Strutture metalliche snelle | Museo di Storia della Medicina - Ospedale S. Francesco Grande, Padova

Ricostruzione tipologica del chiostro nel rispetto del tracciato antico

All’interno di un chiostro, annesso al sistema conventuale di San Francesco, furono riportate alla luce le fondazioni dell’antico portico. Il consorzio di enti pubblici promotori della fondazione del Museo di Storia della Medicina di Padova decise di procedere alla sua ricostruzione. Il nuovo portico è una copertura continua, sottile e ariosa, monomaterica sostenuta da una successione ritmica di elementi verticali snelli. Il comportamento strutturale del nuovo portico è completamente indipendente da quello dei fabbricati antichi.

Nel 2004 il gruppo di progettisti guidato da Studiomas e Heinz Tesar vince il concorso internazionale per l’allestimento del Museo di Storia della Medicina e della Salute, ospitato nell’ex convento, in seguito ospedale, annesso alla chiesa di San Francesco, situata nel centro storico della città di Padova. L’edificio e l’area esterna sono oggetto di vincolo di tutela monumentale.

Museo della Storia della Medicina: controcampo sull’androne d’ingresso
Museo della Storia della Medicina: controcampo sull’androne d’ingresso.

All’interno di un chiostro, annesso al sistema conventuale di San Francesco, furono riportate alla luce, in seguito a una campagna di scavi archeologici preliminari al restauro, le fondazioni dell’antico portico, a conferma delle mappe storiche. Il consorzio di enti pubblici promotori della fondazione del Museo di Storia della Medicina di Padova decise di procedere quindi alla sua ricostruzione.

Fronte Sud verso via San Francesco
Fronte Sud verso via San Francesco: in primo piano i chiusini.

Preso atto dell’impraticabilità della ricostruzione filologica, per carenza di documenti e reperti, si decise per una ricostruzione tipologica, nel rispetto del tracciato antico.
Il disegno del nuovo portico è determinato dalla ricerca di un’estrema snellezza degli elementi verticali e sottigliezza di quelli orizzontali.

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Le nuove fondazioni adiacenti a quelle dell’antico chiostro.

La riduzione di spessore e la leggerezza della struttura, sottolineata dal ritmo rarefatto delle colonne, intendono anche consentire un’agevole lettura delle retrostanti facciate quattrocentesche. Tali facciate sono composte tramite un linguaggio elementare e dimesso – si tratta di fatto del lato ‘domestico’ dell’antico ospedale quattrocentesco, la cui struttura ideale era peraltro improntata da matrici francescane. Il confronto con la sobrietà dell’esistente ha condotto alla scelta progettuale di ridurre per quanto possibile la presenza del ‘dettaglio’ costruttivo e la sovrapposizione di materiali.

Inserimento nei getti di fondazione degli scarichi delle acque meteoriche dei pilastri in acciaio.
Inserimento nei getti di fondazione degli scarichi delle acque meteoriche dei pilastri in acciaio.

Il nuovo portico. Il nuovo portico risulta così una copertura continua, sottile e ariosa, monomaterica, sostenuta da una successione ritmica di elementi verticali snelli. Nessuna enfasi viene posta nel disegno di quelli che sono i tradizionali temi architettonici delle strutture porticate: il raccordo delle colonne con la copertura e il loro attacco a terra.

Il ritrovamento del lastricato medievale.
Il ritrovamento del lastricato medievale.
Il muretto di contenimento del giardino in c.a. colorato in pasta con ossidi.
Il muretto di contenimento del giardino in c.a. colorato in pasta con ossidi.

Le colonne in acciaio inossidabile Aisi 316 sono state dimensionate sui valori limite di snellezza, e hanno un diametro di 10 cm e interasse di 3,60 m, altezza 5,20 m; la copertura ha un profilo esterno, verso il giardino di 4 cm, che aumenta fino a 12 cm verso i muri del fabbricato. L’altezza è variabile da 3,60 m a nord a 5,20 m a sud, in relazione alla quota del piano d’imposta, che sale di 0,70 m da sud a nord. La linea di copertura risulta continua, grazie alla presenza di due raccordi verticali che risolvono la connessione d’angolo.

