laboratorio di conoscenza dell’architettura materiale · 2011-08-03 · laboratorio di conoscenza...

Laboratorio di conoscenza architettura Materiale (CEGA) Modulo dì Ecologia - A.A. 2008-2009.

UNIVERSITA' DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA

FACOLTA' DI ARCHITETTURA

CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN

COSTRUZIONE E GESTIONE DELL’ARCHITETTURA- CEGA

LABORATORIO DI CONOSCENZA DELL’ARCHITETTURA MATERIALE

Anno Accademico 2008-09

Disciplina

ECOLOGIA

2 CFU

Modulo 4 Materiali e soluzioni tecniche:

prestazioni ambientali e criteri di scelta

Dispensa IV


L’abitazione può essere considerata come la nostra terza pelle

Per garantire la salute degli organismi che si trovano al suo interno, le pareti, il tetto, i pavimenti di un edificio, proprio come una pelle sana, devono poter respirare, permettere lo scambio d’aria,

la libera uscita dei vapori.

Le tecniche costruttive devono garantire:

− condizioni di traspirabilità e di dispersione dell'umidità

− migliore collaborazione degli elementi in funzione della stabilità e delle reazioni alle condizioni climatiche

− migliore applicazione dei materiali e delle associazioni per evitare sbalzi di temperatura e favorire il microclima interno (abbattimento dell'impatto ecologico complessivo del costruito).

Gli obiettivi di sostenibilità nella scelta dei materiali

In base ai principali criteri di scelta, i materiali dovrebbero essere:

− di origine naturale e provenienti da fonti rinnovabili;

− con un ridotto impatto ambientale nell'intero ciclo di vita;

− esenti da sostanze tossiche, nocive e/o inquinanti durante la composizione e produzione;

− senza rilascio sostanze tossiche, nocive e/o inquinanti durante la fase di messa in opera, utilizzo e dismissione;

− Assemblati in maniera opportuna ai fini della qualità prestazionale dell’elemento tecnico

− certificati con marchio di qualità e/o ecocompatibilità.

La certificazione dei materiali

Certificazione dei materiali da costruzione in sede comunitaria :

Direttiva del 1989/106, sui requisiti essenziali dei materiali da costruzione per avere libera circolazione nel mercato europeo.

Tra questi: igiene, salute e ambiente: “…l’edificio non deve provocare alcun danno alla salute in generale, e in particolare non provocare sviluppo di gas tossici, presenza e accumulo di particelle o di gas pericolosi per gli organismi nell’aria, emissioni di radiazioni pericolose, inquinamento o tossicità dell’acqua e del suolo, difetti nello scarico delle acque luride, dei rifiuti solidi o liquidi, formazione di umidità sulle pareti”.


Regolamento 880/92: prevede la costituzione di un marchio europeo denominato "ecolabel" per la certificazione della ecocompatibilitá dei prodotti (non solo per l'edilizia). Il marchio è fornito a prodotti che dimostrano, nella loro produzione, di avere un ridotto impatto ambientale in tutto il ciclo di vita.

Marchio ANAB,IBO,IBN: certifica la qualità ecologica in base al soddisfacimento di criteri biologici ed ecologici. Quelli biologici fanno riferimento alla qualità dei materiali in relazione alle possibili emissioni nocive. Quelli ecologici considerano la qualità e la provenienza della materia prima, il costo energetico e gli eventuali impatti ambientali in fase di produzione ecc…

Le tre grandi categorie di classificazione dei materiali sono:

Prodotti minerali

− materiali silicei: sabbia, ghiaia, ciottoli, grès, granito, vetro,

− calcari, argille, marmo e le rocce saline dalle quali è tratto il gesso, da cui deriva quello per le costruzioni,

− minerali: ferro, acciaio, ghisa, alluminio, zinco, nickel, rame e piombo.

Prodotti vegetali

− legno e derivati,

− prodotti naturali tessili (lana e fibre di cocco),

− olii per la realizzazione delle tinteggiature a base naturale,

− cera d’api e altre fibre (paglia, incannucciato, etc..)

Prodotti artificiali

a base chimica: vernici, caucciù sintetico, PVC, poliesteri, isolanti

IL LEGNO

Il legno è il materiale ecologico da costruzione per eccellenza, per le sue caratteristiche di resistenza meccanica, coibenza termica, traspirabilità e neutralità ai campi elettrostatici.

Il legno ha un’elevata resistenza alla deteriorazione e al fuoco grazie al fatto che, in caso di incendio, lo strato più esterno del legno si carbonizza proteggendone gli strati più interni.

Anche quando viene separato dalle sue radici continua a vivere e a respirare migliorando la qualità del microclima domestico compensando naturalmente tutte le variazioni di umidità all’interno di un ambiente (assorbe l’umidità in eccesso per restituirla quando l’ambiente è secco).

Il legno è un materiale “caldo” ha la stessa temperatura del corpo umano, isola dalle correnti indotte, attutisce i suoni, filtra e depura l’aria; la sua durata è da considerarsi illimitata, pensiamo che in paesi come il Giappone o la Cina esistono costruzioni realizzate in legno millenarie.


Tutte le specie di legno, hanno una propria e differente resistenza naturale all’attacco dei funghi e dei parassiti che potrebbero indebolirne la resistenza meccanica.

Il mantenimento di tutte le caratteristiche del legno finora citate è sempre legato al corretto taglio e alla corretta essicazione delle varie essenze.

