Facciate ventilate in pietra

Autore testo e disegno: Lorenzo Soro, Giovanni Falvella

Le pareti ventilate in pietra sono quel sistema di rivestimento esterno realizzato attraverso la posa in opera a secco di sei strati funzionali i quali sono costituiti (dall'interno verso l'esterno) da:
strato di supporto;
strato di regolarizzazione del supporto;
strato di isolamento termico;
strato di ventilazione;
sistemi di connessione dello strato di rivestimento esterno (a secco);
strato di rivestimento esterno realizzato in pietra (nome commerciale).
I caratteri fondamentali che distinguono questo tipo di parete ventilata da qualunque altro tipo di parete realizzata con la medesima tecnica, sono fondamentalmente:
il sistema di ancoraggio del rivestimento;
lo strato di rivestimento che può realizzato con i numerosi tipi lapidei che commercialmente rientrano nella categorie delle pietre. Tra questi due caratteri il secondo è sicuramente più adatto allo scopo in quanto i sistemi di ancoraggio adottabili sono pressoché variabili all'interno delle metodologie frequentemente adottate per tutti i tipi di pietre naturali. È perciò evidente che una classificazione dei tipi di parete ventilata in pietra non possa prescindere da una classificazione dei tipi di pietra adottabili a questo scopo anzi si riconosca proprio in essa.
Per pietra (nome commerciale) s'intende quella categoria di materiali lapidei comprendente al suo interno tutte quelle rocce dalla composizione mineralogica svariatissima non inseribili in alcuna classificazione e generalmente non lucidabili, sono quindi rocce che non rientrano in nessuna delle categorie commerciali diffuse e tradizionalmente ornamentali quali: graniti, marmi e travertini.
Rientrano, invece, in questa categoria tutte quelle rocce riconducibili fondamentalmente a due gruppi:
le rocce tenere e/o poco compatte (compatte, scarsamente compatte o incoerenti), tra queste troviamo varie rocce sedimentarie come arenarie a cemento calcareo, calcareniti, ecc., varie rocce piroclastiche tra le quali troviamo i peperini.Questo tipo di rocce sono facilmente lavorabili ma scarsamente resistenti alle azioni degli agenti atmosferici e alle sollecitazioni meccaniche. Per tali motivi, questo tipo di rocce non sono di solito adottate nei casi in cui condizioni ambientali particolarmente avverse caratterizzino il luogo d'impiego;
le rocce dure e/o compatte, invece, sono costituite fondamentalmente da rocce adottabili per lo più a spacco naturale tra le quali possiamo trovare gneiss, ardesie, ecc.
Generalmente, in pareti ventilate, le pietre vengono utilizzate sotto forma di lastre regolari dallo spessore relativamente ridotto (2 ' 5 cm) e dai formati ampiamente variabili.
Tali fattori variano in funzione del tipo litoide e dei particolari sistemi di connessione adottati per ancorare il rivestimento esterno allo strato di supporto.
Le lavorazioni superficiali alle quali le pietre sono in genere sottoposte, onde migliorarne fondamentalmente l'aspetto estetico (e in alcuni casi persino la durevolezza), sono la levigatura (adottabile praticamente per ogni tipi di pietra) che in genere per le pietre è l'ultimo grado di lavorazione superficiale (di solito attenua le tonalità cromatiche ottenendo superfici omogenee e opache), la bocciardatura, la sabbiatura e la stuccatura (adottata di solito più che altro per travertini e comunque pietre porose per omogeneizzarne la superficie attraverso il ricoprimento delle cavità superficiali).
In alcuni casi particolari e con l'utilizzo di moderne tecniche, alcuni tipi di pietre, come il serizzo (gneiss), sono persino lucidabili, ma in molti casi l'alto costo delle lavorazioni, riduce fortemente l'utilizzo di questa tecnica nelle pietre.
 