La piastra di fissaggio dei pilastri quadri, il montaggio della prima campata angolare.
La piastra di fissaggio dei pilastri quadri, il montaggio della prima campata angolare.

resized_07 13Il comportamento strutturale del nuovo portico è completamente indipendente da quello dei fabbricati antichi; si tratta della successione di semplici elementi a telaio in parte assemblati in officina, in parte in opera, fondati su dadi di fondazione gettati in opera arretrati e indipendenti rispetto alle antiche fondazioni, che sono state messe in luce e protette. Il sottile giunto (circa cm 40) che separa la nuova struttura dalle murature perimetrali è reso evidente dalla luce naturale che traspare da una lastra di vetro sostenuta da leggeri supporti a sbalzo dalla muratura.
Il braccio nord del nuovo portico ha una larghezza ridotta; esso si configura come un pergolato appoggiato al muro di confine col grande giardino retrostante, progettato da Giuseppe Jappelli.

Il collegamento dei pilastri tondi alla rete delle acque meteoriche e l’inghisaggio delle piastre alle fondazioni e riempimento con cuscinetto di emaco.
Il collegamento dei pilastri tondi alla rete delle acque meteoriche.

Il cantiere. Le difficoltà del cantiere sono dovute principalmente alle difficoltà di accesso dei mezzi e all’esiguità delle aree di manovra. Vi era da prestare particolare attenzione ad alcuni aspetti dello stato di fatto:

  1. la presenza delle antiche fondazione in muratura
  2. l’irregolarità del loro tracciato e altimetria, cui le nuove strutture devono adattarsi
  3. la presenza dei sottoservizi del museo
  4. la necessità di operare gli scavi con assistenza archeologica, e le relative incognite.

La prima scansione di lavori ha riguardato pertanto gli scavi archeologici, la messa in luce delle fondazioni, il loro restauro, consolidamento e protezione. In seguito si è provveduto alla realizzazione delle fondazioni in c.a. del nuovo porticato, al completamento della complessa rete dei sottoservizi, e a tutte le predisposizioni per il montaggio delle strutture metalliche, realizzate in officina. Dopo il montaggio delle strutture in elevazione sono stati realizzati i lastricati e completato il sistema d’illuminazione. La durata dei lavori è stata di 1 anno, di cui quattro mesi impiegati negli scavi archeologici.

 Linghisaggio delle piastre alle fondazioni e riempimento con cuscinetto di emaco.
L’inghisaggio delle piastre alle fondazioni e riempimento con cuscinetto di emaco.

Scavi e fondazioni. Gli scavi con assistenza archeologica hanno messo in luce l’esistenza di una necropoli medievale e di alcuni tratti di lastricato all’interno dell’area centrale del chiostro. Di concerto con la Soprintendenza i reperti sono stati analizzati, rilevati e quindi adeguatamente protetti e reinterrati. Il progetto strutturale ha previsto che i pilastri in acciaio 120×60 mm posti a ridosso delle murature del fabbricato siano fissati tramite piastre inghisate alle controfondazioni esistenti; dove a causa della geometria irregolare delle murature non era possibile seguirne l’andamento con la struttura metallica, sono stati realizzati degli allargamenti della controfondazione o la costruzione di una nuova fondazione.

Montaggio dell’impalcato.
Montaggio dell’impalcato.