IL LEGNO: Caratteristiche Ambientali

Il legno, da sempre utilizzato nel settore edile, possiede caratteristiche favorevoli anche in tutela dell’ambiente.

Si tratta infatti di un materiale:

- naturale biodegradabile

- è una risorsa rinnovabile ed anche inesauribile (sempre che il patrimonio boschivo venga gestito accuratamente per evitarne il depauperamento)

- immobilizzatore di CO2 (favorendo la diminuizione dell’effetto serra)

- la sua trasformazione richiede poca energia

La maggior parte dei prodotti da costruzione a base di legno utilizza materia vergine, per cui il legname recuperato da travi, travetti, telai di infissi, può essere recuperato e riutilizzato direttamente, dopo il processo di nobilitazione che prevede pulitura, consolidamento ed altri trattamenti di conservazione.

IL LEGNO: Osservazioni e Precauzioni Ambientali

La caratteristica di compatibilità ambientale del legno viene facilmente meno se non si valutano alcuni fattori determinanti legati alla produzione alla lavorazione del legname.

Rispetto all’origine del legname va detto che va sempre evitato l’utilizzo di legname proveniente da foreste primarie, la cui formazione ha richiesto millenni di evoluzione e che rischia di distruggersi per sempre a causa del suo sfruttamento intensivo.

La provenienza migliore è quella locale nazionale o europea e da foreste a gestione sostenibile e a coltivazione controllata.

Per migliorare le qualità estetiche e prestazionali dei manufatti ottenuti da questa materia prima è pratica comune l’uso di additivi derivanti chimici quali colle, tinte di rifinitura e prodotti di protezione, che inevitabilmente compromettono la vita ciclica del materiale ed il suo impatto ambientale.

Caratteristiche Tecniche

-Ottima resistenza meccanica

- Forte potere termocoibente

- Ottima igroscopicità

- Stagionati naturalmente

- Trattamento ignifugo:

Sali di boro, vernici


- Tecniche di giunzione:

Colle viniliche, a spina, con elementi metallici

Caratteristiche Ambientali

- Rinnovabile;

- Riciclabile;

- Recurabile;

- Buone prestazioni energetiche;

I trattamenti del legno

Se trattato con prodotti derivati dalla sintesi petrolchimica (impregnanti per uso all'esterno, collanti e vernici protettive ricchi di formaldeide,solventi etc..), il legno può essere un materiale pericoloso per l’ambiente e per la salute umana.

Questi prodotti:

- determinano un pericolo in fase di produzione e di applicazione per gli addetti,

- tendono a rilasciare VOC nei primi mesi dopo la posa e modificano le prestazioni del legno (es: le vernici poliuretaniche per i pavimenti annullano l’igroscopicità del legno).

I trattamenti per la protezione e la cura del legno:

prodotti di derivazione vegetale o animale (olio di lino, resine di conifera, essenze di agrumi, cera d'api, etc..)

I semilavorati (i compensati, listellari, multistrati ecc) richiedono sempre l’uso di collanti dipendenti dall’industria petrolchimica. Es: la formaldeide (molto presente nei lavori di protezione ed incollaggio del legno)

Il legno – evoluzione del sistema costruttivo


Il legno per Usi Strutturali

Per l’uso strutturale vengono principalmente impiegati tre tipi di legno: il legno massiccio, il legno lamellare e il legno massiccio incollato a pettine.

Le essenze più utilizzate a tale scopo sono: abete, castagno, cipresso, faggio, larice, pino.

Il legno Lamellare

Il legno lamellare è costituito da tavole di legno massello piallate ed incollate tra loro. Il legno lamellare associa ai pregi estetici del legno massello qualità fisico meccaniche derivanti dalla sezione dei legnami ed una tecnica di realizzazione che lo rendono controllato e garantito.

Le prestazioni del legno lamellare ed i pregi rispetto al legno massello riguardano la lavorazione del materiale stesso con la possibilità di ridurre le imperfezioni intrinseche come sacche di resina e nodi.

L’elemento che si ottiene è pertanto più omogeneo e riesce a garantire levate prestazioni meccaniche. Per questo motivo il lamellare nelle grandi strutture consente di ottenere luci molto ampie con pesi assai contenuti.

Il lamellare, in relazione al suo processo di produzione, risulta meno sensibile del legno massiccio alle aggressioni biologiche causate da insetti e funghi e presenta una maggior resistenza ali agenti corrosivi.

Anche il lamellare come il legno massello richiede le accortezze costruttive tipiche del legno: deve essere protetto dagli agenti atmosferici, progettando i dettagli costruttivi in relazione alla caratteristica dl materiale (come il ristagno di umidità nell’attacco a terra).

Un aspetto fondamentale, però, che riguarda l’utilizzo del legno lamellare, è l’utilizzo di collanti spesso con elevati contenuti di formaldeide.

Materiali derivati dal legno

In commercio esistono molti materiali che derivano dal legno utilizzati per differenti scopi, quali la produzione di pannelli per la realizzazione di arredi, o per il termo-fonoisolamento degli edifici.

Per ottenere pannelli in fibra di legno vengono normalmente utilizzati scarti di legno da lavorazioni. Le fibre del legno vengono semplicemente sminuzzate e pressate senza l’aggiunta di collanti particolari, ma solo con lignina.


