Potremmo avere 3 tecnologie realizzative abbinate alla casa in acciaio:

• Light Steel frame
• Profili laminati a caldo
• Struttura di tipo misto

Lo studio Inside Project non si ferma alla progettazione della sola struttura ma assolve a tutti gli aspetti che riguardano l’iter realizzativo di seguito brevemente riassunto in:

• Pratiche urbanistiche
• Pratiche edilizie
• Interior Design
• Progettazione esecutiva integrata con sistema B.I.M.
• Direzione lavori
• Coordinamento e sicurezza
• Collaudi
• Contabilità finale

Si è generalmente pensati a pensare l’acciao da costruzione nella sua forma più usata, profili laminati a caldo con giunzioni saldate e bullonate.

Di seguito alcune delle nostre realizzazioni (project management) di strutture in acciaio

Case in acciaio vs case in legno: differenze, pro e contro

L’avvento della casa in legno in Italia, una volta superate le prime perplessità, ha effettivamente dimostrato di avere una serie di vantaggi rispetto al tradizionale, ma anche dei punti di debolezza, che specialmente nel caso di pose non eseguite a regola d’arte ha mostrato i suoi limiti.

Le costruzioni in acciaio, specialmente nel caso del light steel frame  ha per certi versi molti aspetti in comune con i sistemi a telaio delle case in legno, ma senza i limiti che il legno manifesta.

Struttura e stabilità direzionale

La resistenza sismica delle strutture in acciaio (light steel frame) è garantita non solo dalla stabilità e dalla maggiore resistenza del materiale, ma anche dalla leggerezza superiore al legno, che quindi meglio sopporta l’azione del sisma.

La presenza di umidità nelle case in legno produce marcescenze, e pertanto il dettaglio dell’attacco a terra è particolarmente delicato.

Nelle case in legno è raccomandata la realizzazione di muretti rialzati sopra i quali appoggiare i telai in legno. La realizzazione di questi muretti costituisce un aggravio sui costi e un limite per la flessibilità interna degli ambienti.

La minore resistenza meccanica del legno impone una riduzione delle campate (indicativamente di 6 mt) e generalmente nelle case di abitazione questo aspetto impone di avere delle parete portanti, che interrompono la continuità dell’ambiente interno con ripercussioni sulla flessibilità degli ambienti.

Per quanto sopra, mentre con il legno sono abbastanza vincolato anche ad avere delle finestrature di piccole dimensioni, con l’acciaio ho la possibilità ho la possibilità di avere grandi aperture, a vantaggio della trasparenza e dello sfruttamento dei guadagni solari.

Da un punto di vista dei costi non vi è dubbio che le costruzioni in acciaio siano di gran lunga più convenienti delle case in legno, che si attestano (spesso parecchio) sopra i 2000€/mq.

Ampliamenti e sopraelevazioni

Grazie alla leggerezza del light steel frame si hanno si assiste all’uso di questa tecnologia per la realizzazione di sopraelevazioni, e sono facilmente tollerate dalle fondazioni esistenti (è comunque necessaria una verifica statica).

La versatilità progettuale è sicuramente un vantaggio poiché permette di adattarsi facilmente a edifici  esistenti consentendo libertà espressiva non essendo necessariamente vincolati alla struttura portante esistente.

Precisione, tolleranze e riperibilità

Il sistema costruttivo in acciaio riduce le tempistiche di realizzazione rispetto ai metodi tradizionali grazie all’industrializzazione del processo che impiega elementi strutturali prefabbricati a diversi livelli di prefabbricazione.

Con la profilatura CFS si ottiene una produzione seriale con forature e asolature standard e studiate al millimetro che automatizzano l’assemblaggio in cantiere riducendo a zero il rischio di errori. Ogni elemento prodotto viene contrassegnato con una marcatura riportata secondo lo stesso software sui disegni di montaggio. Il Sistema BIM permette di avere l’assistenza di un modello tridimensionale interrogabile.

Al contrario, il legno lamellare presenta una variabilità maggiore del materiale in quanto naturale, dunque, la tolleranza è buona ma non precisa quanto l’acciaio, ottenendo una ripetibilità di elementi uguali non totalmente identica a causa, ad esempio, dell’umidità o delle deformazioni. A causa di tratti naturali tipici del legno, spesso la ripetibilità tra elementi identici non è del tutto precisa poiché influenzata, ad esempio, dall’umidità o dalle deformazioni. È inoltre necessaria una particolare cura e custodia del materiale una volta fuori dallo stabilimento di produzione.

