Uso della ceramica per rivestire l'involucro edilizio

Da tempo immemore, l’uomo utilizza la ceramica per rivestire elementi verticali esterni al fine di ottenere sia un risultato artistico-decorativo di forte impatto estetico ma anche per proteggere il supporto sottostante dai segni del tempo.


Rinnovato interesse per l'utilizzo della ceramica nelle facciate degli edifici

Le stesse motivazioni spingono gli odierni progettisti e architetti a rivestire le facciate degli edifici con materiali lapidei, laterizi, klinker e ceramica, ovvero materiali che consentono di realizzare rivestimenti di facciata “non continui” ma “modulari”. Modularità che incide sul disegno di posa caratterizzando l'estetica finale della facciata e che dipende dalla tipologia di formato scelto per il rivestimento.

Nella città di Milano e provincia sono molti gli edifici che presentano una facciata in ceramica, in particolar modo si tratta architetture costruite nel dopoguerra e che hanno visto come protagonista l'utilizzo di piastrelle di Klinker, un materiale di origine ceramica che per le sue caratteristiche in termini di resistenza e durata fu particolarmente apprezzato da architetti come Luigi Caccia Dominioni, Ignazio Gardella e Giancarlo De Carlo. Il Palazzo dell'Arte di Milano (1931-1933), progettato da Giovanni Muzio e oggi sede della Triennale, è stato il primo esempio di architettura in Italia che ha visto l'uso del klinker in facciata.

Nel tempo poi sono state utilizzate anche piastrelle di ceramica, sempre di piccolo formato, smaltate e non smaltate, alcune caratterizzate da effetti tridimensionali e spesso utilizzate anche in abbinamento a listelli in cemento o laterizio.

Negli ultimi anni, il comparto ceramico ha rivoluzionato la sua proposta per l'utilizzo della ceramica in facciata introducendo sul mercato il gres porcellanato. Il gres porcellanato è un materiale che offre innumerovoli vantaggi, tra questi:

  • ampia gamma di formati e di lastre rettificate di grande dimensione;
  • grande varietà di grafiche e colori, possibilità di personalizzazione della facciata;
  • superfici lucide, opache, lisce, strutturate;
  • mantenimento costante della colorazione senza degrado alcuno (resistenza ai raggi UV);
  • leggerezza e facilità di montaggio, grazie agli spessori ribassati (3-6 mm) e minori sollecitazione massive;
  • effetto più vicino ad un rivestimento continuo potendo contare anche sulla possibilità di creare fughe meno ampie.

La ceramica può essere quindi a tutti gli effetti protagonista nelle facciate degli edifici, il suo utilizzo in tal ambito si differenzia a seconda della modalità di applicazione:

  • La ceramica può essere utilizzata come rivestimento di facciate ventilate: in questo caso l'installazione prevede il fissaggio meccanico del materiale ceramico su apposita struttura metallica di supporto agganciata alla struttura dell'edificio. Norma di riferimento UNI 11018.
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  • La ceramica può essere utilizzata come rivestimento in adesione alla facciata: ovvero quando il materiale ceramico viene direttamente incollato al paramento murario della facciata. Norma di riferimento UNI 11493.

In questo articolo tratteremo nello specifico il tema della piastrellatura ceramica incollata alla facciata, in quanto in merito all'uso della ceramica nelle facciate ventilate abbiamo già approfondito in un precedente articolo.

 

Piastrellatura ceramica in facciata: le prescrizioni secondo normativa

La norma UNI 11493 definisce le "facciate con piastrellature a parete in esterno" quelle per le quali si prevede l'uso di rivestimenti ceramici in Classe R4 (vedere Prospetto 2 del punto 7.2.1) caratterizzate da un elevato sviluppo verticale con altezza maggiore di 3 metri. La Classe R4 sta ad indicare una superficie ceramica non pedonabile posata in verticale.

