Come indicato dalle definizioni fornite dalla normativa, la facciata continua non collabora al supporto dei carichi dell’edificio; in tal senso, essa grava completamente su di esso ed è quindi fondamentale studiare in quale modo questo risponda alle sollecitazioni imposte, sia dall’esterno (vento, sisma, ecc.), sia dalla facciata stessa.

La denominazione “leggeri” che in molti casi viene attribuita ai sistemi di facciata può risultare approssimativa, ma è finalizzata a distinguerli rispetto ai tradizionali sistemi di pareti perimetrali portanti.

Una facciata continua nel corso del proprio ciclo di vita utile è soggetta a una serie di azioni prevedibili generate da vari agenti:

• peso proprio: comprende tutti gli elementi che compongono la facciata (reticolo strutturale, elementi di tamponamento, guarnizioni e sigillature, elementi di collegamento e fissaggio, accessori, ecc.);
• vento: può provocare zone di pressione e depressione, sia distribuite che localizzate, e fenomeni torsionali;
• movimentazione: azioni derivate dall’apertura e chiusura di parte degli elementi costituenti la facciata;
• variazioni termiche: gli effetti dovuti alle variazioni di temperatura devono essere assorbiti mediante opportuni sistemi di aggancio/giunzione che permettano i movimenti relativi degli elementi.

A tali azioni prevedibili possono sommarsi altre sollecitazioni non usuali ma comunque prevedibili in fase di progetto (atti vandalici, effrazioni e azioni di intrusione, operazioni di manutenzione, pulizia e sostituzione di elementi, supporto di elementi estranei alla facciata quali insegne, ecc.), oltre a sollecitazioni non prevedibili ma i cui effetti possono essere deleteri per la resistenza statica della facciata, quali le azioni sismiche.

Non esistendo nel panorama italiano ed europeo una norma specifica per il calcolo statico delle facciate continue, si deve fare riferimento alle  Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) 20181 e agli Eurocodici , in particolare alla UNI EN 1991-1-1:20042 e alla UNI EN 1999-1-1:20143.

Il progetto statico di una facciata prevede una serie di passaggi, tra loro interdipendenti, finalizzati a definirne le caratteristiche di resistenza meccanica:

• acquisizione dei dati di progetto;
• analisi dei carichi;
• definizione dello schema statico;
• definizione delle condizioni di carico;
• analisi strutturale;
• analisi sezionale;
• verifica degli ancoraggi;
• statica locale.

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Facciate continue: i dati di progetto e l’analisi dei carichi

La fase di acquisizione dei dati di progetto è fondamentale in quanto permette di capire le specifiche condizioni ambientali dove verrà costruito l’edificio e di conseguenza la facciata. Tra i dati da acquisire in questa fase si individuano quelli sulla località, sull’edificio e sulla sua struttura portante, sulla facciata continua adottata e sui materiali; in questo caso sono importanti i dati riguardanti ad esempio la tipologia (a montanti e traversi, a cellule, ecc.), i sistemi di fissaggio, i materiali adottati (alluminio, acciaio, ecc.) gli elementi di tamponamento (vetro, pannelli ciechi, ecc.).

Secondo quanto definito dalle NTC 2018, in fase di progettazione si devono considerare i carichi permanenti, definiti come “i carichi presenti sulla costruzione durante il suo normale esercizio, quali quelli relativi a tamponature esterne, divisori interni, massetti, isolamenti, pavimenti e rivestimenti del piano di calpestio, intonaci, controsoffitti, impianti ed altro”. Le NTC 2018 definiscono, inoltre, le azioni permanenti come “azioni che agiscono durante tutta la vita nominale di progetto della costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è molto lenta e di modesta entità”.

Inoltre, nell’analisi dei carichi vanno considerati il peso proprio degli elementi strutturali di facciata (montanti, traversi, ecc.), degli elementi di tamponamento, delle vetrazioni, degli accessori, ecc., i carichi dovuti all’azione di vento e neve, i carichi di esercizio e le variazioni termiche.

Nell’analisi dei carichi, infine, vanno considerate anche le azioni eccezionali, definite dalle NTC 2018 come “quelle che si presentano in occasione di eventi quali incendi, esplosioni ed urti, e il carico dovuto al sisma”; in quest’ultimo caso, le NTC 2018 forniscono i criteri per gli elementi strutturali secondari e gli elementi costruttivi non strutturali: per quanto riguarda i primi, “nell’analisi della risposta sismica, la rigidezza e la resistenza alle azioni orizzontali di tali elementi possono essere trascurate. Tali elementi sono progettati per resistere ai soli carichi verticali e per seguire gli spostamenti della struttura senza perdere capacità portante”; con elementi costruttivi non strutturali, invece, “s’intendono quelli con rigidezza, resistenza e massa tali da influenzare in maniera significativa la risposta strutturale e quelli che, pur non influenzando la risposta strutturale, sono ugualmente significativi ai fini della sicurezza e/o dell’incolumità delle persone”.