PRESTAZIONI E REQUISITI
Le prestazioni della parete ventilata in pietra sono fortemente dipendenti, oltre che dalla scelta del tipo di sistema di connessione dello strato di rivestimento, anche e soprattutto in funzione del materiale lapideo adottato tra i numerosi rientranti in questa categoria.
Per applicazioni in esterno col sistema delle pareti ventilate, i requisiti tecnici richiesti sono principalmente: resistenza a flessione, resistenza agli urti, all'esposizione agli agenti atmosferici e alle sostanze inquinanti, in generale durevolezza.
Ma è di fondamentale importanza, soprattutto, la prestazione estetica che determina il primo criterio di scelta in ambito progettuale. La pietra è un materiale ampiamente adottato nel campo delle costruzioni solitamente con funzione portante ma senza, peraltro, perdere le proprie prestazioni estetiche donando al tempo stesso alla costruzione, l'aspetto esteriore. La pietra, nelle pareti ventilate, perde il proprio scopo strutturale, senza però svincolarsi da quello estetico dimostrando, anzi, valenze inaspettate. Questi aspetti ne fanno un materiale particolarmente adatto, essendo un materiale tradizionale, a rivestire edifici moderni o anche semplicemente nel recupero di murature di edifici preesistenti. Le pietre, infatti, sono generalmente, considerate un materiale pregiato con cui caratterizzare le facciate degli edifici soprattutto per riqualificare centri storici, piazze, ecc, dimostrando una certa capacità di compatibilità ed integrazione con l'intorno.
Tra i materiali lapidei qui trattati i più comuni sono sicuramente:
 
Porfidi
Presentano ottima resistenza meccanica ma essendo un materiale notevolmente duro risultano difficili da lavorare.
 
Arenarie
Sono pietre facilmente lavorabili, ma gelive anche se vengono comunque utilizzate in esterno.
 
Gneiss
Sono facilmente divisibili in lastre.
 
Nell'ambito della parete ventilata in pietra, il ruolo svolto da quest'ultima è quindi determinante, rispondendo decisamente, come abbiamo visto, sia soprattutto, ad esigenze d'aspetto, sia ad esigenze di durabilità sia, naturalmente, ad esigenze di sicurezza.
Il controllo del soddisfacimento dei requisiti richiesti al materiale lapideo, sono in buona parte affidati alle prove di laboratorio, che grazie ai progressi ottenuti, sono oggi in grado di valutare con estrema precisione i valori delle caratteristiche fisico-meccaniche e chimiche che permettono di stabilirne univocamente il comportamento in condizioni d'esercizio. In generale, infatti, le prestazioni delle pietre sono fortemente influenzate dalle loro caratteristiche e proprietà tecniche, sia termiche che meccaniche.
Le caratteristiche delle pietre naturali di cui più è necessario tener conto nell'utilizzo in rivestimenti esterni a facciata ventilata sono:
il peso di volume;
la resistenza a flessione;
il coefficiente d'imbibizione
la gelività;
la dilatazione termica lineare;
la conducibilità termica;
la resistenza agli shock termici.
la resistenza al fuoco;
la resistenza all'usura;
la resistenza agli agenti chimici;
la resistenza agli urti.
Le pietre inoltre, possono essere di vario tipo ognuna delle quali con prestazioni fortemente legate alla genesi della roccia che le costituisce. In funzione di quest'aspetto le rocce per rivestimenti possono venire così raggruppate:
 
Rocce endogene effusive
Ne fanno parte i porfidi che presentano un impasto omogeneo, quasi vetroso, costituito da cristalli di miche, quarzo e ortoclasio. Le colorazioni vanno dal nero, al verde al rosso sempre in tonalità scure.
 
Rocce esogene (sedimentarie)
Comprendono i calcari compatti, le arenarie, i tufi calcarei.
 
Calcarei
I calcari compatti, di natura organogena, presentano una struttura compatta e superficie non lucidabile e sono in genere poco gelive.
 