Il progetto di una facciata con piastrellatura ceramica incollata deve tener conto soprattutto di:

  • Condizioni atmosferiche prevalenti.
  • Localizzazione della facciata (esposizione al sole).
  • Variazioni termo-igrometriche.
  • Carichi statici e dinamici.
  • Caratteristiche del supporto di posa.
  • Presenza di punti particolari (marca piani, cornicioni, accoppiamento con altri materiali).

Tutti gli elementi sopra indicati si traducono in rischi di distacco dovuti alle sollecitazioni che possono variare nei vari punti della facciata. 

Occorre quindi che il progettista preveda un’adeguata resistenza allo strappo delle piastrelle dal supporto di posa che a sua volta deve avere sufficiente resistenza allo strappo dal supporto portante dell’edificio. Le norme prescrivono un valore per questa caratteristica non minore di 1 N/mm2.

Il supporto di posa deve quindi assolutamente, visti i rischi che possono derivare da un distacco di elementi, rispondere alle indicazioni contenute nella norma UNI 11493 in relazione a:

  • Stagionatura.
  • Integrità.
  • Robustezza superficiale.
  • Regolarità dimensionale.
  • Finitura superficiale.
  • Umidità.
  • Assenza di agenti contaminanti.

Rimandiamo alla norma tutte le specifiche di posa sottolineando alcuni aspetti più importanti sulla posa in facciata.

  • La posa diretta su muri in cemento, blocchi in laterizio, mattoni, pannelli alleggeriti non è consentita in quanto le caratteristiche della piastrellatura vengono parametrate ad un massetto eseguito secondo la norma UNI 11493.

  • In corrispondenza di punti particolari di presenza di materiali diversi che possono quindi avere movimenti differenziali come nelle fasce marcapiano e nei punti tra il telaio in calcestruzzo e le murature di tamponamento, è necessario armare l’intonaco.
     
  • Deve essere garantito il letto pieno (vale a dire uno strato compatto di adesivo tra supporto e piastrella) al fine di avere la massima presa possibile e non avere vuoti che possono compromettere l’adesione.

  • Nel caso di piastrelle con lato maggiore superiore a 30 cm, deve essere valutata da parte del progettista la necessità di prescrivere l’adozione di un idoneo gancio antisfilo di ritenuta di sicurezza (ad esempio costituito da ganci di acciaio fissati nel supporto) tenendo conto delle specifiche condizioni di esposizione, della qualità del supporto e del disegno di posa (dimensioni fughe, reticolo giunti elastici ecc.).

  • I giunti di dilatazione devono essere assolutamente rispettati secondo norma UNI 11493 e progettati con particolare attenzione.

  • Eseguire i lavori in periodi di stabilità atmosferica, per evitare che la superficie rivestita entri a contatto con pioggia o umidità.

  • In fase di progettazione, prevenire l’ingresso di acqua piovana nel letto di posa indurito, predisponendo adeguate protezioni e favorirne un rapido deflusso. In facciata esterna, provvedere ad installare in corrispondenza dei bordi superiori del rivestimento (anche in corrispondenza delle balaustre dei balconi) idonee scossaline metalliche dotate di opportuni rompi-goccia, al fine di evitare l’ingresso di acqua nel letto di adesivo dall’alto.

 

Uso di ganci di sicurezza nell'installazione di rivestimenti ceramica incollati alla facciata

In Italia non esiste una norma cogente sull’uso di questi dispositivi meccanici atti a garantire una maggiore sicurezza. La norma prescrive la possibilità di uso di questi sistemi per piastrelle con lato superiore a 30 cm.

Personalmente ritengo che, a partire da un’altezza di 3 metri, l’uso di questi sistemi sia necessario specialmente se vengono usate lastre di grande formato per le aumentate difficoltà di posa (ottenimento letto pieno), maggiore rigidezza della facciata (minor presenza di fughe), maggior rischio di convessità/concavità delle lastre.

La norma 11493 non specifica il materiale che deve essere usato per questi ganci ma si potrebbe dire che l’uso di acciaio inossidabile AISI 304/316 rappresenterebbe una sicurezza maggiore.