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Facciate continue: definizione dello schema statico e analisi strutturale

La definizione dello schema statico è finalizzata alla messa a punto della configurazione strutturale della facciata il più possibile vicina al comportamento reale; attraverso l’analisi strutturale, inoltre, si definiscono le caratteristiche dimensionali degli elementi strutturali costituenti la facciata.

Le ultime fasi della progettazione strutturale di una facciata continua comprendono la verifica degli ancoraggi – la cui funzione è trasmettere i carichi alla struttura portante dell’edificio – generalmente soggetti a forze verticali e orizzontali e a momenti generati dall’eccentricità rispetto alla struttura dell’edificio. Infine, vanno considerati tutti quegli elementi, in primis i componenti vetrati, che pur non avendo funzione statica nel comportamento della facciata, possono essere soggetti a distacchi e costituire quindi un potenziale pericolo.

Il testo è tratto dal volume “L’involucro architettonico contemporaneo” di Massimo Rossetti, edito da Maggioli Editore.

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Le facciate a doppia pelle fanno parte dell’involucro architettonico che risulta uno dei componenti dell’edificio a maggiore innovazione, dove, come forse in nessun’altro, si concentrano tendenze artistiche, innovazioni tecnologiche e sperimentazioni di tecniche e materiali.

La concentrazione di istanze formali (la composizione, l’aspetto, il rapporto con l’intorno), energetiche (la regolazione dei flussi di calore e luce, l’isolamento termico, il contributo al bilancio energetico dell’edificio), di sicurezza (la protezione al fuoco e la resistenza agli agenti atmosferici, soprattutto in un’ottica di durabilità), sono tutti temi che, lungi dall’essere a “compartimenti stagni”, si influenzano reciprocamente in una sorta di sistema dove qualsiasi modifica genera delle ricadute sull’insieme.

Le facciate a doppia pelle rappresentano un’evoluzione rispetto ai sistemi precedenti, in quanto vengono realizzate mediante il montaggio di due paramenti, uno dei quali costituisce la chiusura vera e propria, mentre l’altro è generalmente costituito da un vetro singolo; insieme formano un’intercapedine d’aria che può svilupparsi per tutta l’altezza dell’edificio.

La recente emanazione delle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018, in sostituzione della precedente versione del 2008, interessa direttamente il settore delle facciate continue, ad esempio per quello che riguarda gli aspetti relativi all’affidabilità, alla durabilità, al mantenimento nel tempo delle prestazioni richieste.

La norma UNI EN 13830:2015 definisce la facciata doppia (in questo caso denominata “facciata continua a strato doppio”) come “tipo di kit per facciate continue che comprende strati interni ed esterni e una cavità ad aria, con l’intero disegnato come un sistema integrato che soddisfa le funzioni del kit per facciate continue”.

La stessa definizione si trova nella UNI EN 13119, mentre, la Guida per la determinazione dei “Requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili” del Ministero dell’Interno (in questo caso denominate facciate a doppia parete), la definisce come “facciata di tipo multistrato, in cui gli strati e/o gli elementi funzionali sono separati da una cavità o intercapedine d’aria (denominato “corridoio d’aria” o “spazio intermedio”)”.

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Facciate a doppia pelle. Come funziona il sistema?

Il funzionamento delle facciate a doppia pelle si basa sulla generazione di un “effetto camino” al loro interno, grazie alla conversione dei raggi a infrarossi corti in infrarossi lunghi, con la conseguente generazione di calore, che può quindi venire espulso (in regime estivo) o recuperato (in regime invernale). La larghezza dell’intercapedine può variare, arrivando fino a diverse decine di centimetri.

Generalmente quindi le facciate a doppia pelle per essere considerate tali devono presentare tre parti principali:

• un paramento esterno in vetro, generalmente singolo, collegato alla struttura portante della facciata e quindi dell’edificio mediante staffe, ancoraggi, ecc.;
• un’intercapedine d’aria, la cui larghezza varia a seconda della destinazione dell’uso dell’edificio, della scelta o meno di consentirne l’accesso, ecc.;
• un paramento interno, collegato all’edificio, che generalmente funge da chiusura vera e propria dell’edificio.

A queste, possono aggiungersi altri elementi, quali sistemi di schermatura e protezione solare (in funzione dell’orientamento dell’edificio, ad esempio tende a rullo, veneziane mobili, ecc.), e passerelle per la circolazione e l’accesso in caso di manutenzione.

Il sistema di facciata doppia può prevedere che l’intercapedine di aria si sviluppi lungo tutta l’altezza dell’edificio, per permettere la risalita dell’aria calda, senza però compromettere la sicurezza al fuoco. In casi come questi, le passerelle dovrebbero presentare delle aperture, in modo da consentire il passaggio d’aria, in quanto una passerella completamente piena ne ostruirebbe invece il passaggio, impedendo di fatto l’innescarsi dell’effetto camino e vanificando di conseguenza i benefici della facciata stessa.