I pannelli così ottenuti sono traspiranti e antistatici presentano un basso velore di conducibilità termica, quindi sono termoisolanti e isolano anche acusticamente (12 cm di legno corrispondono in termini di isolamento termico a sei volte quello del mattone e a dodici volte quello del cemento, con una corrispondenza in spessori pari a 60cm di muro in mattoni e 120 cm di muro in cemento).

Il riciclo del legno

La maggior parte dei prodotti da costruzione a base di legno utilizza materia vergine, per cui il legname recuperato da travi, travetti, telai di infissi, può essere recuperato e riutilizzato direttamente, dopo il processo di nobilitazione che prevede pulitura, consolidamento ed altri trattamenti di conservazione.

In modo alternativo si stanno rendendo disponibili alcune alternative basate sugli scarti lignei di differente origine: possono essere elementi recuperati da edifici demoliti (travi, serramenti, parquet….), sfridi da cantiere di nuova costruzione, ecc…

Nel campo del riciclaggio del legno si registrano impieghi innovativi: ad esempio per la produzione di mattoni a basso coefficiente di trasmittanza termica o pannelli ed elementi a sezione profonda anche curvilinei, ottenuti unendo fibre di legno e miscele acquose.

Un recente studio della società americana, la Waste Alternative, ha sperimentato la possibilità di utilizzare le fibre di legno provenienti da impianti di riciclaggio C&D per la realizzazione di casseri a perdere per muri isolanti. I casseri sono stati realizzati in un composito legno-cemento che ha molti vantaggi: il prodotto è naturalmente resistente al fuoco ed alla putrefazione del legno, è acusticamente assorbente ed ha un buon indice di isolamento termico.

La chiave di successo del prodotto è risultata essere, oltre al processo produttivo, la possibilità di disporre di un materiale durevole, con energia incorporata ragionevolmente bassa, senza formaldeide e senza VOC, ed in ultimo esso stesso riciclabile.


L’ARGILLA

È un materiale presente nell’ambiente in quantità consistenti.

L’argilla costituisce, per le sue caratteristiche di assorbenza e di inerzia termica, un ottimo volano termoigrometrico in grado di creare un clima abitativo ideale: accumula e irraggia nuovamente il calore radiante prodotto all’interno delle abitazioni e tende ad equilibrare l’umidità relativa dell’aria interna.

I manufatti in argilla sono dotati, pertanto, di grandi capacità di traspirazione e di isolamento acustico.

L’argilla per essere biologicamente compatibile non deve essere addittivata con materiali sintetici.

In caso di porizzazione finalizzata ai miglioramento delle prestazioni termocoibenti dei laterizio, i materiali aggiunti all’argilla dovranno essere di origine vegetale o minerale come nel caso della polvere di legno, della perlite o di prodotti di scarto della produzione agricola come la pula di riso, mentre si dovranno escludere i materiali derivati dalla sintesi petrolchimica come il polistirolo, materiale privo di sostenibilità ambientale.

PRODOTTI EDILIZI DERIVATI DALL’ARGILLA

• Blocchi di ARGILLA CRUDA: (argilla + sabbia o paglia o fibre di legno) utilizzata nell’architettura vernacolare in Francia e Germania; tecniche attualmente in fase di “recupero”. Per murature non portanti, vengono oggi riproposti anche in Italia e rappresentano una soluzione ideale quando si possono realizzare strutture portanti i legno;

• LATERIZIO (argilla cotta): indicato, anche in zona sismica, per le murature portanti che dovranno essere monolitiche e di forte spessore, per ottimizzare le loro proprietà;

• ARGILLA ESPANSA: per realizzare: isolanti termo-acustico o blocchi in argilla espansa (conglomerato Cementizio + argilla espansa);

MATTONI DI ARGILLA CRUDA

Argilla cruda modellata a forma di mattone ed essiccata al sole. Materiale naturale, ecologico e riciclabile.

LATERIZIO

Il laterizio è da considerare un materiale ecologico:

• la materia prima, l’argilla, è abbondantemente disponibile in quasi tutte le regioni;

• la produzione regionale rende le vie di trasporto relativamente brevi;

• il materiale possiede buone caratteristiche igrometriche;

• dismesso e frantumato può essere reimpiegato per la costruzione dei sottofondi di strade e di piste, per la produzione di inerti da calcestruzzi (elementi speciale, canne fumarie, coccio pesto, ecc.).


Possibilità di riciclo

Previa triturazione e controllo:

- cocciopesto per intonaco (solo laterizio)

- per riempimenti stradali (insieme ad altre macerie)

- riuso dei componenti (mattoni) previa demolizione e selezione

RIUSO-RECUPERO-RICICLO

Se il componente non presenta un buon stato di conservazione ed i componenti costitutivi risultano compromessi nell’aspetto geometria e funzione, è consigliabile prevedere stoccaggio separato dei laterizi ed avviarli a frantumazione per l’utilizzo quale aggregato riciclato.

• I laterizi sono componenti che presentano un’elevata attitudine al riuso sia per la stessa destinazione che per le altre funzioni.

• E’ possibile prevedere un riuso secondario dal punto di vista prestazionale, ad esempio da laterizio per struttura portante a laterizio per partizioni interne o tamponamenti.

Caratteristiche di “non compatibilità ambientale”

• La cottura ad alta temperatura che varia a seconda dei prodotti tra i 900 e i 1200 °C, esige un’elevata quantità di energia;

• L’estrazione in cave può comportare sensibili interventi nel paesaggio;

• Le argille usate possono essere leggermente radioattive (per la presenza di gas Radon) ma la loro radioattività è normalmente troppo bassa per causare effetti negativi sulla salute.