Integrazione impiantistica e ispezionabilità

Nelle case in acciaio è molto semplice integrare gli impianti all’interno dell’intercapedine delle pareti o dei solai.

Già in fase di progettazione si prevedono le canalizzazioni, ciononostante è possibile apportare  modifiche anche in fase di realizzazione. Anche in questo caso le lavorazioni a secco permette di smontare e rimontare senza aggravio di tempi e costi dal momento che non sono necessariscassi o tracce.

L’a controparete consente la massima ispezionabilità, accedendo facilmente agli impianti per una manutenzione completa.

Negli edifici in legno, al contrario, gli impianti vengono stabiliti in fase di progettazione e predisposti all’interno di parete realizzate presso lo stabilimento di produzione.

La modifica in fase di cantiere diventa proibitiva e spesso non praticabile.

Prestazioni energetiche e comfort

Le prestazioni dipendono dalla stratigrafia: con il sistema l’acciaio è semplice ottenere un isolamento continuo e tenuta all’aria elevata; nel caso di sostegni puntuali in parete è opportuno un adeguato

Il legno ha un ottimo comportamento termico e contribuisce a regolare l’umidità interna essendo un materiale igroscopico, ma gli elementi in l’acciaio profilati a freddo vantano spessori minimi (15/10 di mm), e lo spazio tra i profili è interamente “riempito” da materiale isolante.

Nelle case in acciaio si assicura un’efficienza energetica costante grazie alla stratigrafia di materiali isolanti continui inseriti al proprio interno e alla barriera al vapore che impedisce la formazione di condensa migliorando la salubrità degli spazi abitativi.

I valori della qualità dell’aria sono superiori grazie all’impiego di materiali traspiranti, così come l’umidità, che rispetta valori tra 40-60%.

Il legno è un buon materiale per il comfort abitativo, ma spesso necessita di isolamenti aggiuntivi per aumentare l’efficienza energetica. Inoltre, rimane il rischio di aria stagnante, maggiore umidità e conseguenti muffe.

Acustica

Nelle case in acciaio la prestazione acustica è data sia da una buona struttura multistrato con materiali isolanti performanti, che da disaccoppiamenti, cioè elementi strutturali separati da giunti elastici in modo da non trasmettere le vibrazioni.

L’impiego di questi materiali favorisce prestazioni energetiche di classe A4 e di insonorizzazione in classe I.

Il legno è un materiale naturalmente isolante, tuttavia, se non è presente abbastanza massa è possibile che i rumori più forti si propaghino più facilmente, necessitando una stratificazione maggiore.

Comportamento al fuoco

Le case in acciaio offrono un’alta resistenza passiva in caso di incendio perché si tratta di un materiale incombustibile e raggiunge REI 60/90/120 grazie a protezioni certificati e rivestimenti isolanti che garantiscono alta protezione al fuoco.

Si tratta di edifici con un livello di sicurezza antincendio molto elevato per quanto riguarda incombustibilità, prevedibilità e protezione mirata e consentono ispezioni mirate e ripristino rapido in caso di incendio.

Nel caso del legno, seppur sia controllato, resta comunque un combustibile e comporta a un intervento di maggiore rilevanza in caso di incendio.

Risposta sismica

Le case in acciaio hanno un’ottima risposta sismica grazie all’elasticità del materiale che presenta anche una riserva di resistenza in campo plastico, le deformazioni in questo cso sono previste da calcolo e vengono affidate ai controventi, che in caso di danneggiamento sono facilmente sostituibili.

Anche gli edifici in legno sono leggeri e hanno un certo grado di elasticità, nel caso di strutture a telaio la deformazione viene assorbita dai pannelli di tamponamento e in particolare dalle viti di fissaggio dei pannelli al telaio. L’acciaio rappresenta la soluzione più affidabile che garantisce stabilità strutturale e rapidità di recupero.

La bassa massa dell’acciaio riduce l’azione sismica e i danni; i collegamenti continui e i controventi creano un “blocco” duttile e facilmente riparabile. Il legno ha buona risposta, ma i dettagli dei giunti possono richiedere manutenzioni dedicate nel lungo periodo.

Durabilità, umidità ed agenti biologici

La zincatura e i dettagli anticondensa proteggono gli edifici in acciaio garantendo un’ottima durabilità nel tempo, in quanto il materiale non si degrada e mantiene inalterate le proprietà meccaniche.

