Facciate ventilate in materiale ceramico

Autore testo e disegno: Lorenzo Soro, Giovanni Falvella

Le facciate ventilate in materiale ceramico sono una particolare tipologia di sistemi stratificati a secco, che adottano generalmente, per lo strato di rivestimento esterno, elementi piani (piastrelle), costituiti appunto da materiale ceramico.
Prima di fare una descrizione di simili sistemi è opportuno effettuare una breve introduzione a tali materiali.
I materiali ceramici sono prodotti costituiti da impasti di argilla, acqua ed eventuali additivi (quarzo, feldspati, marne etc.), essiccati e cotti a temperature elevate in modo che non possano riprendere la loro plasticità. A seconda dell'additivo utilizzato derivano i vari tipi di ceramica. Durante il loro lungo processo produttivo, dopo una preventiva fase di selezione e preparazione delle materie prime in cui i vari ingredienti vengono mescolati a secco, sottovuoto o a umido, segue una fase di formatura che può avvenire per estrusione, colaggio, o pressatura in stampi. A questa fase segue una successiva di essiccamento, in cui gli elementi ormai formati perdono la percentuale d'acqua in essi contenuta, e una fase di smaltatura (solo per i prodotti smaltati).
Infine si arriva alla cottura, effettuata in forni continui a temperature variabili tra 1080 °C e 1250 °C, che può essere di due tipi :
 
Monocottura
In cui si cuoce in un'unica fase supporto e smalto;
 
Ricottura
In cui si cuoce prima il supporto poi segue la smaltatura e, infine, la seconda cottura per cuocere lo smalto.
 
Come ultima fase il prodotto prima di esser confezionato viene sottoposto ad operazioni di scelta in base al colore e alle dimensioni di fabbricazione.
Solo per alcuni prodotti sono previste ulteriori operazioni di taglio o di levigatura, come nel caso del grès porcellanato.
 
CLASSIFICAZIONE E TIPOLOGIE
In base alla loro composizione chimica i prodotti ceramici si dividono in prodotti a pasta porosa (con bassa percentuale di fase vetrosa) e prodotti a pasta compatta (con alta percentuale di fase vetrosa). Nella prima categoria , per quel che riguarda i prodotti utilizzati per pareti ventilate, rientrano il laterizio e il cotto, mentre nella seconda categoria rientrano il grès porcellanato, il clinker, e il granito ceramico. A parte i laterizi (che vengono utilizzati per pareti ventilate solo sotto forma di mattoni di dimensioni standard 25 x 12 x 5,5 cm), tutti gli altri vengono impiegati sotto forma di elementi piani: piastrelle, tavelle o doghe di dimensione variabili che vanno dai 25 x 50,  60 x 60, 60 x 90 ai 120 x 120 cm e spessori che vanno dagli 8 ai 50 mm, senza trascurare formati intermedi e variabili in base al produttore.
Per le piastrelle ceramiche esiste una doppia classificazione: una secondo la norma UNI EN 87:1992 e una di tipo tecnico-commerciale. La prima  è una norma fondamentale, che ripartisce le piastrelle in base al loro processo di formatura (estrusione , gruppo A o pressatura, gruppo B) e della quantità d'acqua che esse sono in grado di assorbire (E).
La classificazione di tipo tecnico-commerciale è quella maggiormente utilizzata e tiene conto di alcune caratteristiche tecniche dei prodotti.
 