Arenarie
Le arenarie sono, invece,  rocce (di natura clastica) sedimentarie formatesi per ricomposizione di sabbie e frammenti rocciosi con leganti vari. A seconda della provenienza assumono diverse denominazioni (pietra serena, pietra dorata, pietra forte, macigno).
 
Tufi calcarei
I tufi calcarei sono rocce sedimentarie formatesi per deposito chimico.
 
Rocce metamorfiche
Nel campo dei rivestimenti, tra le rocce metamorfiche, vengono utilizzati gli Gneiss. Si tratta di rocce a struttura cristallina composta di quarzo, feldspati e miche.
 
POSA IN OPERA
La posa in opera delle pareti ventilate in pietra, è generalmente soggetta alle condizioni specifiche del progetto e perciò realizzata di volta in volta, come peraltro accade per tutti i tipi di pareti ventilate in pietra naturale, in funzione delle prestazioni richieste in ordine a requisiti che soddisfano esigenze di durabilità, aspetto e sicurezza.
È altresì vero, però, che come avviene per le pareti ventilate in materiale lapideo genericamente parlando, anche per le pareti ventilate in pietra, si fa solitamente ricorso a tipologie di carattere generale che distinguono i vari sistemi di connessione in funzione dell'ancoraggio (diretto o indiretto) allo strato di supporto (ampiamente esposte nelle caratteristiche generali delle pareti ventilate in pietra naturale del presente manuale) e suddivise ulteriormente in maniera più specifica, in funzione degli elementi adottati per l'ancoraggio, per il  fissaggio al supporto e per le modalità di esecuzione, in: sistemi puntuali, lineari e continui.
Questi metodi permettono di realizzare rivestimenti le cui operazioni di montaggio risultano semplici e rapide, e ove risulta possibile correggere le eventuali imperfezioni del supporto o rimuovere il rivestimento.
La posa degli elementi può avvenire partendo sia dall'alto che dal basso. Nel primo caso si ha il vantaggio di evitare di sporcare o danneggiare le lastre sottostanti già posate.
I metodi di ancoraggio si suddividono come accennato in diretti e indiretti.
Nel metodo diretto vengono utilizzati elementi di ancoraggio chiamati 'puntiformi' e 'lineari', costituiti da dispositivi che vengono applicati direttamente alla muratura da rivestire.
Nel primo caso, gli elementi adottati per agganciare le lastre al supporto sono costituiti da spinotti o staffe che si inseriscono in apposite scanalature (fresature) o pozzetti (fori per l'inserimento di un piolo) praticati sulle coste inferiori e superiori delle lastre e in alcuni casi anche sui bordi verticali. Questi elementi sono poi a loro volta fissati con tasselli ad espansione allo strato di supporto in maniera diretta.
Nel secondo caso, invece, il sistema è costituito da un ancoraggio allo strato di supporto, eseguito per mezzo di profili metallici annegati nel cls (nel caso di murature piene in cls gettato in opera) o fissati alla muratura per mezzo di tasselli chimici o meccanici. L'ancoraggio delle lastre avviene per mezzo di staffe con labbra ripiegate o staffe e piastre provviste di asolature per l'inserimento di spinotti.
Nel metodo indiretto per l'ancoraggio tra rivestimento e muratura, viene utilizzata una sottostruttura composta da un orditura (montanti e correnti) di profili metallici sui quali vengono applicate le staffe con funzione portante e di trattenimento delle lastre di rivestimento. Tale metodo permette di poter regolare le lastre secondo varie direzioni grazie alle staffe che scorrono su tutta la lunghezza dei profili metallici. Anche questo metodo può essere applicato anche su pareti fuori piombo come quelle di edifici di vecchia costruzione.
Con struttura in c.a. e tamponamenti in laterizio, questo metodo prevede la posa di profili distanziali interpiano in acciaio, che vengono applicati alle travi e alle fasce marcapiano in c.a.
 
