al fuoco (R60). Pertanto è divenuto necessario provvedere ad una nuova struttura portante, capace di assorbire tutti gli sforzi ed anche le azioni orizzontali, prescindendo dagli obblighi imposti dalla Soprintendenza di conservare le strutture interne ed esterne (muri perimetrali, pilastri e travi in cemento armato), mantenendo le proporzioni delle strutture esistenti. Con queste premesse l’unica soluzione in grado di poter rispettare contemporaneamente tutte le condizioni si è dimostrata, ancora una volta, l’utilizzo dell’acciaio, materiale innovativo, in grado di soddisfare i più importanti criteri di sicurezza e qualità costruttiva, capace di distinguersi per gli elevati standard qualitativi offerti, oltre che per altri importanti pregi quali la sostenibilità ambientale, la rispondenza ai requisiti di antisismicità, la versatilità, le potenzialità architettoniche, la rapidità costruttiva e la semplicità di messa in opera. La nuova struttura portante, che prescinde dal contributo di quella esistente, è stata così realizzata in carpenteria metallica mediante i seguenti interventi:

• “fasciatura” dei pilastri mediante lamiere in acciaio idonee a reggere da sole i carichi di progetto;
• realizzazione di capitelli di collegamento con le travi all’altezza dei piani;
• realizzazione dei piani mediante un reticolo di travi in acciaio, vincolate a dei nuovi setti in c.a.(ricavate su delle nicchie realizzate nei muri), con solai in lamiera grecata e soletta collaborante.

Questi sono stati solidarizzati alle travi in acciaio mediante pioli. Doveroso precisare che il progetto è stato sviluppato a ridosso dell’entrata in vigore del D.M. del 2005 (Norme Tecniche per le Costruzioni) e dell’Ordinanza n. 3274/2003, durante il periodo di coesistenza con il D.M. del 96. Si sarebbe potuto derogare al normale adeguamento sismico, ma i progettisti hanno rifiutato questa scelta progettuale, considerandola riduttiva e sposando quanto veniva definito nell’art. 2 dell’ordinanza n. 3274. L’edificio viene considerato al pari di “edifici di interesse strategico e opere infrastrutturali la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo fondamentale per la finalità di protezione civile”. Quindi, oltre alla destinazione d’uso quale edificio scolastico, che avrebbe fatto rientrare il fabbricato nella categoria di cui sopra, l’opera doveva risultareadeguata alle necessità di protezione civile in caso di emergenza.

Istituto Professionale di Stato per i Servizi Commerciali, Turistici, Grafici ed Alberghieri “G. Falcone” – Complesso scolastico, Gallarate (VA)
Italia – 2010
Committente:Comune di Gallarate (VA)
Coordinamento generale: Studio Amati srl
Progetto architettonico e direzione lavori: Studio Amati srl: Alfredo Amati,Federica Finanzieri, Mauro Ala, Valentina Lutrario, Giorgio Ponti,Carlo Guenzi, Ettore Zambelli;Francesco Abbati, Gianluca Abbati
Progetto strutturale: Consorzio Leonardo Ingegneri Riuniti spa
Carpenteria metallica: MAP Carpenteria

Foto
© Studio Amati srl
all© Lorenzo De Simone- Fondazione Promozione Acciaio

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