Edilizia ricettiva | Rifunzionalizzazione dell’area industriale Le Fornaci

Coperture in legno con fotovoltaico integrato

La costruzione presenta le caratteristiche tipiche degli edifici della zona di media montagna con le particolarità dei materiali: torre rivestita con pareti in pietra e tetto a cupola in legno. Le caratteristiche geometriche della copertura a cupola, sono scaturite da un laborioso procedimento di calcolo e dalla necessità di avere una struttura lignea articolata, ma allo stesso tempo leggera e armoniosa. Il preassemblaggio delle capriate è avvenuto in segheria per velocizzare la fase di montaggio in cantiere.

Il complesso del centro benessere di Sanfront è ubicato alle pendici del Monviso, la montagna più alta delle Alpi Cozie detta anche Re di Pietra. L’intervento ha permesso il recupero e la rifunzionalizzazione dell’area industriale Le Fornaci situata in zona ex-Palli, attraverso la trasformazione di una superficie di oltre 1.000 mq in un centro benessere caratterizzato da attività che spaziano dalla cura della persona all’alimentazione all’offerta di attività culturali. Due piani fuori terra e un impianto a corte aperta caratterizzano il complesso ulteriormente riconoscibile dalla presenza di una piccola torre che richiama la preesistente fornace per la produzione di calce della ditta Palli, il cui edificio fulcro era costituito da due vecchi alti forni circolari.

Prospetto principale del centro benessere
Prospetto principale del centro benessere

La torre riveste una duplice funzione: ingresso principale ed elemento di raccordo fra le due ali del complesso. Al piano terra si apre un ampio portone in legno che conduce nell’atrio dal quale si dipartono le varie aree suddivise in base alla destinazione funzionale.La costruzione mantiene formalmente le caratteristiche delle costruzioni tipiche della zona con particolare attenzione alla scelta dei materiali.

Struttura portante della copertura della torre
Struttura portante della copertura della torre

La struttura portante è stata realizzata a telaio in cemento armato con fondazioni a plinto. I tamponamenti sono stati realizzati con pareti in mattoni coibentati con uno strato d’isolante e rifinite con intonaci di vario colore. Unica eccezione: la torre, rivestita con pareti in pietra e caratterizzata dal tetto a cupola. Le coperture sono state realizzate rigorosamente in legno, con integrazione di pannelli fotovoltaici policristallini sulle falde orientate a sud per la produzione di energia elettrica.

Ultimazione della struttura portante della cupola
Ultimazione della struttura portante della cupola

Le coperture
La chiusura della parte superiore del complesso è stata realizzata con un sistema di copertura in legno lamellare a due falde, in alcune parti dell’edificio sono state inserite capriate in legno per motivi estetici e funzionali. La peculiarità tecnologica di questo intervento risiede nel sistema costruttivo di copertura della torre: un tetto a cupola o raggiera in legno di estrema difficoltà esecutiva. Le caratteristiche geometriche della copertura a cupola, sono scaturite da un laborioso procedimento di calcolo e dalla necessità di avere una struttura lignea articolata, ma allo stesso tempo leggera e armoniosa.

Chiave della cupola
Chiave della cupola

Le strutture di copertura impiegano legno lamellare d’abete rosso a vista, con classe di resistenza al carico GL24 e GL28. Analogamente alle classi del legno massiccio, anche per il legno lamellare si parla di classi di resistenza. La definizione delle classi di resistenza si compone della sigla GL per indicare il tipo di materiale (GluLam = glued laminated timber = lamelle di legno incollate) seguita da un valore numerico corrispondente alla resistenza a flessione caratteristica in N/mm2. L’impiego di legno lamellare qualità a vista prevede che le lamelle debbano essere scelte secondo la norma Din 4074 con metodi di valutazione visivi e meccanici che prevedono sezioni prive di bluettature, di striature rossastre, di segni di tarlatura e smussi. Tutte le superfici vengono piallate perfettamente, i nodi superiori ai 10 mm vengono rimossi e i bordi sono leggermente arrotondati.