 
Prescrizioni tecniche
Sistema di rivestimento esterno ottenuto dal montaggio di una serie di strati funzionali in modo tale da realizzare una intercapedine ventilata. Tali strati sono così costituiti:
 
Strato di supporto
La cui caratteristiche influenzano l'ancoraggio del rivestimento. Può essere di qualunque tipo: in pietra, laterizi pieni o forati, in murature di cls gettato in opera, oppure può essere costituito da strutture intelaiate in c.a. o metallo con tamponamento in materiali vari.
 
Strato di regolarizzazione
Con la funzione di realizzare sulla muratura di supporto, una superficie regolare in modo da permettere il corretto posizionamento dello strato di isolamento termico. Lo strato di regolarizzazione è costituito da uno spessore generalmente di 1 o 2 cm di malta cementizia. È di una certa importanza il preventivo controllo, prima del posizionamento dell'isolante, delle condizioni della superficie del supporto verificandone eventuali inconvenienti geometrici o fisici.
 
Strato di isolamento termico
Costituito da pannelli rigidi o materassini flessibili di materiale vario (elementi i isolanti in fibre vegetali, minerali o materie plastiche cellulari). Lo strato medesimo avrà uno spessore variabile fra i 3 e gli 8 cm, e sarà applicato allo strato di supporto mediante colle o fissaggi quali tasselli meccanici o chimici con testa a disco in materiale plastico. Lo spessore terra conto dell'eventuale dimensionamento del successivo strato di ventilazione, in modo tale che si possa innescare l'effetto camino all'interno della camera di ventilazione.
 
Strato di ventilazione
Costituito da un `intercapedine dello spessore variabile tra i 3 e i 5 cm che permetta una buona ventilazione della superficie interna della muratura attraverso l'effetto camino. Si dovrà necessariamente tener conto nella sua realizzazione che non intervengano problemi che influenzino l'agevole circolazione dell'aria al suo interno per varie cause quali: strozzature costituite da elementi strutturali o dai sistemi di connessione del rivestimento esterno (ancoraggi, profili, ecc.) interni alla camera di ventilazione, irregolarità delle superfici del l'isolante o del rivestimento esterno (i due limiti fisici della camera di ventilazione). Inoltre saranno da prevedere inferiormente e superiormente rispetto all'estensione della camera di ventilazione delle apposite griglie che permettano la circolazione interna dell'aria, pur garantendo un impedimento all'ingresso insetti. 
 