Esistono sul mercato ganci a scomparsa che non intaccano l’esteriorità della facciata e che rappresentano un valido mezzo di fissaggio.

I ganci offrono una resistenza, a seconda della dimensione, da 45 a 65 kg con fattore di sicurezza 4.

Il progettista deve indicare a progetto il numero di ganci/piastrella a seconda dalla dimensione della piastrella, dalla natura del supporto, dall'architettura della facciata, delle condizioni ambientali e da eventuali norme esistenti.

 

Specifiche riguardo supporto di posa, adesivi e fughe

Una facciata incollata, sempre secondo norma UNI 11493 (classe R4), è sottoposta a:

  • Sollecitazioni meccaniche massive A-AA.
  • Sollecitazioni meccaniche superficiali A.
  • Sollecitazioni Termoigrometriche A.

Dove A - AA indicano un intervallo di resistenza “R” a sollecitazioni parallele al piano di posa (prospetto 5 punto 7.3.4) misurata secondo norma UNI 10827 in N/mm2.

A (alta) 0,8 - 1,2 N/mm2

AA (molto alta) ≥ 1,2 N/mm2

Queste sollecitazioni sono soprattutto dovute ai movimenti differenziali tra supporto e piastrelle, al diverso coefficiente di dilatazione degli elementi in gioco o agli assestamenti strutturali che possono manifestarsi anche dopo anni.

L’esigenza principale è quindi quella di evitare distacchi garantendo una completa adesione delle piastrelle.

Come abbiamo detto, il supporto deve essere adeguato ed avere caratteristiche ottimali di qualità, così anche gli adesivi devono possedere caratteristiche adeguate in termini di:

  • Alto valore di adesione.
  • Elasticità per compensare possibili movimenti relativi tra supporto e piastrella.
  • Resistenza all’acqua e al gelo.

La scelta della tipologia di adesivo deve patire da un collante in classe C2 per le facciate più semplici mentre per facciate con lastre di dimensioni ≥ 60 cm esigono adesivi in classe C2 S1/ S2, C2TE S1/S2 ovvero adesivi ad elevata elasticità.

Le fughe (a base cementizia o epossidica) sono essenziali per compensare eventuali imperfezioni delle piastrelle e del supporto di posa e per evitare che le tensioni si scarichino direttamente sull’adesivo con conseguente pericolo di distacco.

Devono quindi essere:

  • Elastiche (E =14 -21 GPa)
  • Impermeabili 
  • Di dimensioni non inferiori di 3 mm per piastrelle rettificate. 

Per sottolineare l’importanza di una giusta progettazione della facciata in termini di scelta e preparazione del supporto, posizionamento dei giunti di frazionamento e utilizzo dei collanti, vediamo a titolo puramente indicativo, i coefficienti di dilatazione di alcuni materiali ed i relativi allungamenti per un salto termico di 60°C (possibile in caso di forte irraggiamento solare) per una lunghezza di facciata di 5 m.

La formula per il calcolo della dilatazione lineare è la seguente: Δl = λ · l0 · ΔT

Dilatazione lineare dei materiali/componenti di facciata

Si evince come i movimenti relativi possano essere sensibili ed innescare tensioni pericolose. Di conseguenza le scelte progettuali sono importanti (banalmente anche il colore chiaro o scuro della piastrella).

 

Giunti di frazionamento nelle facciate ceramiche incollate

I giunti di frazionamento debbono essere inseriti anche all’altezza del marcapiano, nel punto in cui il solaio si collega alla parete esterna e nei punti in cui i pilastri sono affiancati dai tamponamenti. Per la loro sigillatura si ricorre normalmente a materiale colorato nella stessa tonalità delle fughe e dotato di elasticità permanente: si tratta di resine siliconiche stese mediante pistola di erogazione.