Dettaglio incastri struttura lignea
Dettaglio incastri struttura lignea

La struttura delle coperture a falde è caratterizzata da orditura alla piemontese, altrimenti detta orditura alla cortinese, costituita da una trave di colmo, appoggiato su capriate o direttamente su un muro di spina, e da cosiddetti falsi puntoni o travi disposti secondo la pendenza delle falde che, appoggiano superiormente sulla trave di colmo e inferiormente su una banchina o dormiente (dormiente è detta la trave che non ha luce libera di inflessione ma è completamente posata sopra i muri perimetrali).

Unione dei puntoni cupola e falso puntone passafuori sagomato a cordolo in c.a.
Unione dei puntoni cupola e falso puntone passafuori sagomato a cordolo in c.a.

In alcuni punti in corrispondenza dei lati lunghi dell’edificio, sono state posizionate delle banchine, di sezione 14×24 cm, in modo da non avere dei carichi concentrati in un solo punto, ma distribuiti sulla lunghezza di queste travi, posizionate parallelamente alla linea di gronda. Dove necessario le banchine sono state posizionate anche sopra le capriate come punto di appoggio inferiore per i puntoni.

Copertura a due falde vista interna ala ristorante
Copertura a due falde vista interna ala ristorante

Nell’esecuzione si è proceduto posando le capriate in legno a interasse di 7 metri sopra le travi portanti in calcestruzzo armato. Le capriate sono formate da due travi (puntoni o bracci) di sezione 20×52 cm disposte secondo l’inclinazione delle falde, riunite in sommità a un travetto verticale (monaco o ometto) di sezione 20×24 cm, e inferiormente collegate a una doppia trave orizzontale (catena o tirante) di sezione 20×32 cm. Per necessità strutturali sono state inserite saette interposte fra il monaco e i puntoni di sezione 20×20 cm solitamente impiegate per coprire luci libere maggiori di 8 metri. Le unioni o connessioni dei vari elementi si ottengono mediante intagli, opportunamente rinforzati con ferri piatti. Il preassemblaggio delle capriate è avvenuto in segheria Gandelli Legnami per velocizzare la fase di montaggio in cantiere.

Grondaie di bordo in rame
Grondaie di bordo in rame

È seguito il posizionamento della trave di colmo, di sezione di 22×68 cm, appoggiata sul monaco delle capriate, mentre i puntoni, di sezione 14×24 cm, sono stati posizionati a interasse di 133 cm e uniti al colmo per mezzo di incastri a coda di rondine e con sporto di gronda sagomato. La ferramenta e le piastre necessarie per un corretto assemblaggio della struttura lignea alla struttura portante in c.a. e tra di loro usate in questo particolare intervento sono state completamente zincate. Al di sopra dei puntoni è stato posato e fissato il rivestimento del sottotetto con un assito in perline abete impregnato, di spessore 3,2 cm con profili di unione maschio-femmina, su tutta la superficie di copertura. Sulla parte fredda del legno è stata fissata la barriera a vapore, di spessore 2 mm, che ha la doppia funzione d’impedire la condensazione del vapore all’interno degli strati e di proteggere lo strato isolante, di spessore 16 cm, in fibra di legno (posizionato sopra la barriera al vapore) dall’umidità presente negli strati sottostanti non ancora del tutto asciugati.

Posa dei puntoni su trave di colmo
Posa dei puntoni su trave di colmo

Dopo aver opportunamente collocato sull’assito del tetto (ossia sul piano della falda) la barriera a vapore, materiale idoneo a svolgere la funzione di controllo al vapore e tenuta all’aria, è stato posizionato in corrispondenza della linea di gronda un listello con funzione di fermo per i pannelli d’isolamento al fine di evitare eventuali movimenti. Successivamente è stato posato l’isolamento termoacustico con pannelli in fibra di legno a giunti sfalsati.

Vista interna intradosso della capriata
Vista interna intradosso della capriata

Quando si utilizzano pannelli a doppia densità il lato ad alta densità va rivolto verso l’alto, avendo cura di accostarli perfettamente tra loro al fine di evitare l’insorgenza di ponti termici o acustici. Sul lato superiore dell’isolante è stato poi applicato uno strato impermeabile di tenuta all’acqua ad elevata permeabilità al vapore. La caratteristica principale di questo strato è la traspirabilità in quanto la membrana deve permettere il passaggio dell’aria e allo stesso tempo impedire infiltrazioni d’acqua, sempre possibili.