LATERIZIO PORIZZATO

Utilizzato per il miglioramento delle prestazioni termocoibenti con materiali di origine vegetale

(polvere di legno, perlite, pula di riso – NO polisitrolo).

L’ARGILLA ESPANSA

“Materiale costituito da granuli di argilla espansa, caratterizzata da una struttura interna cellulare racchiusa entro una scorza dura e resistente”

• E' un inerte leggero, naturale ed isolante termicamente ed acusticamente, caratterizzato da bassa igroscopicità.

• È destinato all'impiego in sottofondi, alleggerimenti e isolamenti.

• Permette applicazioni in luoghi umidi (esempio massetti).

• È un materiale riutilizzabile e smaltibile.


I MATERIALI LAPIDEI

• L’utilizzo di pietre naturali per la realizzazione di murature portanti non comporta un costo energetico elevato per le fasi di prima lavorazione del materiale.

• Da valutare in relazione al luogo di provenienza del materiale, l’incidenza delle fasi di trasporto e movimentazione.

• ...


• Notevole impatto ambientale derivante dalla cavazione

• Possibile contenuto di radioattività naturale (come graniti o pietre di origine vulcanica come il tufo).

La PIETRA:RIUSO-RECUPERO-RICICLO

• I blocchi in pietra rappresentano un prodotto altamente recuperabile e/o riciclabile.

• Se l’elemento presenta una buona prestazione residua, infatti, è consigliabile recuperarne sia la funzionalità che il contenuto energetico e materico avviandolo al RIUSO previa operazione di pulitura.

• E’ possibile avviare il prodotto a riciclo.

• I potenziali impieghi della pietra riciclata sono molteplici, questi infatti dopo essere stati sottoposti a frantumazione potranno essere avviati alla realizzazione di nuovi componenti.

IL CALCESTRUZZO

Le caratteristiche fisico tecniche:

- mantiene a lungo l'umidità,

- scarsa traspirabilità ed elevata conducibilità,

- richiede complesse opere di isolamento termoacustico e in qualche caso l'utilizzo di additivi chimici specifici a forte impatto ambientale.

Per la realizzazione di blocchi per muratura:

• Buon accumulo termico

• Buona coibenza e traspirabilità

• Buona resistenza al fuoco

• Basso costo

Blocchi da intonaco Blocchi facciavista


Più interessanti dal punto di vista bioedile i blocchi per muratura in:

-cemento e argilla espansa

-Legno - cemento (fibre di legno mineralizzate)

Impiego di cemento puro:

• Certificato

• Esente da radioattività

• Senza additivazione di scarti da altre lavorazioni e prodotti chimici di sintesi

Il calcestruzzo armato è, sia per motivi normativi che pratici, la soluzione più consigliata per realizzare fondazioni e alcuni elementi strutturali.

Possibilità di riciclo:

Il c.a., previo trattamento in appositi stabilimenti, può essere diviso in:

- calcestruzzo: riciclabile, se privo di sostanze pericolose, per massetti, sottofondazioni, riempimenti;

- ferro: riciclabile nello stesso ciclo produttivo.

Blocchi-cassero in cemento e legno mineralizzato


Calcestruzzo armato: Recupero e Riuso

L’innovazione dei materiali: cementi e leganti fotocatalitici

Il principio fotocatalitico TX Active® è la base dei cementi e dei leganti fotoattivi formulati e brevettati da Italcementi. Viene impiegato nella produzione dei più vari prodotti cementizi - dalle pitture alle malte ai manufatti prefabbricati - con i quali vengono realizzate pavimentazioni, intonaci e ogni tipo di struttura o rivestimento orizzontale e verticale.

Separazione delle macerie frantumazione

Selezione del ferro Granulometria inerti riciclati


La fotocatalisi è il fenomeno naturale, con molte affinità con la sintesi clorofilliana, per cui una sostanza, chiamata fotocatalizzatore, attraverso l’azione della luce naturale o artificiale, attiva un forte processo ossidativo che porta alla trasformazione di sostanze organiche e inorganiche nocive in composti assolutamente innocui.

La fotocatalisi è quindi un acceleratore dei processi di ossidazione che già esistono in natura. Favorisce una più rapida decomposizione degli inquinanti evitandone l’accumulo.

I METALLI E LE LEGHE METALLICHE:

- L’ACCIAIO;

- L’ALLUMINIO;

- IL RAME;

- L’OTTONE;

- IL TITANIO.

I METALLI

Caratteristiche

I metalli sono elementi indispensabili in edilizia e nell’industria ma, dati i consumi di energia e di risorse non rinnovabili richiesti dalla produzione dei metalli vergini, è necessario preferire l’utilizzo di metalli facilmente riciclabili e/o riciclati, limitando il loro utilizzo ai casi in cui esso sia effettivamente giustificato.


- Attività estrattive;

- Sono risorse esauribili presenti in natura in piccole quantità;

- Elevato consumo energetico in fase di produzione e lavorazione;

- Le fasi di fusione e raffinazione liberano in aria e acqua grosse quantità di inquinanti (ossidi di zolfo, arsenico, piombo e altri metalli pesanti).

L’ACCIAIO

L'acciaio è una lega a base di ferro, contenente carbonio in quantità variabile fino ad un massimo del 2%, a cui si aggiungono altri elementi (metallici e non) per conferirgli particolari proprietà .