Le strutture in legno presentano criticità se non trattate correttamente. In presenza di umidità, il legno subisce l’attacco di agenti biologici come batteri, insetti xilofagi, funghi e termiti. Una casa che presenti problemi di umidità può subire dei danni irreversibili ed è questa sostanziale differenza che premia le strutture in acciaio rispetto le struttur in legno.

Sotto questo punto di vista l’acciaio è inattaccabile e garantisce stabilità strutturale e igienica nel tempo.

Sostenibilità e fine vita

L’acciaio è riciclabile al 100% senza perdita di qualità. Viene considerato un materiale circolare per eccellenza, in grado di non creare rifiuti permanenti e di ridurre le emissioni grazie al riuso e alla durabilità.

Nel caso del legno, la sostenibilità si riduce, nonostante le sue origini naturali, in quanto a fine vita è destinato a diventare rifiuto misto se contaminato da colle e finiture.

 L’acciaio è riciclabile al 100% senza perdita di qualità. Viene considerato un materiale circolare per eccellenza, in grado di non creare rifiuti permanenti e di ridurre le emissioni grazie al riuso e alla durabilità.

Nel caso del legno, la sostenibilità si riduce, nonostante le sue origini naturali, in quanto a fine vita è destinato a diventare rifiuto misto se contaminato da colle e finiture.

Tempi di cantiere e logistica

Entrambi sono metodi rapidi.

L’acciaio, grazie alla standardizzazione, riduce l’imprevedibilità e la necessità di grandi mezzi di sollevamento. La modularità dei telai CFS consente di operare agevolmente in cantieri con accessi difficoltosi e centri storici.

Essendo moduli prefabbricati, i tempi di installazione e assemblaggio sono più rapidi e la gestione del cantiere è più semplice.

Anche il legno può essere prefabbricato, ma richiede più attenzione nella movimentazione per non compromettere il materiale in quanto più delicato. Qui il montaggio richiede più passaggi e spesso modifiche in opera che rallentano le tempistiche.

Costi e certezza economica

A parità di prestazioni, il legno  appartiene ad una fascia di prezzo superiore.

L’acciaio tende a offrire preventivi certi, e consente un certo grado di flessibilità in cantiere, poiché la prefabbricazione e il montaggio modulare è generalmente indipendente dalla parte impiantistica.

Nella casa in legno ogni modifica potrebbe essere potenzialmente molto dispendiosa.

Anche la progettazione BIM è uno strumento fondamentale per calcolare in modo dettagliato i costi di realizzazione, sia per la casa in legno che per la casa in acciaio.

Architettura e libertà formale

La casa in acciaio consente grande libertà nella progettazione e nella distribuzione degli spazi.

Gli elementi prefabbricati possono essere curvi, modulati o sagomati a seconda delle esigenze architettoniche. Grazie al peso contenuto e all’elevata resistenza, è possibile creare sopraelevazioni e ampliamenti, come pure predisporre sistemi per ampliamenti futuri.

Nel caso del legno, di conseguenza, la libertà progettuale è più limitata. Inoltre la tendenza a sviluppare la produzione di pareti direttamente in stabilimento ha comportato uno sviluppo di prodotti così detti “ a catalogo”. Le aziende leader nel campo delle costruzioni di case in legno incentivano e spingono il cliente a “scegliere” tra i modelli presenti a listino (che consentono di massimizzare i profitti)  e scoraggiano le varianti, che nel caso del legno sono molto costose.

Quando potresti preferire una casa in legno

Il legno da un punto di vista estetico emozionale trasmette calore, e in una casa in legno sono spesso usati solai con travi in legno a vista, e l’apporto espressivo di queste componenti è innegabile.

Mentre tendenzialmente non userei travi in legno in una casa in acciaio.

Con entrambe le tecnologie è possibile spingersi sia su estetiche moderne che su estetiche calde e tradizionali, ma personalmente ho più facilità a connotare l’acciaio con la modernità e il legno con una visione nostalgica e romantica.

Resta comunque valutabile l’opzione di un ibrido: struttura in acciaio con l’inserimento del legno come materiale di finitura o struttura in legno con apporto di elementi in acciaio dove siano necessarie particolari prestazioni statiche.

Case in acciaio vs case in laterizio: differenze, pro e contro

Sistema strutturale e peso proprio

Le masse degli edifici in acciaio sono inferiori al laterizio e presentano effetti positivi sia sulla resistenza meccanica, sulla sismica, fondazioni più semplici e tempi ridotti.

È un sistema a secco preciso e leggero con struttura portante in light steel frame (CFS) con telai leggeri e pareti multistrato.

