Il Rame nelle coperture

La copertura è la parte di edificio deputata a sopportare i carichi naturali e quelli dovuti all’utilizzo, impedendo il passaggio di persone, animali e cose anche nei casi di shock meccanico.

Deve inoltre controllare il passaggio di sostanze liquide e gassose e quello di energia termica fra interno ed esterno. Gli elementi che compongono una copertura si suddividono in tre parti in relazione alle loro caratteristiche funzionali: la struttura, il manto e gli accessori.

La struttura, il manto e gli accessori

Per il manto e gli accessori, al contrario della parte strutturale, di solito concepita in legno, calcestruzzo armato e più raramente in metallo, è possibile utilizzare il rame.
Materiale utilizzato con sempre maggiore frequenza nel tempo, in virtù delle sue caratteristiche di compatibilità con altri metalli e delle sue proprietà elettriche, termiche, di resistenza alla corrosione, è anche di facile lavorazione plastica a caldo e a freddo e di facile riciclabilità.
Quest’ultima caratteristica fa si che, una volta riciclato, possieda le stesse caratteristiche fisico-chimiche e tecnologiche del rame primario.

La copertura di rame è connotata, oltre che dall’aspetto funzionale anche dagli aspetti formali, poiché conclude il volume edilizio e determina il rapporto tra cielo e terra in un edifico (vedi il Progetto di Renzo Piano con il tetto realizzato in rame preinverdito).
Il rame per le coperture divenne, a partire dai primi secoli del Cristianesimo, una tecnologia ampiamente diffusa per quegli interventi che necessitavano l’impiego di un materiale resistente alla corrosione degli agenti atmosferici, facilmente lavorabile e adattabile a superfici di forme diverse. Le tecniche costruttive tradizionali delle coperture in rame impiegavano un supporto continuo sul quale erano posati listelli di legno ai quali si fissavano mediante chiodatura delle “lastre di rame” affiancate e lievemente sovrapposte affinché non si opponessero al naturale deflusso delle acque oppure nel tipo “a squame” degli elementi di dimensioni ridotte seppure con maggiori difficoltà di realizzazione data l’elevata quantità di giunzioni per unità di superficie. Una successiva evoluzione delle tecniche di giunzione tra lastre, cioè mediante aggraffatura, ha permesso di razionalizzare il procedimento costruttivo introducendo il ricorso a elementi di dimensioni tali da dover essere lavorate in officina o a piè d’opera e semplicemente fissati o assemblati in cantiere.

Questo metodo ha consentito di diminuire e migliorare il tipo di chiusura dei giunti, offrendo una soluzione ottimale al fenomeno delle dilatazioni termiche e delle infiltrazioni d’acqua. Agli inizi del Diciannovesimo secolo ha avuto inizio la produzione di elementi accessori per la raccolta e lo smaltimento delle acque meteoriche.

Come si usa il rame sui tetti?

Il rame nella realizzazione di coperture viene impiegato in due modalità: con lastre piane flessibili da posarsi su superfici continue oppure con elementi relativamente rigidi (lastre grecate, ondulate, piastre alla francese) da posarsi su supporto discontinuo. Nel primo caso, il piano di posa delle lastre piane può essere costituito da un assito di legno, una platea in calcestruzzo armato oppure una soletta in laterocemento.
Per ottenere sufficienti garanzie di tenuta all’acqua le coperture metalliche richiedono una pendenza dell’elemento di supporto almeno del 5%. Se il supporto è in tavole di legno, bisogna usare l’accortezza di impiegare assi stagionate per evitare possibili deformazioni e con spessori appropriati (minimo 25 mm).

Le tavole saranno generalmente maschiate, dotate di superficie liscia e sottoposte a trattamenti ignifughi. Nel caso si abbia un piano di posa in calcestruzzo con superficie liscia, le lastre in rame ed eventualmente i listelli in legno necessari per i giunti verticali verranno saldati alla struttura mediante chiodatura con tasselli ad espansione con vite oppure con tasselli o bulloni annegati nel cls.

Come combattere l’umidità?

L’umidità presente può efficacemente essere allontanata con uno strato di ventilazione della copertura che può essere ottenuto con veri e propri camini oppure, analogamente, con finestrelle metalliche protette da rete anti-volatile.
Tra il supporto e le lastre di rame che realizzano il manto è buona norma introdurre uno strato separatore, generalmente cartonfeltro o cartone bitumato, allo scopo di isolare l’elemento di tenuta all’acqua dal piano di posa per ovviare ad eventuali incompatibilità elettrochimiche e per addolcire le difformità presenti.
Questo strato separatore, con funzione anche fonoisolante, è successivamente cosparso di talco per evitarne l’adesione agli strati con cui è in contatto, in modo da evitare eventuali abrasioni prodotte dal movimento della copertura causato dalle variazioni termiche.

Il rame, infatti, se non può scorrere liberamente rispetto al piano di posa può danneggiare la funzionalità dell’intera copertura dando luogo alle caratteristiche spaccature a stella. Esistono due criteri di posa per le lastre in rame che sono correlati alla loro dimensione: infatti se la loro lunghezza è inferiore a quella della falda, queste sono posate orizzontalmente, con giunzioni parallele al colmo della falda, a partire dalla gronda verso quest’ultimo.
Date le caratteristiche di dilatazione del materiale, questo punto critico è superato con giunzioni realizzate tramite aggraffatura semplice oppure doppia se la pendenza della copertura è inferiore al 30%.