Classificazione tecnico-commerciale delle piastrelle ceramiche utilizzate per pareti ventilate
 

 
Nella realizzazione di facciate ventilate gli elementi piani in materiale ceramico, provvisti di reti di sicurezza in fibra di vetro, applicate sul retro, per trattenere i pezzi in caso di rottura, sono fissate al supporto murario secondo diversi sistemi che adottano generalmente sottostrutture metalliche o in legno. Gli elementi che costituiscono lo strato di rivestimento esterno  devono avere la possibilità di muoversi secondo il proprio coefficiente di dilatazione termica e di seguire gli assestamenti della struttura. Per tale ragione sono da prevedere giunti di dilatazione termica che possono essere chiusi (2-3 mm) o aperti (6-7 mm) che dovranno corrispondere ai giunti orizzontali tra le piastrelle. In riferimento ai giunti chiusi, va precisato che il loro utilizzo è di solito limitato a pareti di estensione limitata anche se è possibile l'impiego in facciate più estese, in questo caso però sono da prevedere giunti di circa 15-20 mm inserendoli almeno ogni 3-3,5 m in corrispondenza delle solette interpiano. Per evitare fastidiosi rumori dovuti a vibrazioni si interpone fra piastrella e sottostruttura metallica un cordone di silicone sigillante.
 
PRESTAZIONI E REQUISITI
Le chiusure verticali eseguite con il sistema della parete ventilata in materiale ceramico, rispondono ad una serie di requisiti che sono gli stessi richiesti ad una chiusura verticale esterna, e quindi ben identificabili secondo le prescrizioni della relativa norma UNI 7959.
La norma cita varie esigenze, che si connotano nei relativi requisiti, che la parete deve soddisfare e tra queste le più importanti sono esigenze di:
 
Sicurezza
Stabilità, resistenza al vento, resistenza agli urti, comportamento al fuoco, etc,.in questo senso le prestazioni offerte dai materiali ceramici sono di notevole resistenza meccanica agli urti e alle sollecitazioni di flessione (> 10 N/mmq) e compressione (> 200 N/ mmq ), buona  resistenza al carico del vento (in Italia si fa riferimento alla normativa tecnica relativa ai "Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi"D.M. 16-01-96) e agli urti; incombustibilità ( resistenza al fuoco classe 0), associandole ad una sottostruttura con adeguata Rei i valori di resistenza sono garantiti in qualsiasi situazione;
 
Benessere igrotermico
Permeabilità all'aria, tenuta all'acqua, isolamento termico, controllo della condensazione interstiziale, per i rivestimenti ceramici le infiltrazioni di acque meteoriche dal rivestimento esterno vengono controllate con realizzazione di giunti aperti, con apertura verso l'esterno e intercapedine retrostante per favorire la circolazione dell'aria;
resistenza termica e acustica: (isolamento dai rumori aerei esterni, comportamento acustico nei confronti della pioggia e della grandine, ecc.);
 
Aspetto
planarità, assenza di difetti superficiali, omogeneità di colore, di brillantezza ecc., le piastrelle ceramiche sono dotate di buona uniformità e costanza dimensionale;
 
Durabilità
Che si connota in requisiti di mantenimento delle prestazioni sotto l'effetto di urti, calore, irraggiamento solare, acqua piovana, gelo, e naturalmente agenti inquinanti chimici e via dicendo).
I manufatti in ceramica presentano bassi valori di assorbimento d'acqua e quindi buona resistenza al gelo e bassi valori di dilatazione termica (per le piastrelle ceramiche il coefficiente di dilatazione termica è inferiore a quello dell'alluminio e del conglomerato cementizio ed è pari a 7 x 10 -6 °C-1) e infine di buona  resistenza dei colori alla luce.
 
POSA IN OPERA
La posa in opera delle facciate ventilate in materiale ceramico si effettua attraverso due metodologie che variano in relazione al disegno architettonico del rivestimento, alle condizioni ambientali e di carico e al tipo di supporto murario:
metodo diretto;
metodo indiretto.
 
Metodo diretto
E'caratterizzato da un sistema di fissaggio puntuale, senza sottostruttura metallica. Le piastrelle in materiale ceramico vengono ancorate con piastre, spinotti, staffe e direttamente fissate alla muratura con tasselli ad espansione o tasselli inseriti e sigillati ad umido. Per ogni piastrella si utilizzano quattro punti simmetrici di ancoraggio situati generalmente in corrispondenza delle due diagonali. Nel caso in cui il supporto murario non è perfettamente a piombo, come ad esempio su vecchi edifici, è possibile effettuare delle regolazioni sulle lastre tramite apposite asole situate sulle piastre di fissaggio.
 