Sistemi costruttivi a secco

Il 40% della produzione mondiale di acciaio è costituita da materiali di riciclo (rottami di ferro), per cui l’acciaio risulta essere, per quantità, il materiale più riciclato: 350 milioni di tonnellate all’anno, che costituiscono un notevole risparmio di energia e di risorse naturali.

Prestazioni ambientali

• Interamente e infinitamente riciclabile;

• Si ricava principalmente da rottami;

• La media di acciaio riciclato contenuto in ogni prodotto inox è circa del 70%;

• Non presenta nocività o emissioni nocive se non trattato con prodotti ignifughi;

• La compattezza della superficie metallica ne garantisce l’igienicità non consentendo l’annidamento di batteri;

• …

Recupero - Riuso - Riciclo

• Gli elementi strutturali in acciaio sono interamente smontabili e completamente riusabili in nuove strutture;

• Gli elementi sono completamente riciclabili in presenza di basse prestazioni residue come materia destinata alla rifusione;

• La separazione dei metalli da macerie generiche, viene facilmente attuata negli impianti fissi di trattamento tramite l’utilizzo di separatori elettrodinamici, detti deferrizzatori che consentono il recupero integrale del materiale;

• L’acciaio, tradotto in fili normali o zincati mediante trafilatura a freddo del filo metallico laminato, tagliato e piegato, può essere utilizzato nella pasta cementizia per pavimentazioni industriali, aeroportuali in sostituzione della rete elettrosaldata ottenendo migliori risultati poiché conferisce migliore elasticità al calcestruzzo


L’ALLUMINIO L’alluminio reperibile in natura viene estratto dalla bauxite, minerale molto comune (costituisce circa l’8% della crosta terrestre), che si presenta sotto forma di argilla granulosa o rocciosa di vario colore (rosa, rossa, bruna, grigia).

L’alluminio così prodotto è detto alluminio primario, che si differenzia da quello secondario prodotto dal riciclaggio dei rottami di alluminio.

L’alluminio richiede l’aggiunta di piccole quantità di altri metalli - nichel, titanio, zirconio, cromo, bismuto, piombo, cadmio, scandio ed anche stagno e ferro - che ne esaltino determinate proprietà fisiche e meccaniche.

L’alluminio ha buone proprietà:

- leggero ma resistente agli urti;

- durevole;

- resistente alla corrosione

Esempi di strutture in acciaio con coperture: - In legno - Con pannelli metallici

Qualunque sia la lega il contenuto di alluminio è comunque superiore al 90%.


- ottimo conduttore termico ed elettrico

L’alluminio è un materiale totalmente riciclabile. Il suo recupero e riciclo, oltre a evitare l’estrazione di bauxite, consente di risparmiare il 95% dell’energia richiesta per produrlo partendo dalla materia prima.


- E’ uno degli elementi più diffusi sulla crosta terrestre, secondo solo ad ossigeno e silicio;

- E’ Riciclabile;

- Il riciclo richiede un dispendio energetico 25-30 volte inferiore a quello richiesto per la produzione di alluminio vergine;

- Il materiale secondario ha inoltre le stesse caratteristiche di quello primario a causa del minimo deterioramento e della notevole resistenza a incorporare impurità nella fase di utilizzo;

- Circa il 30% della produzione mondiale di alluminio proviene dal metallo recuperato;

- In Italia vengono trasformate ogni anno 376.000 tonnellate di rottame, ovvero il 34% del consumo totale.

- L’alluminio è facilmente separabile dal resto delle macerie e dai metalli ferrosi con l’utilizzo di separatori elettrodinamici;


• Estrazione estremamente costosa – per produrre 1t di alluminio sono necessarie 4t di bauxite;

• Elevato consumo energetico in fase di produzione – pari al doppio dell’acciaio;

• Le vernici impiegate per il trattamento dell’alluminio sono a base di resine acriliche, epossidiche, poliesteri e poliuretaniche che sono potenzialmente emissive e causa di fumi nocivi in caso di incendio;

LE LEGHE METALLICHE

Le leghe metalliche sono miscele di metalli o di metalli e non metalli che solidificando presentano proprietà metalliche.

Sono ottenute generalmente a partire dai metalli allo stato fuso e poi raffreddando con cautela.

Permettono di ottenere proprietà specifiche o ottimizzare un insieme di proprietà.


LE LEGHE DI RAME

Il rame ha una spiccata capacità di legarsi agli altri metalli, che ne rafforzano le caratteristiche meccaniche e chimico-fisiche.

Le leghe del rame: ottoni, bronzi, cupronickel

Lo zinco e il rame formano la famiglia più numerosa e utilizzata: gli ottoni (a seconda del tenore di zinco presente, offrono caratteristiche molto diverse )

Lo stagno e il rame danno origine ai bronzi, il cui uso più noto è quello artistico.

Il binomio rame-nickel forma il gruppo delle leghe denominate cupronickel, di particolare interesse per la loro resistenza alla corrosione.


• È un materiale riciclabile;

• Il rame riciclato può essere sottoposto a processi di raffinazione che gli consentono di mantenere le sue proprietà;

• Il mercato del rame riciclato non è molto sviluppato: solo il 20% del rame in circolazione deriva da riciclo.


• è relativamente diffuso in natura;

• Le leghe di rame contenenti cadmio provocano emissioni dannose sulla salute umana;


Gli elementi di rivestimento vengono posati semplicemente appoggiandoli e fissandoli poi tra di loro.

