Sostenibilità e sicurezza della muratura armata in laterizio nella scuola Sandro Pertini a Bisceglie. Il progetto

L’articolo illustra il progetto, recentemente completato e inaugurato, di una nuova scuola dell’infanzia in Puglia modello di architettura pubblica sostenibile ed esempio di “edificio a energia quasi zero” in zona sismica 3.

Il progetto

“Terra Madre” è il progetto vincitore del concorso di progettazione per la realizzazione di una scuola dell’infanzia e dell’antistante piazza pedonale, indetto dal Comune di Bisceglie (BT), all’interno del Progetto “Qualità Italia” promosso dal Ministero dei Beni e delle Attività Culturali, recentemente completata e inaugurata.

L’innovativo impianto planimetrico della scuola è caratterizzato da uno schema che alterna spazi serviti a spazi di servizio definiti da pareti ortogonali e parallele realizzate in muratura di laterizio armato. Quest’ultimo viene intercettato da un corridoio anulare dalla forma fluida che si presta per essere utilizzato come area per attività didattiche libere e che lega e collega tutte le funzioni interne ed esterne: l’ingresso principale, la “reception”, la stanze dei maestri, gli uffici, la palestra, le aule didattiche, la mensa, la corte centrale, il giardino perimetrale, la piazza pubblica.

Nella corte centrale, una vera e propria aula all’aperto, sono state messe a dimora essenze del paesaggio locale con alberi e arbusti della macchia mediterranea . Nel giardino perimetrale è stata prevista la realizzazione di piccoli orti didattici con alberi da frutto e vivai dove gli alunni possano apprendere come frutta, verdura e ortaggi vengono coltivati, favorendo esperienze multisensoriali. Il sistema costruttivo del fabbricato scolastico, realizzato in setti murari di laterizio armato, è stato scelto per la specificità di materiale biocompatibile, per le caratteristiche di isolamento/inerzia termica e di protezione acustica, e per gli elevati requisiti antisismici e di sicurezza antincendio.

A rafforzare la sensibilità ambientale del progetto sono stati messi in opera componenti edilizi sostenibili e adottate soluzioni tecniche passive in grado di ridurre il fabbisogno energetico sia nella fase di costruzione che nella gestione del fabbricato. Tra questi ultimi vi è sicuramente: il corretto orientamento dell’edificio e dei singoli ambienti, la peculiare forma del fabbricato e la presenza della corte aperta centrale che favorisce l’illuminazione e la ventilazione naturale, le stratigrafie dell’involucro esterno e della copertura ad alta prestazione energetica, gli infissi a taglio termico e i vetri camera a controllo solare, la presenza di pergolati in legno e di alberature per ridurre l’eccessivo irraggiamento estivo sulle ampie vetrate.

Tutto ciò - unitamente all’utilizzo di lampade a LED sia nella scuola che nella piazza, allo sfruttamento di energia proveniente da fonti rinnovabili, alla presenza di una pompa di calore con un elevato COP1 - ha consentito di raggiungere l’importante obietivo di “edificio ad energia quasi zero” (cosiddetto nZEB). In particolare sono presenti, e ben integrati con la copertura, circa 40kW di pannelli fotovoltaici che consentono di produrre l’energia per il funzionamento della scuola. Grazie, inoltre, all’innovativo impiego di circa 30kW di batterie di accumulo è possibile l’autoconsumo dell’energia prodotta in eccesso, che può così essere riutilizzata nei giorni di maltempo e nelle ore notturne per illuminare la scuola, il giardino di pertinenza, la piazza e le strade adiacenti. Le pavimentazioni esterne dell’edificio sono interamente drenanti e la copertura consente di raccogliere le acque meteoriche che, stoccate in un serbatoio interrato, possono essere riutilizzate per irrigare il giardino.

Il complesso strutturale

L’edificio è costituito da un unico corpo di fabbrica ad un piano di forma sostanzialmente rettangolare, al cui interno si sviluppa una corte curvilinea. La struttura portante dell’edificio e costituita da “scatole” rettangolari chiuse, con un lato molto maggiore dell’altro, realizzate in muratura di laterizio armata di spessore pari a 35 cm.

La corte interna all’aperto è delimitata da un corridoio con una geometria anulare irregolare, con copertura realizzata da una soletta incalcestruzzo armato gettato in opera di 16 cm di spessore. La stessa si appoggia, verso l’esterno, sulle strutture portanti dell’edificio (muratura in laterizio armato e travi in calcestruzzo armato) e, verso l’interno, su colonne in acciaio e setti strutturali in muratura armata la cui funzione è quella di assorbire i carichi verticali e trasferirli alla fondazione. I carichi orizzontali, quali vento e azioni sismiche (zona sismica 3, classe d’uso III), sono stati affidati alle “scatole” rettangolari chiuse, veri e propri nuclei in muratura armata di laterizio.