Le aggraffature sono ribattute nella direzione del deflusso delle acque meteoriche per non costituire un ostacolo al loro allontanamento tramite i canali di raccolta e smaltimento. Per falde che raggiungono la misura massima di 12 m è frequente l’adozione di lastre di quelle stesse dimensioni, eliminando così le giunzioni orizzontali.

Le giunzioni verticali, cioè disposte lungo la linea di massima pendenza della copertura, sono invece di diverso tipo e connotano formalmente il manto di copertura. Le dimensioni delle lastre impiegate sono normalmente ridotte a 500 x 2000 mm per limitare gli inconvenienti derivanti dagli effetti della dilatazione termica del metallo e hanno uno spessore di 0,8 mm circa.

I giunti verticali sono più alti di circa 30 mm del manto di copertura per scongiurare il rischio di infiltrazioni d’acqua. Esistono due possibilità principali di aggancio per i pannelli di copertura in rame. Per le coperture a tasselli si fisseranno i travetti in legno longitudinali alle opportune distanze ai quali andranno inchiodate o avvitate le lastre in rame che generalmente vengono piegate in officina. I criteri di posa prevedono che siano messi in opera innanzitutto i canali e le converse di raccolta, seguite dalle lastre di raccordo con la gronda e via via dalle successive, agganciate con giunti orizzontali, fino a giungere al colmo che, posato per ultimo, conclude la copertura. Diverso il caso delle coperture ad aggraffatura che prevedono l’impiego di lastre di 590 x 1970 mm pre-piegate in officina e dotate di diverse altezze sui due lati lunghi cosicché quando posizionate si possono trovare continui i bordi con altezze diverse.

Tipologia delle coperture

Il sistema di manto di copertura in rame più lontano nel tempo è quello a lastre. Oggi poco usato per la grande quantità di giunzioni orizzontali e verticali, è più utilizzato nelle coperture a cupola o per specifici motivi estetici. Il materiale impiegato è del tipo ricotto con gli spessori usuali e le dimensioni di 1000 mm x 2000 mm sagomati in forme trapezoidali al fine di limitare gli sfridi di materiale.

Il procedimento esecutivo prevede la posa dalla gronda verso il colmo e le operazioni di piegature sono svolte in cantiere. Gli elementi sono agganciati orizzontalmente con aggraffatura e verticalmente con tasselli lungo i meridiani principali della curvatura da ricoprire.
Le coperture a lastre grecate, estremamente diffuse in questa fine secolo, offrono una gamma commerciale piuttosto ampia sia per spessori impiegati (da 0,6 mm a 1,2 mm) sia per le tipologie dei profili adottati. La prerogativa di queste lastre è di poter esser posate su un supporto che non presenta soluzioni di continuità data la caratteristica autoportante delle lastre che ne consente l’impiego anche con supporti distanti fino a tre metri. Questi ultimi, in legno o in metallo, isolati con vernici per evitare fenomeni corrosivi, sono posizionati parallelamente alla linea di gronda. Le lastre sono sagomate con forme trapezoidali, triangolari, rettangolari ecc. e seguono gli stessi criteri di posa – dalla gronda verso il colmo – visti in precedenza. In questo caso il rame viene fissato ai travetti con chiodi o bulloni a gancio e può coprire falde della lunghezza di 12 metri con inclinazioni minime del 10% in zone non montane. L’industria prevede anche l’impiego di lastre cosiddette “sandwich” cioè che adottano, tra due lastre di cui la superiore in rame, uno strato intermedio composto da un pannello rigido con funzioni termoisolanti e fonoassorbenti. Ulteriore tipologia è rappresentata dalle coperture a lastre di rame ondulate ormai di frequente impiego.

Vale quanto detto in precedenza per le pendenze minime e per la posa in opera.
Le coperture multitegola incontrano il favore del mercato per la loro somiglianza con le tegole a coppo. Si tratta di lastre profilate e stampate che vengono posate affiancate in file parallele, a partire dal canale di gronda verso il colmo del tetto, sovrapponendo le lastre adiacenti lungo il bordo laterale a formare un’onda.

Sono fissate ai listelli di supporto tramite viti posizionate sul colmo dell’onda e resiste, data la caratteristica forma, con un buon grado di elasticità alle dilatazioni termiche. Piuttosto conosciuta è la copertura alla francese realizzata con lastre di forma quadrata di 500 x 500 mm con due angoli opposti smussati.
Questo manto richiede pendenze piuttosto elevate valutabili intorno al 40% in pianura e al 60% in zone montane. Gli spessori del rame impiegato sono quelli usuali ai quali si è già accennato e viene posato tramite chiodatura su listelli in legno trattati con isolanti anticorrosivi. Non particolarmente diffuso è l’impiego di tegole di rame che riproducono le forme e le dimensioni delle tegole in cotto. Sono ottenute per stampaggio con spessori limitati tra 0,3 e 0,5 mm e fissate ai listelli di supporto generalmente con chiodi in rame. Una variante di questo tipo di manto è rappresentata dalla copertura a piastre costituita da tegole rettangolari impiegate frequentemente per realizzare coperture poligonali. Dotate di numerosi punti di attacco sono di utilizzo elementare ed adatti ad essere impiegati anche da operai poco esperti.
Sono utilizzabili su coperture con pendenze superiori al 30% e vengono realizzate industrialmente.

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