Metodo indiretto
E'caratterizzato dal fatto di adottare sottostrutture in legno o, come nella maggior parte dei casi, in metallo (acciaio o alluminio) costituite da un'orditura di traversi e montanti o in alcuni casi solo montanti o solo correnti.
Il metodo diretto comprende due sistemi di agganci per le piastrelle in materiale ceramico che sono rispettivamente il sistema con agganci a vista e il sistema con agganci a scomparsa.
 
Sistema con agganci a vista
Si tratta di un sistema molto utilizzato a causa della sua semplicità ed economicità per lastre di piccolo o medio formato. Le lastre del rivestimento esterno vengono ancorate a ganci in acciaio inox che possono tenere ferme contemporaneamente due o quattro piastrelle. Altri sistemi adottano clips metalliche per tenere ferme le lastre,  infilate in apposite guide che sono posizionate su piastre che si connettono ad un telaio metallico in alluminio o acciaio. I telai metallici possono avere sezioni a "T", "Ω", o a sezione cava quadrata. A seconda del maggiore o minore carico del vento si aumenta il numero delle staffe e inoltre la distanza tra i montanti, nel caso in cui non si adottano correnti orizzontali, viene determinata in relazione alle dimensioni della lastra in materiale ceramico. Tale telaio viene fissato alla muratura tramite staffe ad "L"o a "C", dimensionate in funzione dello spessore della coibentazione e delle caratteristiche della parete, e tasselli che variano in base al tipo di muratura. Infatti, per murature costituite da mattoni o blocchi forati si utilizzano tasselli chimici costituiti da una barra filettata in acciaio e malta di resine poliestere che si espandono, mentre per murature portanti in c.a. o mattoni pieni si utilizzano tasselli meccanici. Se il supporto murario è costituito da muratura portante in c.a. si può adottare un'altra soluzione che prevede l'annegamento nella parete di correnti metallici a cui si connettono le staffe di ancoraggio delle lastre in materiale ceramico. L'intercapedine d'aria tra rivestimento esterno e isolante deve essere di circa 5 cm.
Infine per evitare vibrazioni tra lastra e telaio metallico viene interposto un sigillante siliconico.
 
Sistema con agganci a scomparsa
Premettiamo che si tratta di un sistema più costoso del precedente, a causa dei fori che vengono praticati sulle lastre. E'opportuno utilizzare questo sistema solo per lastre di grandi dimensioni perché cosi si riduce il numero totale dei fori da praticare sulle lastre e quindi si arriva a diminuire sensibilmente  il costo complessivo. Il sistema di fissaggio della lastra è costituito da un tassello non passante avvitato sul retro della lastra o da rondelle in ceramica . Il tassello può essere in acciaio inox ad espansione con foro troncoconico o con bussole in acciaio con foro di tipo cilindrico con alette perimetrali a mò di uncino. La rondella in ceramica, dotata di una vite in acciaio incorporata, viene applicata sul retro della lastra per mezzo di materiale adesivo. Per ogni lastra vengono praticati quattro fori il cui modulo può variare per esigenze progettuali. Ai quattro bulloni sporgenti dalla piastrella vengono avvitati i ganci, che si connettono alla sottostruttura portante. I ganci sono dotati di regolazione a vite, per consentire eventuali aggiustamenti in facciata, e di un sistema di fissaggio al corrente orizzontale (a "C"). I correnti sono  rivettati ai montanti (a "T"o a sezione scatolare), fissati  al supporto murario con  staffe identiche a quelle  viste per il sistema con agganci a vista.
Ai sistemi sopra visti si aggiungono altre soluzioni che riguardano le facciate ventilate il cui rivestimento esterno è realizzato in laterizio. Una prima tipologia è costituita dai pannelli prefabbricati come ad esempio quelli utilizzati da Renzo Piano, che adottano elementi di rivestimento con formati speciali fissati secondo diverse modalità a telai metallici  di sostegno, dotati di pannelli isolanti. Una seconda tipologia è costituita da un rivestimento in laterizio costituito da elementi in forma di mattoni che realizzano una vera e propria seconda parete addossata alla muratura di tamponamento esterno dell'edificio e separata da questa da uno strato di ventilazione. In questo caso l'aggancio della parete in mattoni alla struttura dell'edificio avviene tramite profili in acciaio inox annegati nel getto a cui vengono fissate le mensole per ancorare la parete in mattoni.
 
