Costruire in laterizio: come una tecnologia del passato guarda al futuro

Il laterizio è un elemento costruttivo importante che, al contrario di quanto pensano molte persone, è ancora ampiamente utilizzato. La ricerca e l’evoluzione tecnologica ha portato ad elementi sempre più performanti da impiegare sia in ambito sismico sia in ambito energetico nonché acustico. 

In questo breve articolo si espongono quali siano le peculiarità tecnologiche e ambientali del laterizio come elemento di finitura e come elemento portante.

Qualche cenno storico 

È passato molto tempo da quando i nostri avi, dopo la seconda guerra mondiale, utilizzavano blocchi di laterizio e mattoni di argilla per costruire edifici pubblici ed edifici privati. La modalità di costruzione era semplice ma alquanto performante: malta, mattoni e tanta sapienza. Una combinazione che è possibile ritrovare anche a livello internazionale sia per le costruzioni di edifici economici sia per le costruzioni di edifici multipiano come il Monadnock Building di Chicago realizzato nel 1891 (Figura 1).

Figura 1 - Monadnock Building a Chicago: esempio di edificio multipiano in muratura (fonte: Wikipedia)

A dispetto del tempo trascorso, il concetto di edificio in muratura non è cambiato ed è sempre legato a quei tre elementi cardini: malta e mattoni. Eppure nel 2020, molte persone (nel settore delle costruzioni e non) pensano ancora che “costruire in laterizio” sia una metodologia sorpassata, vecchia priva dei requisiti moderni che attualmente riempiono articoli di rivista e conversazioni da bar: efficienza energetica, requisiti acustici e protezione sismica per dirne solo alcune.

È vero che il marketing è la forza del commercio ma sarebbe bene, almeno qualche volta, porsi qualche domanda sulla veridicità di certe affermazioni!

Sebbene le modalità di realizzazione di un edificio in muratura non sono state stravolte nel tempo, ciò che ha avuto, invece, un’evoluzione importante e particolare è la qualità dei materiali e la tecnologia costruttiva. Attraverso aggiornamenti mirati e un continuo investimento in ricerca, le costruzioni in muratura hanno saputo aggiornarsi mantenendo – comunque – inalterate le caratteristiche peculiari della metodologia originaria.

Figura 2 – muratura Acropoli di Alatri e muratura in mattoni pieni (fonte: Wikipedia)

La Figura 2, ad esempio, mostra una muratura realizzata nel VI secolo a.c. ad Acropoli di Alatri e una muratura in mattoni pieni. Come è possibile osservare dai dettagli i muri costruiti hanno delle somiglianze: disposizione dei blocchi nelle spallette, collocazione sfalsata degli stessi (mattoni) non sono tanto modificati nei secoli. 

Ma entriamo più nel dettaglio!

Il laterizio tra tradizione e innovazione

Il termine “laterizio” deriva dal latino latericius ovvero un elemento in terracotta che veniva utilizzato nell’antichità come elemento di costruzione. I mattoni sono “nati” in alcune valli dove non c’era una grande disponibilità di pietre o legno ma c’era, invece, una grande disponibilità di argilla, la quale, attraverso una lavorazione particolare poteva “trasformarsi” in un eccellente elemento di costruzione. Essendo il suo processo produttivo complicato il prezzo era elevato ed è per questo motivo che i mattoni venivano impiegati per la realizzazione di edifici di pregio come i castelli e le residenze di persone facoltose.

Anche il termine “tegola” deriva dal latino e precisamente da tēgŭla che significa coprire. È particolarmente interessante notare come un termine ampiamente utilizzato anche oggi derivi, in realtà, da una definizione antica con il significato intrinseco di “copertura”.

Dopo tanti secoli il generico “laterizio” è ancora un materiale affascinante per la sua storia ma anche per le sue prestazioni e per il suo impiego.

Avete mai pensato quanti prodotti sono in laterizio? Blocchi portanti per muratura ordinaria, blocchi portanti per muratura armata, blocchi alleggeriti per tamponamento, blocchi per partizioni, tegole per la copertura, mattoni faccia vista, piastre per pavimentazione, blocchi per solai ecc. 

E in quanti punti possiamo trovare elementi in laterizio? Case singole, condomini, case a schiera, edifici pubblici, edifici industriali, parchi pubblici e molti altri.