Posa listello di ventilazione
Posa listello di ventilazione

Tetto isolato ventilato
La tecnologia di copertura scelta per il centro benessere è quella del tetto isolato ventilato che ha previsto la realizzazione di un’orditura supplementare di listelli dello spessore di 5 cm, posizionati perpendicolarmente rispetto alla linea di gronda e fissati mediante viti con avvitatori automatici. Una buona ventilazione del tetto fa sì che ogni goccia d’acqua penetrata nel sottotegola venga trasportata all’esterno. In corrispondenza delle travi strutturali sottostanti i listelli sono stati fissati mediante viti di adeguata lunghezza che attraversano lo strato isolante. L’orditura supplementare ha quindi una doppia funzione in quanto permette la ventilazione del sottotetto in modo da far fuoriuscire l’umidità che penetra nel sottotegola e favorisce la formazione di canali di scolo delle acque piovane e di eventuali perdite che potrebbero compromettere il corretto funzionamento della copertura, mantenendo il sistema tetto asciutto.

Posa dei coppi della cupola
Posa dei coppi della cupola

Inoltre un tetto ventilato elimina l’aria riscaldata in estate, mantenendo una temperatura inferiore nel sottotetto mentre in inverno crea un’intercapedine di temperatura intermedia tra interno ed esterno e permette uno scioglimento naturale del manto nevoso. In seguito, sono stati fissati meccanicamente, in direzione parallela alla linea di gronda, i listelli portategola, aventi dimensioni e passo idonei a supportare il manto di copertura sovrastante realizzato con tegole portoghesi rosse di tipo antichizzato. Una volta ultimate le coperture a due falde, le strutture verticali in c.a. della torre sono state chiuse con il montaggio della cupola in legno lamellare a base circolare. La struttura portante è composta da una raggiera di travi principali che s’incontrano in un solo punto, in un grande elemento di legno ottagonale che riceve tutti i puntoni: la chiave di cupola.

Posa delle tegole
Posa delle tegole

Il collegamento tra questi due elementi è realizzato con delle piastre a scomparsa, collegate con dei cilindri metallici a scomparsa e da 2 viti hbe di diametro 8 mm. Le travi principali sono state collegate al cordolo in c.a. per mezzo di particolari piastre che fasciano il trave. Le piastre sono fissate al calcestruzzo con tasselli chimici e alle travi in legno per mezzo di bulloni. Per ragioni strutturali e per poter dare appoggio alla raggiera di travi secondarie è stato inserito un grande anello di travi di collegamento di forma ottagonale in lamellare, posizionato tra le travi principali a una certa distanza dalla chiave di cupola. Questi elementi si uniscono tra loro grazie agli incastri a coda di rondine, fissati con viti da diametro 8 mm. Le travi secondarie sono poi state collegate al cordolo in c.a. con piastre ad L in acciaio. Si è poi proceduto al fissaggio delle travi di controvento della cupola, inserite tra le travi principali e secondarie. Il collegamento è stato eseguito con le viti da diametro 8 mm e con bulloni a scomparsa. Sul cordolo il collegamento al c.a. è stato eseguito con piastre che imbragano i falsi puntoni del tetto alle travi di controvento.

Ultimazione delle coperture
Ultimazione delle coperture

Il pacchetto di copertura è uguale a quello delle strutture a due falde con la sola diversità che il manto di copertura è stato realizzato con il recupero dei vecchi coppi. Il 60% dei coppi è stato tagliato su misura e posato con estrema difficoltà secondo metodologie tradizionali. La difficoltà maggiore è stata nell’esecuzione dei disegni dei tagli e degli incastri delle varie travi e alla loro realizzazione in azienda, in quanto il montaggio di questa struttura non ha incontrato alcuna difficoltà durante la realizzazione in cantiere, grazie alla precisione delle misure e delle lavorazioni preparatorie degli incastri e dei tagli realizzata in azienda.