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Ventilate e non ventilate. Quali tipi di facciate a doppia pelle esistono?

Le facciate doppie, inoltre, possono dividersi in alcune sotto-categorie:

• a intercapedine unica (second-skin façade): in questa versione le facciate a doppia pelle presentano un’intercapedine continua, sia in verticale che in orizzontale. In altre parole, un secondo schermo, continuo in tutto il loro sviluppo orizzontale e verticale, viene collocato di fronte all’edificio; questo conferisce maggiore flessibilità compositiva all’esterno ma nello stesso tempo rende più difficile il controllo della portata d’aria, facilita la generazione di ponti acustici tra i piani e può favorire la propagazione del fuoco al suo interno;
• a intercapedine per piano (corridor façade): in questa versione le facciate a doppia pelle si sviluppano orizzontalmente lungo il piano e presentano delle compartimentazioni orizzontali in corrispondenza del solaio interpiano; questo genera un meccanismo di ventilazione confinato al singolo piano, nel quale il flusso d’aria non corre lungo tutta la facciata come nella versione a intercapedine unica. È possibile la generazione di ponti acustici lungo il piano in quanto le singole cellule non sono compartimentate verticalmente; dal punto di vista compositivo, questa soluzione ha una minore flessibilità rispetto all’intercapedine unica;
• a intercapedine per cellula (box-window façade): in questa versione le facciate a doppia pelle coincidono con la singola cellula della facciata di chiusura dell’edificio; ogni cellula è compartimentata sia verticalmente che orizzontalmente in corrispondenza dei montanti e dei traversi, formando dei “box” di altezza coincidente coi i singoli piani. Tale soluzione non permette il flusso di aria lungo tutta la facciata ma lo confina alla singola cellula, permettendo una sua gestione più precisa. La compartimentazione verticale e orizzontale impedisce la formazione di ponti acustici lungo l’intercapedine, mentre, dal punto di vista formale, questa risulta, tra le tre, la soluzione più rigida.

Sempre secondo la Guida del Ministero degli Interni, le facciate a doppia parete possono essere di tipo ventilato e non ventilato, con pareti opache o vetrate. In particolare, si distinguono in:

• facciate a doppia parete ventilata non ispezionabile: facciata a doppia parete con circolazione d’aria nell’intercapedine di tipo meccanico e/o naturale. L’intercapedine d’aria può assumere spessori variabili compresi tra un minino di 3 cm e un massimo di 60 cm;
• facciate a doppia parete ventilata ispezionabile: facciata a doppia parete con circolazione d’aria nell’intercapedine di tipo meccanico e/o naturale.

L’intercapedine d’aria può assumere spessori superiori a 60 cm. Nel caso di intercapedini superiori a 120 cm le due pareti costituiscono, dal punto di vista della sicurezza antincendio, due sistemi di facciata indipendenti.

Per approfondire, leggi il volume:

L’involucro architettonico contemporaneo

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I requisiti di sicurezza antincendio nelle facciate degli edifici si rinnovano. A distanza di tre anni dalla precedente versione, contenuta nella circolare 5643/2010, i VVF hanno diffuso la nuova versione che sostituisce la precedente (scarica la Guida per la determinazione dei requisiti di sicurezza antincendio delle facciate negli edifici civili versione aggiornata dalla circolare 0543 del 15 aprile 2013) .

La nuova guida è contenuta nella circolare n. 543 del 15 aprile 2013. Le regole tecniche continueranno a mantenere, anche in questa nuova versione aggiornata, lo status di documento volontario di applicazione e, come per la precedente versione, si intende applicabile agli edifici aventi altezza antincendio superiore ai 12 metri.

Tra le novità apportate con la nuova regola tecnica si segnala la suddivisione delle facciate in semplici e curtain walls (descritte al paragrafo 2 del capitolo 3), a doppia parete ventilate non ispezionabili (descritte al paragrafo 3 del capitolo 3) e a doppia parete ventilata ispezionabili (descritte al paragrafo 4 del capitolo 3). In sostanza, rispetto alla precedente versione, sono stati uniti il vecchio capitolo 3 con il 4 che descriveva le facciate a doppia pelle.

Sulla determinazione della resistenza al fuoco delle facciate viene aggiunto un metodo di prova basato su calcoli e tabelle, applicabile solo ai componenti in calcestruzzo, muratura e pietra delle facciate (in pratica non si può utilizzare questo nuovo metodo per le facciate continue).

Nel capitolo 4, dedicato alla Reazione al fuoco, si conferma che i prodotti isolanti presenti nelle facciate degli edifici civili devono essere almeno di classe 1 di reazione al fuoco, ovvero classe B-s3d0, secondo quanto previsto dalla decisione della Commissione europea 2000/147/CE dell’8 febbraio 2000.

Viene, subito dopo, specificato che la reazione al fuoco si riferisce, in caso di prodotti costituiti da più componenti commercializzati in kit, al prodotto nella sue condizioni di esercizio.