Le fondazioni

L’edificio presenta strutture di fondazioni di tipo diretto su travi rovesce, con sezioni diverse al fine di ridistribuire le tensioni sul terreno in modo omogeneo. Il terreno sottostante, per circa metà dell’area di intervento, è caratterizzato dalla presenza di riporti calcarenitici di poca consistenza (per la presenza di cave presenti in epoca passata), mentre la restante porzione del lotto è costituita da sabbie calcarenitiche ben addensate. Ai fini della bonifica è stato asportato il terreno vegetale per circa 1,50 m e i riporti calcerenitici fino ad una profondità di 3,00 m in modo da scoprire gli strati più addensati; successivamente, è stato ricostituito il piano fondale posto ad 1,50 m dal piano campagna, tramite rinterro con misto granulare ricompattato. Le operazioni di bonifica del terreno di fondazione hanno previsto l’utilizzo di misto granulare stabilizzato ottenuto dalla selezione di ghiaia fine di natura mineralogica prevalentemente calcarea con l’aggiunta di pietrisco e applicato in strati di spessore non inferiore a 10 cm e non superiori a 30 cm, opportunamente costipati mantenendo l’umidità prossima al valore ottimale. Durante le operazioni di bonifica del terreno di fondazione sono state eseguite prove di densità, prove di compattazione e prove di carico su piastra. In base alle indicazioni fornite dalla relazione geologica e alla valutazione del modello geotecnico di riferimento considerato e, tenendo conto della geometria, del tipo di struttura in elevazione in muratura di laterizio armata e dell’entità dei carichi, si è scelto di realizzare una fondazione superficiale costituita da travi rovesce e piastre di fondazione in calcestruzzo armato poste al di sotto dei setti strutturali. L’attacco alla fondazione è posta alla quota di -1,10 m dal piano campagna.

Attacco della muratura armata alla fondazione

Prima del getto del calcestruzzo oltre ai ferri di armatura della fondazione, sono stati giustapposti ferri di armatura verticali con passo 75 cm, costituiti da barre ad aderenza migliorata Ø16 ad “L”. Tali ferri di attesa (con lato inferiore di 35 cm e lato superiore di 136 cm) risultano annegati nel calcestruzzo ed emergono dalla fondazione per oltre 96 cm al fine di consentire la ripresa del getto e la sovrapposizione di oltre 60 diametri con un altro ferro verticale, così come previsto dalla normativa. Il foro presente nel blocco di laterizio, predisposto per l’inserimento della armatura verticale di diametro Ø16, è stato riempito della stessa malta di classe M10 (classe di esecuzione 2) utilizzata per il collegamento dei blocchi di laterizio sia nei giunti orizzontali che verticali.

La muratura armata in elevazione

La possibilità di abbinare l’armatura ad una muratura in laterizio fa sì che un materiale tradizionale e biocompatibile acquisisca prestazioni eccezionali e consenta una grandissima libertà di espressione permettendo agli architetti la realizzazione di forme libere e di ampie aperture.

La muratura armata è il risultato di una ormai più che trentennale attività di ricerca, i cui esiti sono stati puntualmente ripresi dalla normativa vigente nazionale ed europea, che ha consentito di mantenere le costruzioni in muratura competitive nei confronti delle altre tipologie costruttive dal punto di vista dei requisiti prestazionali, anche nelle condizioni di massime sollecitazioni sismiche, con innegabili vantaggi economici.

Seguendo i criteri di progetto, i requisiti e i metodi di analisi fissati dalle norme tecniche in vigore, sono realizzabili anche in zone con alta sismicità edifici in muratura armata caratterizzati da significativi livelli di sicurezza. La struttura di una costruzione di muratura armata in laterizio è costituita da elementi resistenti pieni o semipieni (percentuale di foratura rispettivamente ≤ 15% o ≤ 45%), collegati tra loro mediante giunti continui di malta, nella quale sono inserite armature metalli che verticali e orizzontali.

Nella scuola di Bisceglie, la muratura è stata messa in opera prevedendo ogni 3 ricorsi di blocchi semipieni di laterizio rinforzi orizzontali annegati nei letti di malta. A seconda delle zone, il rinforzo orizzontale è stato realizzato con ferri di armatura 2Ø8 oppure 2Ø10. Avendo i blocchi un’altezza di 19 cm è stato possibile posizionare staffe orizzontali ogni 60 cm circa. Particolare cura si è prestata nella esecuzione dei nodi delle murature armate ad “L” e a “T”, le staffe sono state posizionate su due livelli sfalsati nelle murature tra loro ortogonali e sono state previste delle ulteriori staffe di chiusura ad U che abbracciano l’ultimo ferro verticale alla fine di ogni elemento rettilineo.

La muratura è stata eseguita con giunti di malta continui sia in verticale, sia in orizzontale e con lo sfalsamento dei blocchi di circa 8÷10 cm. I blocchi sono stati preventivamente bagnati per immersione prolungata in apposite vasche (internamente sature d’acqua ma con superficie asciutta), in modo che risultasse massima l’adesione fra la malta e il laterizio. Si è avuta molta attenzionenella posa, per assicurare il ricoprimento delle barre di armatura orizzontali, allettandole nello spessore della malta tra un ricorso e il successivo, posizionandole a 6 cm circa dal profilo esterno della muratura. Stessa cura è stata rivolta nelriempimento dei fori destinati all’alloggiamento delle armature verticali poste ogni 75 cm circa.

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Rubrica a cura di ANDIL

Articolo tratto da CIL 174