Per quanto riguarda le fondazioni delle colonne tonde in acciaio Ø 100 mm, il progetto strutturale ha previsto la realizzazione di una trave di fondazione continua, di larghezza pari alla distanza tra la muratura dell’antica fondazione e il muretto di contenimento dei rinterri in c.a., che vengono usati come sponde di getto, e di altezza 55 cm, gettata su un sottofondo di calcestruzzo magro posto alla quota di fondo scavo archeologico. La larghezza di tale trave varia con l’andamento delle murature antiche e del muretto di contenimento esistente. È stata prevista anche la messa in opera di uno strato di separazione tra il getto delle nuove fondazioni e la muratura antica.
Particolare attenzione è stata posta nei numerosi casi d’interferenza tra le fondazioni e la rete nuova delle acque meteoriche; dal momento che le colonne fungono anche da pluviali, sono stati previsti gli inserimenti nel getto delle tubazioni di scarico in pvc Ø 110 mm.
Il progetto prevede la realizzazione di un muretto di contenimento per il giardino, realizzato a ridosso delle murature antiche. Tale muretto è in calcestruzzo armato con getto colorato in pasta con ossidi di colore nero. Il giunto tra il muro di contenimento e le fondazioni antiche è stato realizzato con malta impermeabilizzante.

studiomasImpalcati in acciaio. Le strutture del portico sono nella parte a vista in acciaio inox Aisi 316 satinato, nelle parti nascoste in acciaio Fe 430 B, zincato a caldo. Le strutture verticali sono costituite da n. 32 pilastri tubolari a sezione quadra 120x60x6 mm posti in opera con passo irregolare, che rispecchia la scansione irregolare delle finestre del fabbricato, su piastre inghisate alle controfondazioni esistenti.
I pilastri sono collegati orizzontalmente da travi presso piegate in acciaio inox Aisi 316 con sezione a C 120x60x8 mm; il collegamento bullonato non è a vista. Verso il giardino sono poste n. 34 colonne in acciaio inox Aisi 316 Ø 100 mm, con spessore 5 mm, che fungono anche da pluviale.
Le colonne vengono fissate tramite una base che ospita già l’imbocco delle tubazioni di scarico, a una contropiastra fissata alla trave di fondazione; alla sommità portano saldato un anello interno forato con 4 fori filettati per il fissaggio degli impalcati orizzontali.

I supporti per la canala di gronda in acciaio zincato
I supporti per la canala di gronda in acciaio zincato.

Gli impalcati orizzontali sono costituiti da una trave di bordo in pressopiegato di acciaio Fe 430 B zincato a caldo, a C, di dimensioni 200x100x10 mm, che viene fissata tramite bulloni alle colonne e costituisce anche il canale di raccolta dell’acqua della copertura, adeguatamente rivestito con lattonerie in acciaio inox 6/10; all’estremità verso il giardino delle travi di bordo sono saldate le strutture a mensola delle sporgenze di gronda rivestite con lattonerie in acciaio inox 6/10. Sulla struttura così messa in opera vengono fissati tramite bulloni gli impalcati orizzontali, costituiti da telai in profili pressopiegati in acciaio zincato, posti in pendenza all’estradosso (da mm 70 circa verso il giardino a mm 140 verso il fabbricato) e rivestiti con lamiere in acciaio inox Aisi 304 di spessore 12/10 all’intradosso.

Lastre in acciaio inox all’intradosso e posa delle lamiere di copertura in acciaio inox.
Lastre in acciaio inox all’intradosso e posa delle lamiere di copertura in acciaio inox.

Gli impalcati orizzontali sono stati assemblati in officina in moduli corrispondenti alle campate delle colonne, di larghezza cm 360 nei bracci est e nord e cm 350 nei bracci sud e ovest. Per ridurre gli sfridi la sequenza delle lamiere di rivestimento risulta per le prime campate cm 125+110+125, per le seconde cm 125+100+125. È stato realizzato un campione in scala 1:1 di un’intera campata in officina per l’approvazione prima della messa in opera. Gli impalcati orizzontali sono fissati alle murature perimetrali, per controventamento, tramite connettori in acciaio fissati con resine.

Fasi di posa: primer di adesione.
Fasi di posa: primer di adesione.