Pannelli fotovoltaici in copertura
Pannelli fotovoltaici in copertura

Perché il legno?
La scelta di utilizzare il legno come materiale è consona alla localizzazione del sito di costruzione: ci troviamo infatti in zona di media montagna dove il legno e la pietra sono da sempre presenti in tutte le costruzioni poiché sono materie prime reperibili facilmente in zona. La scelta del legno è stata dettata innanzitutto da una questione d’impatto visivo: dall’esterno la vista scorre sul fabbricato e percepisce un luogo gradevole, invitante, favorevole al relax. Entrando poi questo materiale fornisce un immagine di “calore”, favorendo e regolando il microclima in modo adatto alla destinazione d’uso del complesso.

Particolare interno cupola
Particolare interno cupola

La scelta è ricaduta sul legno anche per il suo limitato peso specifico pari o inferiore ai 500 kg/m³ e rispetto ad altre tipologie strutturali è infinitamente più leggero (2.000-2.500 kg/m³ del cemento armato e 7.800 kg/m³dell’acciaio). Dalla semplice osservazione è possibile notare le imponenti sezioni dei travi dei tetti: esse sono state sovrastimate per garantire una portanza adeguata a sopportare il sovraccarico derivante da nevicate abbondanti che potrebbero verificarsi nella zona montana in oggetto.

I vantaggi del legno

  • Buon isolante termico, elettrico ed acustico; materiale igroscopico, in grado di assorbire le variazioni di umidità dell’ambiente; materiale organico, composto da circa il 50% di carbonio, dal 42% di ossigeno; dal 6% di idrogeno, 1% di azoto e 1% di elementi diversi; materiale sostenibile, rinnovabile, recuperabile e riutilizzabile.
  • Il ciclo di produzione del legno ottimizza l’uso di una risorsa naturale di per sé basica ma rinnovabile, offrendo elementi altrimenti non utilizzabili in natura a basso contenuto di energia primaria, limitati solo dalle dimensioni di trasporto. L’intero processo produttivo segue una prassi normata e continuamente monitorata. Il risultato finale è un prodotto dalle prestazioni definite e certificate che segue precise politiche di riforestazione.
  • L’elasticità col legno è duplice: da una parte si ha la facilità nel reperire travature di lunghezze veramente importanti (in produzione fino a 32 m) e una vasta scelta di sezioni commerciali utilizzabili (multipli di 4 cm in altezza, multipli di 2 cm in larghezza); dall’altra è una proprietà fondamentale che condiziona positivamente la resistenza sismica in quanto permette una buona capacità di oscillazione che limita gli effetti delle onde sismiche. Infatti le prestazioni delle strutture in legno in caso di sisma sono particolarmente interessanti, grazie alle caratteristiche meccaniche intrinseche del materiale.
  • Diversamente dalle strutture in laterizio o murature, il legno ha buone capacità di resistenza non solo alla compressione ma anche alla trazione, che unita alla elasticità e alla leggerezza, permette una buona capacità di oscillazione. È proprio la leggerezza che limita gli effetti delle onde sismiche grazie alla minore massa complessiva risultante nella struttura lignea.
Cerniera di ancoraggio | Dettaglio
Cerniera di ancoraggio 

Tecnologia della lavorazione
Nonostante sia uno dei materiali di costruzione più antichi, il legno riesce ad essere ancora innovativo, grazie alla continua evoluzione delle tecniche di progettazione, lavorazione, assemblaggio e giunzione, e ad offrire nuove possibilità sia in termini di fattibilità sia di contenimento dei costi. A tal proposito, è interessante fare un rapido excursus sulle possibilità offerte dalla tecnologia del taglio a controllo numerico: queste macchine permettono di tagliare, lavorare e sagomare gli elementi lignei, sfruttando appositi software che permettono un’interazione tra progetto visualizzato e assi di taglio per ottenere sofisticate e dettagliate lavorazioni in 2D e 3D.

Particolare costruttivo cerniera di collegamento
Particolare costruttivo cerniera di collegamento

Chi ha fatto Cosa

Committente: Tekno Alfa
Progettista: Arco Studio architettura e costruzioni, Gualtiero Sibona Architetto, Torino
Progettista e direzione lavori opere in c.a: Ing. Giancarlo Castagneri, Torino
Direzione lavori parte architettonica: Geom. Silvio Ferrato, Sanfront
Superfice coperta: 1500 mq
Coperture in legno: Gandelli Legnami srl

Vista Torre
Vista Torre

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