Il prodotto deve garantire nel tempo una completa tenuta all’aria, all’acqua e alla polvere e, proprio per questo, viene soventemente preceduto dalla stesura di un primer applicato sui lati del giunto stesso. Nel caso l’impiego di siliconi non sia possibile – soprattutto in relazione al colore delle piastrelle di rivestimento – si possono adottare prodotti a base polisulfurica o poliuretanica. La superficie di sigillatura deve essere lisciata a filo utilizzando una spatola bagnata.

 

Incollaggio del gres porcellanato al cappotto termico

Il “cappotto termico” è diventato un elemento molto utilizzato per aumentare le prestazioni energetiche di un edificio, questo anche grazie agli incentivi fiscali oggi a disposizione.

Non è compito di questo articolo entrare nel merito dell’applicazione del cappotto isolante ma visto che sempre più si parla di “riqualificazione delle facciate”, voglio dare qualche indicazione di come la ceramica, con tutte le prerogative che possiede in termini tecnici e architettonici, possa essere applicata ad un cappotto per migliorarne l’aspetto estetico e aumentarne la durata nel tempo proteggendo il cappotto dagli agenti atmosferici.

I materiali costituenti il cappotto non offrono garanzie di resistenza adeguate all’incollaggio diretto delle piastrelle di ceramica, né è pensabile l'utilizzo di ganci di sicurezza meccanici fissati direttamente al cappotto. I ganci, come già anticipato, devo essere fissati al supporto portante.

Di fatto, per installare una piastrellatura ceramica sul cappotto termico è necessario irrobustire il supporto di posa per poter fissare in tranquillità la ceramica.

Le aziende del settore propongono sistemi adeguati consistenti generalmente in un rinforzo armato della superficie del cappotto, questo normalmente agganciato al supporto, in funzione del:

  • Tipo di parete.
  • Formato piastrelle.
  • Condizioni ambientali prevalenti ed esposizione ai raggi solari.
  • Conformazione della parete e presenza di punti particolari (cornicioni, terrazze ecc…).
  • Carichi previsti.
  • Dimensione della facciata.

Per specifiche circa i sistemi di fissaggio del rivestimento ceramico al cappotto, rimando il lettore alla consultazione dei vari cataloghi aziendali. Quello che mi preme sottolineare è la necessità di seguire attentamente le prescrizioni fornite dall'azienda.

 

Importanza di una corretta formulazione delle voci di capitolato e la scheda di rintracciabilità

Già in un precedente articolo ho sottolineato l’importanza e l’opportunità di redigere un capitolato specifico e dettagliato sulle piastrellature e quindi va da sé che, nel caso delle facciate, questo documento sia molto importante anzi, a mio parere, cogente.

Le migliori aziende del settore mettono a disposizione schede tecniche, veri e propri manuali e codici di pratica per realizzare nel modo migliore facciate durevoli e sicure oltre che di pregiata fattura.

Occorre quindi che il progettista sia in grado di scegliere interlocutori affidabili di comprovata professionalità e fissare un capitolato tecnico che comprenda:

  • Materiali idonei
  • Modalità di esecuzione
  • Tempistica opportuna
  • Eventuali esigenze specifiche
  • Cadenza e modalità di collaudo dei vari elementi

Per facciate particolari o di grandi dimensioni il capitolato tecnico deve essere parte integrante del progetto ed opportunamente mirato. (Alcune aziende fissano nei 20 metri di altezza il limite per i propri materiali e per altezze maggiori richiedono condizioni particolari).

Diventa altresì di primaria importanza tenere una scheda di rintracciabilità dei lavori eseguiti e delle modalità di esecuzione degli stessi (non trascurabili le condizioni atmosferiche e i tempi).

L’ appendice A della norma UNI 11493 fornisce valide indicazioni in merito. 

Troppo spesso ci si trova a dover gestire un reclamo e non trovare alcuna documentazione relativa ai lavori eseguiti (un esempio banale: non è stata rilevata l’umidità del supporto di posa o verificato il rispetto dei tempi di maturazione).