Approfondiamo alcuni aspetti dei principali elementi in laterizio.

I blocchi in laterizio

I cosiddetti “mattoni”, attualmente, meritano di essere raggruppati in una categoria più precisa come “blocchi di laterizio”. Come già spiegato poc’anzi il mattone nasce nell’antichità dove non c’era la disponibilità dei materiali classici (pietra e legno) ma era, comunque, necessario costruire dei ricoveri per proteggere la famiglia. Viste le intrinseche caratteristiche particolari, il mattone, si è evoluto velocemente ed è stato impiegato in modo continuativo per l’edificazione dei più grandi e importanti monumenti che possiamo ancora apprezzare.

Oggi, essendo la tecnica di fabbricazione evoluta e la varietà di mattoni a disposizione dei progettisti ampliata, il termine “mattone” è riduttivo. Il termine “laterizio”, invece, ingloba al suo interno tutti gli elementi e le sfaccettature del mattone: portante, alleggerito, faccia vista ecc.

Anche se di antica concezione, gli elementi in laterizio sono stati oggetto di una profonda ottimizzazione e ristrutturazione tecnologica che ha portato, secondo l’evoluzione normativa (Figura 3), ad elementi sempre più performanti sia dal punto di vista energetico sia dal punto di vista strutturale. 

La percentuale di foratura, per esempio, è stata oggetto di diversi studi e ricerche con l’intento di migliorare le performance energetiche e acustiche. Non solo. Le dimensioni delle forature e la loro collocazione all’interno del blocco sono state ottimizzate in modo tale da aumentare la resistenza del blocco e di conseguenza del pannello murario. 

Attualmente, grazie anche alle prestazioni elevate delle nuove malte per impiego strutturale, i pannelli di muratura hanno raggiunto valori di resistenza di progetto piuttosto elevati che possono essere impiegati in zone alta sismicità.

A tal proposito le NTC 2018 al paragrafo 7.8.1.2, riguardante i materiali, evidenzia che: “Gli elementi da utilizzare per costruzioni di muratura portante devono essere tali da evitare rotture fragili. A tal fine gli elementi devono possedere i requisiti indicati nel § 4.5.2 e, fatta eccezione per le costruzioni caratterizzate, allo SLV, da agS ≤0,075g, rispettare le seguenti ulteriori indicazioni:

• percentuale volumetrica degli eventuali vuoti, non superiore al 45% del volume totale del blocco;

• eventuali setti, disposti parallelamente al piano del muro, continui e rettilinei; le uniche interruzioni ammesse sono quelle in corrispondenza dei fori di presa o per l’alloggiamento delle armature;

• resistenza caratteristica a rottura nella direzione portante (fbk), calcolata sull’area al lordo delle forature, non inferiore a 5 MPa o, in alternativa, resistenza media normalizzata nella direzione portante (fb) non inferiore a 6 MPa ;

• resistenza caratteristica a rottura nella direzione perpendicolare a quella portante ossia nel piano di sviluppo della parete ( bk f ), calcolata nello stesso modo, non inferiore a 1,5 MPa.”

L’utilizzo di blocchi portanti in zone sismiche con agS >0,075g è quindi subordinato sia da prescrizioni numeriche (come ad esempio la percentuale di foratura) sia da prescrizioni descrittive come la suddivisione dei setti all’interno del blocco che deve rispettare determinate configurazioni per essere utilizzato in zone sismiche (Casagrande, 2018).

Figura 3 - quadro riassuntivo normativo (Destro, 2020) 

La continua ricerca della forma ottimale del blocco portante ha portato anche ad una migliore efficienza energetica. Infatti l’utilizzo di determinate forature abbinate a materiali isolanti e a disposizioni opportune degli stessi, ha permesso di raggiungere delle performance energetiche davvero elevate.  

Muratura tradizionale e muratura portante

Ovviamente l’evoluzione non è stata limitata al materiale in sé ma è stato esteso anche alla tecnica costruttiva abbinando elementi strutturali già disponibili e ben conosciuti nel cantiere.

Figura 4 - la muratura armata (copyright Casagrande Costruzioni Edili)

È stato quasi naturale, pertanto, aggiungere delle semplici barre in acciaio verticali e orizzontali: in questo caso è stato compiuto un vero progresso tecnologico nel campo dell’ingegneria strutturale evolvendo la ben conosciuta muratura ordinaria nella più performante “muratura armata”.