• rivestimento a scaglie

Uffici amministrativi WeberHaus, Rheinau/Linxs, Germania architetto Dipl.-Ing. Günter Hermann, Stoccarda costruttore Wittenauer GmbH, Sasbach

Il sistema

• rivestimento orizzontale

• rivestimento a nido d’ape

Il rame, le applicazioni in architettura

Con l’impiego di uno speciale procedimento industriale, le lastre in rame vengono patinate in verde su di un lato. Lo strato di ossido ha origine dal rame stesso – così come avviene in natura, ma solo in tempi molto più lunghi, con l’esposizione del rame all’influsso degli agenti atmosferici

Il sistema

Doghe verticali

Doghe orizzontali



IL TITANIO E LE SUE LEGHE

Il Titanio è un elemento metallico presente in natura sotto forma di ossido.

Il Titanio è disponibile sul mercato come Titanio puro o come lega.

Principali caratteristiche chimico fisiche del Titanio e sue leghe :

- Elevata resistenza alla corrosione

La copertura della Chiesa è stata realizzata utilizzando scandole in rame, scelte per la loro caratteristica unica di modificare aspetto con il passare del tempo; da qui deriva il colore verde rame che conferisce uno stile unico all'intera opera del grande architetto. Per il complesso design si sono resi necessari ben 19.500 m2 di questo materiale.


Renzo Piano La Chiesa del pellegrino San Giovanni Rotondo

L’ottone, le applicazioni in architettura

Chiesa di S. Giacomo, Laives (BZ) architetti: Höller & Klotzner Architetti, Merano (BZ) installatore: Lavorazioni Metalli Renon SNC, Collalbo (BZ)

Superficie in ottone, ottenuta da una lega di rame e stagno. Con l’esposizione alle intemperie, il colore rosso-dorato della superficie si modifica. Dopo un’iniziale opacità, assume un colore verde-bruno, che successivamente sfuma gradualmente in una tonalità grigio-marrone, sino a tramutarsi in un intenso marrone-antracite. Sulle superfici inclinate si forma poi uno strato di patina che le caratterizza in modo del tutto singolare.


- Buona resistenza meccanica (soprattutto nelle leghe)

- Leggerezza (4.5 Kg/dm3)

- Basso coefficiente di dilatazione termica

- Elevata elasticità

Queste eccezionali caratteristiche hanno permesso un notevole incremento dell' utilizzo del Ti in molti settori.

Con laminazione, trafilatura ed estrusione si ottengono i principali semilavorati disponibili sul mercato: barre, nastri, fili, lamiere e tubi.

Lastre Ottagonali

Si impiegano per manti a piccoli elementi per la realizzazione di coperture, ma si possono utilizzare anche per rivestimenti di pareti esterne. Si fissano su listelli in legno, assiti o pannelli in compensato e connessi con elementi di connessione e speciali a disegno.

Lastre Quadrate

Si impiegano per manti a medi elementi per la realizzazione di coperture e di rivestimenti esterni (anche per realizzare facciate ventilate).

Lamiere Grecate

Si tratta di elementi grecati con imbutitura di irrigidimento negli elementi piani. Si impiegano per manti di copertura ad elementi di grandi dimensioni per applicazioni sia in edilizia industriale sia in quella civile.


LE MATERIE PLASTICHE

• Le Plastiche sono costituite da macromolecole dette polimeri che sono catene di molecole più piccole, dette monomeri.

Il titanio e le sue leghe le applicazioni in architettura

Renzo Piano Auditorium Parco della Musica Roma La struttura dei gusci esterni ed il rivestimento in Piombo Preossidato

I Metalli in edilizia …altre applicazioni


• Le materie plastiche sono sostanze artificiali prodotte dall’industria utilizzando soprattutto petrolio oltre che gas naturale e carbone per l’energia

Le materie plastiche più diffuse sul mercato dei prodotti di consumo sono:

• il PE, polietilene. ( sacchetti, bottiglie e flaconi per detergenti, giocattoli, pellicole e altri imballi);

• il PP, polipropilene. per usi diversissimi: dagli oggetti per l’arredamento ai contenitori per alimenti, dai flaconi per detersivi e prodotti per l’igiene personale, alle moquette, ai mobili da giardino;

• il PVC, cloruro di polivinile. (film e tubi. Lo si trova anche tra i muri di casa, nelle porte, nelle finestre o nelle piastrelle)

• il PET, polietilentereftalato. Oltre che trasformarsi in fibre sintetiche e nastro per cassette, è utilizzato soprattutto per le bottiglie per bibite e l’acqua minerale;

• il PS, polistirene. ( polistirolo): vaschette per alimenti, posate, piatti, tappi, isolanti.

CARATTERISTICHE

Le caratteristiche vantaggiose delle materie plastiche rispetto ai materiali metallici e non metallici sono la grande facilità di lavorazione, l'economicità, la colorabilità, l'isolamento acustico, termico, elettrico, meccanico (vibrazioni), la resistenza alla corrosione e l'inerzia chimica, nonché l'idrorepellenza e l'inattaccabilità da parte di muffe, funghi e batteri.

Lo smaltimento dei rifiuti plastici, quasi tutti non biodegradabili, avviene di solito per riciclaggio o per stoccaggio in discariche.