Sistema di connessione del rivestimento esterno allo strato di supporto
E' realizzato generalmente di volta in volta secondo i casi specifici ma ne esistono tipologie perfettamente consolidate e di frequente utilizzo. È costituito da elementi metallici quali profili, staffe, ancoraggi, ecc., in materiale metallico resistente sia meccanicamente che alla corrosione (generalmente acciaio inox o lega d'alluminio). I sistemi di connessione possono essere costituiti sia da ancoraggi di tipo diretto (sistemi puntuali o lineari) che adottano la muratura stessa come supporto (muri pieni in laterizi o cls gettato in opera, ecc.) fissati mediante tasselli ad espansione meccanica (supporto in cls, mattoni pieni, ecc.) o tasselli chimici ad espansione indicati per murature in laterizi forati; oppure mediante sistemi di ancoraggio indiretto che fanno uso di un ulteriore sottostruttura di profilati metallici costituita da montanti e correnti o semplicemente da montanti.
Nei sistemi puntuali l'ancoraggio avverrà mediante dispositivi a piolo o slot da inserirsi all'interno di appositi alloggiamenti realizzati sulle lastre di rivestimento esterno, mediante fresature semplici o continue sulle coste orizzontali (slot) o mediante fori prodotti sia sui bordi orizzontali o verticali della lastra lapidea (piolo). L'inserimento delle lastre dovrà avvenire senza traumi per le medesime, onde evitare lesioni, inoltre nei punti di contatto fra dispositivi di ancoraggio e lastra, saranno da prevedere guarnizioni di materiale plastico, tali da garantire, oltre che il non danneggiamento della lastra, anche l'impermeabilità della connessione.
Nei sistemi lineari l'ancoraggio sarà costituito da profili metallici disposti in senso orizzontale o verticale annegati nel cls (nel caso di murature piene, in cls gettato in opera) o fissati alla muratura per mezzo di tasselli chimici o meccanici. L'ancoraggio delle lastre avviene per mezzo di staffe con labbra ripiegate o staffe e piastre provviste di asolature per l'inserimento di spinotti nelle fresature delle lastre (continue o semplici). Il fissaggio ancore - profili, avverrà in modalità diversa secondo la tipologia di sistema lineare (generalmente il fissaggio avviene tramite bulloni con testa a martello su profili a 'C').
Nei sistemi continui, l'ancoraggio dello strato di rivestimento, avverrà per mezzo di sottostrutture metalliche costituite da montanti e correnti o da soli montanti.
Nel primo caso i montanti verticali saranno disposti a distanze variabili in funzione dei dati di progetto quali: altezza dell'edificio, carico del vento, ecc. e comunque in modo assolutamente indipendente dal formato delle lastre di rivestimento ed a distanze generalmente non superiori a 80 cm e da correnti orizzontali con la funzione di sostegno per le piastre di ancoraggio delle lastre lapidee.
Le piastre costituite da elementi dai bordi ripiegati per fornire l'ancoraggio delle lastre lapidee sono a loro volta sagomate in modo tale da permetterne l'aggancio sui profili orizzontali. Le lastre devono essere opportunamente fresate sui bordi orizzontali onde permetterne l'aggancio alla piastre. I correnti orizzontali sono fissati ai montanti tramite apposite piastre di ancoraggio, mentre i montanti sono fissati allo strato di supporto, mediante staffe con sezione ad 'L' bullonate al montante stesso e fissate alla muratura per mezzo di tasselli ad espansione meccanica oppure direttamente annegati nel cls. Questo tipo di sistemi permettono di ottenere spessori tra l'esterno del rustico dell'edificio e l'esterno del rivestimento piuttosto consistenti con uno spessore di solito non inferiore ai 10 cm e comunque dipendenti dallo spessore delle lastre.
Nel secondo caso, sono realizzati con profili verticali con sezione a 'C' o scatolare di lunghezza variabile a seconda dei casi ai quali sono fissate delle piastre di sostegno e ancoraggio delle lastre lapidee. Le piastre d'ancoraggio sono disponibili in diverse tipologie con bordi piegati per l'ancoraggio che può avvenire sia sulle coste orizzontali che sulla parete interna dell'elemento lapideo o da piastre con asolature per l'inserimento di spinotti. I profili montanti sono fissati allo strato di supporto, mediante staffe con sezione ad 'L' bullonate al montante stesso e fissate alla muratura per mezzo di tasselli ad espansione meccanica oppure direttamente annegati nel cls.
Nel caso in cui si richiedano maggiori doti di sicurezza al rivestimento esterno, saranno da prevedere opportune piastre di controventatura. Questo tipo di sistemi permettono di ottenere spessori tra l'esterno del rustico dell'edificio e l'esterno del rivestimento, piuttosto consistenti, con uno spessore di solito non inferiore ai 9,5 cm e comunque dipendenti dallo spessore delle lastre. Tutti questi elementi sono in genere realizzati in acciaio inox del tipo AISI 304-A2.
In tutti i casi i sistemi di connessione terranno conto delle eventuali dilatazioni del materiale lapideo costituente il rivestimento esterno, attraverso la predisposizione di giunti di tipo aperto (generalmente 6 ' 7 mm) o chiuso (2 ' 3 mm). In quest'ultimo caso, però, si dovrà tener conto che la limitata larghezza dei giunti, si dovrà riflettere sulla estensione dei formati di lastre adottati (che dovranno essere ridotti) e sull'estensione dell'intera facciata che non solo non dovrà essere eccessiva, ma dovrà prevedere un ulteriore giunto di aperto di 15 ' 20 mm, in corrispondenza almeno delle solette interpiano inserendoli, quindi, almeno ogni 3 - 3,5 m.
Sarà poi necessario tener conto della possibilità di realizzare aggiustamenti dello strato di rivestimento mediante elementi quali: spessori, viti di regolazione, asolature, ecc., che permettano la regolazione nelle tre direzioni principali (X,Y e Z) per consentire non solo di correggere eventuali difetti dello strato di supporto murario (fuori piombo) ma anche per consentire il preciso posizionamento della lastre. I sistemi di connessione dovranno permettere l'agevole posizionamento delle lastre e l'eventuale rimozione in casi di manutenzione e sostituzione, e non disperdere le qualità della parete ventilata riducendo al minimo i ponti termici.
 