 

Facciate in ceramica "attive e mangia smog"

Vorrei infine accennare all'innovativo aspetto funzionale che potrebbero assumere le facciate ceramiche, sia ventilate che incollate, che seppur ancora rappresenta una nicchia di mercato e per alcuni aspetti forse ancora in fase di sperimentazione, rappresenta un progresso tecnologico di grande interesse.

Uno slogan che caratterizza questa innovazione a mio avviso potrebbe essere: "la ceramica/design) incontra il sole".

Molte aziende stanno sperimentando l'uso di un trattamento chimico superficiale a base di biossido di titanio capace di conferire alla superficie ceramica esposta al sole queste due funzioni:

  • capacità fotocatalitiche che disgregano le sostanze organiche da cui una sensibile purificazione dell’aria dagli inquinanti.
  • aumentata capacità autopulente grazie ad una maggiore idrofilia della superficie.

Un meccanismo questo che può essere rappresentato attraverso un semplice schema.

Rivestimenti ceramici con trattamenti superficiali a base di biossido di titanio

 

In conclusione, la finitura esterna scelta per una facciata di un edificio gioca un ruolo importante nel determinare l'impatto estetico di un'architettura; ci comunica qualcosa del progettista, ci comunica come l'edificio si inserisce nell’ambiente circostante e quanto è in armonia con esso, ci fornisce un'idea del trend stilistico del momento, e soprattutto per il tecnico più attento ci fornisce la misura della sua durabilità nel tempo, della sua funzionalità e della sua sostenibilità. La finitura esterna in ceramica è sicuramente un’ottima soluzione per integrare in un elemento quanto di cui sopra abbiamo detto. 

Le capacità decorativa delle odierne lastre in gres (ormai riduttivo chiamarle piastrelle) sono innumerevoli, spesso anche personalizzabili, e il livello di funzionalità e sostenibilità è molto elevata rispetto ad altri materiali ed oggi è possibile realizzare facciate di dimensioni ragguardevoli.

Riguardo al tema della sostenibilità si pensi, ad esempio, ad un aspetto approfondito in altre occasioni che è l’indice di riflessione ovvero l’unità di misura della riflessione della luce diurna o irraggiamento (bianco IR=100%, nero IR=0%). Una parete chiara è quindi preferibile ad una parete scura per prevenire il cosiddetto "effetto isola di calore".

Una parete ceramica smaltata chiara, oltre ad offrire un alto indice di riflessione, garantisce per la natura del materiale una superficie durevole nel tempo rispetto ad altre tipologie di materiale.

Credo quindi che i progettisti possano trarre dalla ceramica validissime e innovative possibilità architettoniche e di design.

Occorre ovviamente una profonda conoscenza del prodotto ceramico, una collaborazione stretta con le aziende ceramiche e conoscere le variabili che devono essere controllate in fase di progettazione e realizzazione dell’intervento.

 

Per un uso consapevole della ceramica in edilizia riporto di seguito un elenco (non esaustivo) di norme, nazionali ed internazionali, e manuali di buona pratica da consultare:

  • UNI 11493:2016 - Piastrellature ceramiche a pavimento e a parete.
  • UNI 11018:2003 - Rivestimenti e sistemi di ancoraggio per facciate ventilate a montaggio meccanico
  • DIN 18560 (GERMANIA).
  • UNI 11715:2018 Corretta progettazione e posa del cappotto.
  • DIN 18515-1/2017 Rivestimento di pareti esterne-principi per la progettazione/esecuzione.
  • DIN 18157-1/2017 Esecuzione di rivestimenti con metodo a leto sottile.
  • UNI EN 13548:2004 Prodotti e sistemi per la protezione e riparazione delle strutture in calcestruzzo.
  • UNI EN 11600:2011 Prodotti per giunti-classificazione e requisiti per i sigillanti.
  • UNI EN 12004-1-2 Adesivi per piastrelle ceramiche.
  • CSTB (FRANCIA).
  • TCA HandBook for Ceramic tiles installation (USA).
  • CONPAVIPER: Codice di buona pratica massetti.