Il riciclo

Molti tipi di plastica possono essere facilmente riciclati (è il caso del PET principalmente avviato alla produzione di nuovo polimero, di poliesteri, e su cui è attiva l'organizzazione europea PetCore).

Per altri tipi di plastica (specie di bassa qualità e/o termoindurenti) la procedura è più complessa, in quanto il costo di rilavorazione è generalmente superiore al costo di produzione di plastica nuova.

Le numerosissime materie plastiche presenti sul mercato non possono essere mescolate fra di loro: un circolo vizioso da cui è difficile uscire, ma non impossibile (basta averne la volontà politica).

Impianti a tecnologia avanzata permettono ad esempio di separare automaticamente le varie tipologie di plastiche in tempi rapidi e quindi economicamente vantaggiosi, e sono già stati adottati in diversi paesi.


CARATTERISTICHE DI “NON COMPATIBILITA’ AMBIENTALE”

• Non è un materiale biodegradabile;

• Difficoltà di smaltimento;

• Non sempre riciclabile;

• …

LE “GOMME NATURALI”

Le gomme naturali si ottengono coagulando il lattice ricavato da piante tropicali (in particolare Hevea brasiliensis) e raccolte tramite incisione del tronco della pianta.

Hanno le seguenti caratteristiche:

• Elasticità, resistenza alla fatica;

• Ottime caratteristiche meccaniche,

• Elevata igienicità per le proprietà antibatteriche, anallergiche e l’alta traspirabilità

• Scarsa resistenza agli agenti atmosferici, alla temperatura ed a molti composti chimici.

LA “BIO-PLASTICA”

I problemi ambientali legati alla non biodegradabilità delle materie plastiche, hanno incentivato negli ultimi anni la diffusione della bioplastica, in cui una piccola percentuale di resina è sostituita da farine vegetali quale quella di mais.

Con il PET riciclato maglioni, "pile", moquette, interni per auto, lastre per imballaggi vari.

tubi, scarichi per l’acqua piovana….soprattutto per il settore edile (iglu per vespai areati, ecc..).

Dal riciclo di PET, PVC e PE è possibile ottenere nuove risorse

Con il PVC riciclato

iglu impermeabilizzazione

Recupero-Riuso-Riciclo


Il tempo di decomposizione è di qualche mese in compostaggio contro i 1000 richiesti dalle materie plastiche. Le plastiche bio, oltre ad essere organici col vantaggio della biodegradabiità, hanno il pregio di non rendere sterile il terreno sul quale vengono depositati.

L’ARGILLA

È un materiale presente nell’ambiente in quantità consistenti.

L’argilla costituisce, per le sue caratteristiche di assorbenza e di inerzia termica, un ottimo volano termoigrometrico in grado di creare un clima abitativo ideale: accumula e irraggia nuovamente il calore radiante prodotto all’interno delle abitazioni e tende ad equilibrare l’umidità relativa dell’aria interna.

I manufatti in argilla sono dotati, pertanto, di grandi capacità di traspirazione e di isolamento acustico.

I MATERIALI PER LE FINITURE SUPERFICIALI: LA CALCE

Caratteristiche

- Ottima reperibilità

- basso contenuto energetico in fase produttiva

Prodotti minerali

calcari, argille, marmo ,

rocce ….

materiali silicei: sabbia, ghiaia, ciottoli,

grès, granito….

Prodotti e Componenti derivanti

Mattoni in terra cruda, Laterizi, Argilla espansa, Pietra, Cemento, Calcestruzzo, ….


- garantisce alle murature ottime doti di traspirabilità

Utilizzo

- Come legante per malte e intonaci

- Come componente per pitture

CALCE IDRAULICA

Può sostituire il cemento nei massetti, nei sottofondi, negli intonaci rustici garantendo maggiore traspirabilità, coibenza doti fondamentali negli intonaci per garantire regolazione termoigrometrica e condizioni microclimatiche interne positive ed equilibrate.

IL GRASSELLO DI CALCE (CALCE SPENTA)

Materiale base per i lavori di finitura e soprattutto per gli intonaci dove garantisce il completamento del pacchetto di muratura secondo i criteri della regolazione termoigrometrica e della traspirabilità

I MATERIALI DA RIVESTIMENTO: ARGILLA E LEGNO

Alcune Tipologie: Ceramica, cotto, gres, klinker, piastrelle, parquet

Argilla (ceramica):

le altissime temperature di cottura determinano una vetrificazione del materiale che gli fa perdere le sue doti di assorbenza e traspirabità in cambio di una necessaria impermeabilità

l'industria ceramica italiana ha un forte impatto ambientale determinato soprattutto dai prodotti utilizzati per la decorazione, spesso coloranti sintetici o a base di metalli pesanti pericolosi

Legno:

Evitare

- verniciature con prodotti sintetici

- incollaggi a base di formaldeide

Pavimenti tessili in fibre vegetali (cocco, sisal ecc.) o animali (lana): per i problemi igienici legati all’accumulo di polvere, acari e altri microrganismi vanno usati con molta parsimonia

I MATERIALI COIBENTI

Le doti richieste ad un materiale per la coibentazione termoacustica sono:

- la traspirabilità


- l’igroscopicità

- la resistenza al fuoco

- la resistenza a muffe, funghi, insetti, roditori senza l’utilizzo di prodotti sintetici