Strato di rivestimento
Sarà eseguito con lastre di pietra naturale (marmo, granito, pietra, travertino) in formati e spessori variabili a seconda dei casi opportunamente sottoposte a lavorazioni complementari dipendenti dalle modalità di ancoraggio (fresature semplici o continue sui bordi orizzontali, fori su bordi orizzontali o verticali, ecc), che in ogni caso non dovranno mai ridurre la sezione resistente delle lastre. I materiali lapidei impiegati per realizzare lo strato di rivestimento esterno, dovranno essere compatti, privi difetti quali: inclusioni di sostanze estranee, piani di sfaldamento ecc., dovranno essere resistenti alle azioni sia di tipo meccanico (e per questo dimensionate secondo l'entità e il tipo delle sollecitazioni che su esse graveranno) chimiche (dovute ad agenti chimici presenti nell'atmosfera come : acqua, anidride carbonica, ossigeno) e fisiche (dovute al calore solare, al gelo, ecc.).
In ogni caso i materiali lapidei per rivestimento esterno, dovranno soddisfare le norme di accettazione di cui al R.D. del novembre 1939, n° 2232.
Gli elementi in pietra naturale, dovranno corrispondere alla forme e dimensioni richieste presentando le tolleranze entro i limiti indicati, nonché dovranno corrispondere per aspetto ai colori, venature, grana, ecc., richiesti.
Il rivestimento esterno in pietra naturale, infine, dovrà essere posato attraverso l'accostamento preciso delle lastre, con giunti perfettamente allineati ed a lavoro ultimato, dovrà essere opportunamente lavato e pulito. Inoltre eventuali punti di ristagno d'acqua (punti di giunzione, canalizzazioni, ecc.) dovranno essere opportunamente riempiti con materiali sigillanti.
 
Bibliografia:
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AA.VV.
Manuale di progettazione edilizia, materiali e prodotti, vol.5, Ulrico Hoepli editore, Milano, 1995
Andrea Boeri, Pietre naturali nelle costruzioni, Ulrico Hoepli Editore spa, Milano, 1996
Giuliano Bressa, Materiali in edilizia e nell'arredo 'Impieghi, aspetti tossicologici e biocompatibilità, Masson spa, Milano, 1998
Michele di Sivo, Facciate di pietra, il marmo nell'architettura contemporanea: tecnologia dei paramenti esterni tra innovazione e tradizione, Alinea Editrice, Firenze, 1993
Guido Giacomo Bondielli, La facciata ventilata, >, n° 31, Federico Motta Editore Spa, Milano.
Giorgio Blanco, Pavimenti e rivestimenti lapidei, selezione, posa in opera e restauro delle pietre ornamentali, ed. La Nuova Italia Scientifica, Roma, 1991
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C. Benedetti, V. Bacigalupi, Materiali & progetto, Edizioni Kappa, Roma, 1996
M. C. Torricelli, R. Del Nord, P. Felli, Materiali e tecnologie dell'architettura, Laterza, Bari, 2001.
 
Fonte disegno e foto:
Marco Casamonti, Max Dudler, BEWAG apartment and office building, "Materia", n° 31, Federico Motta Editore Spa, Milano.