 
Prescrizioni tecniche
Sistema di parete ventilata costituita da rivestimento in materiale ceramico sotto forma di elementi piani quali piastrelle, tavelle o doghe o in casi particolari come per esempio per il laterizio sottoforma di mattoni, che realizzano una seconda parete agganciata al supporto murario. Soluzioni particolari sono costituite da pannelli prefabbricati dotati  di isolamento termico, in cui il rivestimento esterno è costituito da elementi speciali in cotto. Per quanto riguarda il primo caso cioè l'utilizzo di elementi piani per il rivestimento questi vengono posati secondo due soluzioni costituite dal:
 
Metodo diretto
Che utilizza un sistema di fissaggio puntuale tramite piastre, spinotti, staffe, in cui gli elementi del rivestimento vengono direttamente fissati alla muratura con tasselli.
 
Metodo indiretto
Che utilizza una sottostruttura metallica (in acciaio o in alluminio o raramente in legno) costituita da un'orditura di montanti e/o correnti,  fissata al supporto murario, a cui si connettono gli elementi di rivestimento. Tale metodo comprende due sistemi per l'aggancio degli elementi di rivestimento uno con agganci a vista e l'altro con
 
Agganci a scomparsa
Nel sistema con agganci a vista gli elementi di rivestimento sono ancorati tramite ganci metallici, clips. I profili metallici che possono avere sezioni a "T", "Ω", o a sezione cava quadrata sono fissati alla muratura con staffe ad "L"o a "C"e tasselli che possono essere ad espansione meccanica o chimica. Nel sistema con agganci a scomparsa i manufatti ceramici di rivestimento vengono fissati tramite tasselli non passanti avvitati sul retro della piastrella  o da rondelle in ceramica, dotate di una vite in acciaio, fissate sulla piastrella tramite collanti. Per ogni piastrella vengono praticati quattro fori con modulo variabile. I ganci sono provvisti di sistemi di regolazione a vite per eventuali aggiustamenti della lastra in facciata. I profili metallici vengono fissati al supporto murario tramite staffe e tasselli simili a quelle viste per il sistema con agganci a vista.
 
Bibliografia:
E. Gregorini, I rivestimenti esterni, materiali e sistemi, Maggioli Editore, Rimini, 1996.
AA. VV., Manuale di progettazione edilizia, fondamenti, strumenti, norme, materiali e prodotti, vol. 5, Ulrico Hoepli, Milano, 1995.
A. Lucchini, I manuali del Saie, Pareti ventilate, Bologna Fiere, Bologna, 1999.
B. Fabbri, G. La Tour, F. Micocci, La ceramica nell'edilizia, Materiali, tecnologie, prodotti e impieghi, NIS, Roma, 1991.
G. Boaga, Dizionario dei materiali e dei prodotti, UTET,Torino, 1998.
F. Furiozzi, B. Chiostri, D. Pilati, V. Sestini, Tecnologia dell'architettura, Alinea, Firenze,1993.
C. Amerio, G. Canavasio, Materiali per l'edilizia, SEI, Torino, 1995.