Spesso sconosciuta, questa modalità costruttiva accoppia i concetti tecnici già consolidati per il calcestruzzo armato ad un pannello in laterizio.

Ma, perché la muratura armata può definirsi un’evoluzione? Di fatto, oltre ad essere un metodo costruttivo “innovativo”, l’impiego di questa tecnologia è accompagnato da prescrizioni normative semplificate rispetto ad altri metodi costruttivi. Addirittura la progettazione in capacità inerente la gerarchia delle resistenze, può essere agevolmente percorsa come requisito progettuale e non come requisito di costruzione come richiesto dall’attuale normativa per altri sistemi costruttivi.

Progettare edifici in muratura armata secondo le NTC2018: dall’analisi strutturale al dettaglio costruttivo

Approfondimento sugli aspetti legati alla progettazione di edifici in muratura portante armata secondo le NTC2018, spaziando da questioni legate all’analisi strutturale ed alle verifiche di sicurezza fino ad indicazioni di cantiere e di dettaglio costruttivo. Vai all'articolo

Ma, ovviamente, il laterizio non è solo struttura autonoma è anche elemento di completamento. Pensiamo agli innumerevoli edifici realizzati in calcestruzzo armato (telaio) dove le chiusure verticali tra i campi di pilastri sono realizzati in “laterizio di tamponamento”. 

Come fare le verifiche degli elementi non strutturali

Approfondimento su alcuni chiarimenti offerti dalla Circolare NTC 2018. Vai all'articolo

In effetti il tamponamento in laterizio è ancora un ottimo sistema di chiusura sia dal punto di vista energetico sia dal punto di vista acustico. Poniamoci una domanda: come potremmo rivestire esteticamente una facciata se non avessimo un sistema di tamponamento per la connessione e per la stabilità?

Il laterizio nelle coperture 

Dal punto di vista architettonico il laterizio è tutt’oggi un importante materiale. Pensiamo, ad esempio, alle coperture in coppi-canali che, indipendente dalla tecnologia costruttiva dell’edificio, continua ad essere un elemento fondamentale sia dal punto di vista estetico sia dal punto di vista paesaggistico. Di fatto molti regolamenti edilizi per le costruzioni in zone di pregevole tutela paesaggistica e storica prescrivono, ancora oggi, la realizzazione di coperture in laterizio.

Eppure anche il “coppo” non è rimasto quello di un tempo. Pensiamo, ad esempio, al progresso tecnologico con cui è stato possibile realizzare varie tonalità esterne (rosso, invecchiato ecc.) oppure la tecnica di accoppiamento/connessione con altri elementi per costruire il famoso “tetto ventilato”, immancabile sugli edifici attuali, soprattutto, per il comfort energetico che conferisce all’involucro edilizio (Figura 5).

Figura 5 – il concetto di tetto ventilato (Latini et Al., 2020) 

Eppure un sistema così semplice è ancora oggi una soluzione tecnicamente ottimale e performante: recenti sperimentazioni in questo campo (Figura 6) hanno evidenziato un’elevata capacità propria della copertura ventilata di contenere le temperature superficiali in condizioni di elevato irraggiamento solare (Di Perna et Al., 2018).

Figura 6 - curva di correlazione empirica tra i valori di Re e Rm per coperture ventilate (Di Perna et Al., 2018)

Ed è altrettanto dimostrato come la “ventilazione sottomanto” presenti una performance in condizioni estive molto più efficiente rispetto all’utilizzo di materiali ad elevata riflettanza .

Aspetti ambientali

Possiamo parlare anche di laterizio e ambiente. In effetti la famosa filiera produttiva a cui fa riferimento il processo LCA dovrebbe tenere in considerazione le distanze di produzione, i sistemi di cavatura nonché la certificazione CAM del prodotto (Criteri Ambientali Minimi) per la sostenibilità ambientale. Considerando, poi, che le fornaci sono sparse in tutta Italia potremmo affermare che il laterizio sia un prodotto a “chilometri zero”.  

Concludendo sottolineando che la filiera del laterizio non fa parte solo di una categoria merceologica nel settore delle costruzioni ma fa parte di tutti noi e soprattutto di chi, come mio padre, ha lavorato una vita nel costruire case in “mattoni”.