- l’assenza di odore

- l’assenza di radioattività

Materiali coibenti di origine vegetale

- Il sughero

- legno mineralizzato

- fibre di legno

- Cellulosa riciclata

- Fibra di cocco, juta, cotone, lino, canapa

Materiali coibenti di origine minerale

- Calcio silicato

- vermiculite, perlite

- Lana di roccia e di vetro

Materiali coibenti di origine animale

- Lana di pecora

MATERIALI COIBENTI VEGETALI: IL SUGHERO

Corteccia composta da un tessuto cellulare spugnoso, morbido e resinoso costituito da milioni di alveoli che si stratificano lentamente, la corteccia, una volta asportata, si riproduce nell'arco di 10 anni. dalla polpa: granulato con diverse sezioni, può essere utilizzato senza ulteriori lavorazioni come ottimo materiale coibente :

- in intercapedini di murature, pavimenti e coperture o legato con calce o vetrificanti minerali specifici, nei massetti sottopavimento

- agglomerato in pannelli per l’effetto combinato del calore e della compressione

I pannelli per essere di qualità devono essere:

- Privi di residui legnosi che favoriscono l’insorgere di muffe

- Non legati con colle sintetiche ma dalle capacità autocollanti della suberina (parte resinosa che sottoposta a calore si scioglie legando i granuli, ma libera benzopirene prodotto naturale ma tossico e dall'odore sgradevole


Caratteristiche

- ottimo potere coibente termico e acustico

- grande traspirabilità

- Impermeabilità

- inattaccabilità da insetti e roditori

MATERIALI COIBENTI VEGETALI: I PANNELLI DI LEGNO MINERALIZZATO

Con fibre di legno in genere di pioppo, pianta a rapido accrescimento, vengono realizzati pannelli con ottime qualità:

- coibenza termica e acustica

- traspirabilità

- igroscopicità

- inattaccabilità da insetti e roditori

- ottima resistenza al fuoco

Processo produttivo:

utilizzo di ossisolfato di magnesio (magnesite caustica e solfato di magnesio) che impregna, lega e mineralizza le fibre del legno.

L’impasto viene sottoposto ad alta temperatura e compressione e formato in pannelli.

Il legno perde le parti organiche deperibili e si mineralizza assumendo ottima resistenza al fuoco

MATERIALI COIBENTI VEGETALI: I PANNELLI IN FIBRA DI LEGNO

Dagli scarti delle segherie (riciclaggio di cortecce e rami di conifere non trattate chimicamente):

- completamente biodegradabile

- riciclabile

- per coibentazione termica e acustica di pavimenti, pareti e coperture.

Le fibre di legno vengono aggregate senza compressione per effetto del potere collante della lignina (resina naturale presente nella fibra stessa)

Materia prima: scarti di legno ricavati dalla decortificazione dei tronchi.

Lavorazione: i resti del legno vengono tagliati in misure precise e successivamente sfibrato producendo una lanuggine che viene bollita e pressata.

Prodotto finale: pannello assemblato senza collanti


Caratteristiche:

- elevata capacità di dispersione del vapore

- ottimo isolamento

- ottime caratteristiche di isolamento acustico ed anticalpestio

- assolutamente ecologico

- elevata traspirazione, quindi ambienti più sani

- elevata stabilità

- facilmente lavorabile e gradevole da trattare in quanto legno

- nessun componente artificiale.

MATERIALI COIBENTI VEGETALI: FIBRA DI CELLULOSA RICICLATA

Proveniente da riciclaggio dalla trasformazione della carta dei quotidiani grazie all'utilizzo di componenti minerali naturali (in genere sali di boro),

Caratteristiche

- non infiammabile inattaccabile dalle muffe, dai roditori e dagli insetti

Utilizzo

Il materiale viene insufflato nelle intercapedini di pareti e coperture

Materiali coibenti vegetali: Fibra di cocco, cotone, juta

- Materie prime rinnovabili

- Riciclabili

- Indispensabile la certificazione per la provenienza da coltivazioni in cui non si sia fatto uso di prodotti chimici.

MATERIALI COIBENTI MINERALI: CALCIO SILICATO

Caratteristiche

- materiale poroso

- pannelli leggeri, molto resistenti a compressione, di grande precisione dimensionale e di facile lavorabilità

- ininfiammabili e molto resistenti al fuoco

- privi di radioattività

- privi di emissione di polveri o altri agenti irritanti,

- traspiranti e riciclabili (per la produzione di cls).


Produzione

Prodotto in autoclave partendo da sabbie silicee, calce idraulica e una piccola percentuale di fibre di cellulosa con funzione di rinforzo.

MATERIALI COIBENTI MINERALI: VERMICULITE, PERLITE

- Si usano a secco come riempimenti in intercapedini

- soprattutto come inerte per intonaci leggeri coibenti con buone prestazioni di coibentazione termoacustica

- Va garantita l'assenza di radioattività.

Produzione

Dalla frantumazione e successiva espansione per effetto di alte temperature di minerali (V) e di una roccia vulcanica (P).

FIBRE MINERALI: LANA DI ROCCIA, LANA DI VETRO, AMIANTO.

- pericolosità delle microfibre: si possono liberare nell'aria dell'ambiente microfibre particolarmente irritanti per le mucose dell'apparato respiratorio.

- nella produzione e nel confezionamento in pannelli di questi materiali sono utilizzati prodotti collanti di origine petrolchimica.

Vermiculite Perlite

laboratorio di conoscenza dell’architettura materiale · 2011-08-03 · laboratorio di conoscenza...

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