Copertura. Il manto di copertura è costituito da lastre nervate di alluminio naturale fissate su pannelli di multistrato fenolico di spessore 25 mm; è stata stesa una barriera al vapore bituminosa, in modo da evitare la condensa superficiale oltre a un materassino antirombo al di sotto del tavolato.
L’impalcato in acciaio è posto a una distanza di 25 cm dalle murature del fabbricato; una lastra di vetro stratificato su mensole di supporto in acciaio impedisce alla pioggia di penetrare tra il portico e il fabbricato.

studiomasLastricati. Per raggiungere le quote dei lastricati di progetto è stato necessario prevedere all’interno del portico un riempimento in sabbia di fiume, con spessore variabile. Il riempimento, adeguatamente sagomato e costipato, costituisce, previa stesura di uno strato di separazione in polietilene di spessore 3 mm, il sottofondo del massetto armato, sagomato in pendenza (1,5%) verso il giardino e con spessore medio 10 cm, su cui è stato steso lo strato di finitura.
Il massetto supporta la finitura superficiale dei lastricati, costituita da una pavimentazione continua, di spessore 10 mm, di brecciolino di marmo bianco stabilizzato con resina epossidica trasparente e sigillato con resina cementizia bianca.

Stesa del brecciolino in marmo di carrara legato con resina epossidica.
Stesa del brecciolino in marmo di carrara legato con resina epossidica.

Il bordo di contenimento del massetto e della finitura è costituito da un piatto di acciaio, di spessore 3 mm e altezza 100 mm, inghisato nel massetto durante il getto. Verso il muro del fabbricato è prevista l’installazione di corpi illuminanti lineari a Led. Onde evitare il contatto diretto tra la geometria irregolare delle murature esistenti e il profilo regolare del nuovo lastricato, sono stare realizzate due fasce di raccordo con finitura superficiale in brecciolino bianco sciolto (della stessa granulometria e aspetto di quello utilizzato per il lastricato). Per l’ispezione dei sottoservizi sono stati progettati e realizzati appositi chiusini con struttura metallica e finitura superficiale identica a quella del lastricato del portico.

preparazione dei chiusini speciali e prima della sigillatura finale.
Preparazione dei chiusini speciali e prima della sigillatura finale.

studiomasRestauro e protezione dei muri antichi. Le fondazioni messe in luce dagli scavi archeologici emergono per alcuni tratti dalle quote dei lastricati di progetto. Nei tratti a vista è stata effettuata la pulizia a secco, l’applicazione di prodotti biocidi, la ristilatura dei giunti in malta e ove necessario il completamento o la regolarizzazione delle creste; in alcuni casi la riparazione delle strutture con tecnica cuci-scuci. Le creste sono protette con apposita malta di sacrificio idrofobizzante in cocciopesto, intervento facilmente rimovibile e reversibile. In ogni caso le murature antiche sono sempre protette con strati di separazione dalle strutture nuove e non sono in alcun modo utilizzate come strutture.

Studiomas, arch Mario Rapposelli, arch. Piero puggina e Heinz Tesor | Progettisti
Studiomas, arch. Piero Puggina, Heinz Tesar e arch. Marco Rapposelli | Progettisti

Chi ha fatto Cosa.
Progetto: Studiomas, arch. Marco Rapposelli, arch. Piero Puggina, Heinz Tesar
Collaboratori: Elena Gomiero, Mattia Arcaro, Alessandro Ponchio
Progetto delle strutture: Studio Debiasi, ing. Stefano Debiasi
Direzione lavori: arch. Paolo Monetti, Provincia di Padova, arch. Marco Rapposelli, Studiomas
Responsabile unico del procedimento: ing. Francesco Valastro, Provincia di Padova
Imprese esecutrici: Andreola Costruzioni spa, Loria (Tv), opere edili – City Design spa, Ormelle (Tv), opere in acciaio
Fotografie: Marco Zanta, foto del finito – Studiomas, foto di cantiere

superficie coperta mq 420 importo lavori 607.810 euro
Superficie coperta: mq 420, importo lavori: 607.810 euro

Chi ha fornito Cosa
Malte e intonaci: Hd system, Trento
Grecate di copertura: Riverclack spa, Pescantina (Vr)
Pavimenti terrazzo: Nexus pavimenti srl, Asolo (Tv)
Apparecchi illuminanti: Fibretec srl, Appiano (Bz)

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