Nel laterizio la struttura portante è in cemento armato con tamponamenti in blocchi, coinvolgendo un metodo umido e un sistema di telai in cemento armato più massivi rispetto all’acciaio.

Fondazioni e rapporto col terreno

Le strutture in acciaio, scaricano pesi inferiori sulle fondazioni e quindi anche sul terreno.

A fronte di verifiche geotecniche sarà si ottiene la capacità del terreno  di sopportare i carichi e le sollecitazioni della costruzione (capacità portante del terreno).

Un carico inferiore costituisce una minor sollecitazione sul terreno.

Nel caso di case in acciaio non avendo necessità di raggiungere grandi profondità si predilige la realizzazione di una fondazione a platea, che ha il vantaggio di distribuire uniformemente il carico dell’edificio riducendo la pressione specifica sul terreno e rendendo minimo (nullo) il rischi di cedimenti differenziati (frequenti nelle costruzioni tradizionali), specialmente in terreni irregolari.

Il basamento a platea in alcuni casi può diventare interamente ispezionabile così da costituire un “contenitore impiantistico flessibile”.            E’ una soluzione efficace per eliminare alla base i problemi di umidità di risalita e perdite di calore nel terreno, se realizzato in abbinamento ad un vespaio areato. E’ un utile rimedio alla formazione di vapore acqueo e al rischio di accumulo di gas nocivi dal sottosuolo (gas radon).

Il laterizio trasferisce maggiori carichi alle fondazioni, che saranno più spesse e profonde, per la necessità di arrivare a strati di terreno con maggiore portanza. Cedimenti differenziati nel terreno danno poi origini a fessurazioni, da molte imprese liquidate come assestamenti, adducendo a qualcosa di normale ciò che è di fatto un errore di progettazione.

Tempi e prevedibilità

La casa in acciaio ha tempistiche realizzative molto più ridotte.

La realizzazione di una casa in acciaio può affidarsi a tecniche che contempla diversi gradi di prefabbricazione e può contare su assemblaggi a secco. Le lavorazioni a secco escludono l’impiego di materiali che richiedono  acqua, e quindi cicli di asciugatura e maturazione, come nel caso di conglomerati cementizi. Nel caso di lavorazioni con getto di cls assistiamo a una fase di realizzazione del cassero (con consumo di materiale) a una fase di maturazione del conglomerato e a una fase di disarmo, dove si ha in parte una formazione di rifiuto. L’eliminazione del calcestruzzo permette un rapido avanzamento delle costruzioni, perché ci sono meno fasi di lavoro e meno fermi cantiere per l’attesa della maturazione del conglomerato. Non ho inoltre la formazione di rifiuti e quindi meno spreco di materiale e di tempo per il mantenimento del cantiere pulito. Gli errori di cantiere sono ridotti al minimo (avendo dei disegni di montaggio dettagliato). Inoltre, in caso di errore si è in presenza di strutture smontabili e quindi l’errore è risolvibile rapidamente. Nel caso di un getto eseguito, manca la reversibilità dell’intervento, e quanto di sbagliato deve essere demolito e rifatto, con perdite di tempo, e nuovi costi di materiali e manodopera.

Un progetto di una casa in acciaio permette una precisa programmazione economica che limita gli errori in cantiere e riduce le modifiche al minimo. Inside Project con un progetto di casa in acciaio garantisce tempi e costi certi alla firma dell’esecutivo.

Nel caso di edilizia tradizionale , al contrario, richiede una maggiore variabilità nelle tempistiche con possibile aumento dei costi, in quanto possibili modifiche in cantiere possono risultare complesse. Si pensi inoltre che le variazioni impreviste non sono sottoposte a gare e l’impresa ha la possibilità di aumentare la sua marginalità.

Risposta sismica

Le case in acciaio hanno un’ottima risposta sismica grazie alla caratteristica elastica propria del materiale, poiché riescono a deformarsi assorbendo le vibrazioni. La continuità degli elementi strutturali e i controventi creano dei setti strutturali che in caso di sisma facilmente riparabile, inoltre possiedono fondazioni più leggere che si adattano facilmente su terreni complessi.

La massa dell’edificio è direttamente collegata all’azione del sisma.

La forza agente sull’immobile è proporzionale all’accellerazione (sisma) moltiplicato per la massa secondo la formula F= m x a

Non avendo possibilità di ridurre l’accellerazione (che dipende dal terremoto) possiamo agire sulla mazza realizzazndo edifici leggeri, ed elastici.

Il laterizio, coinvolgendo masse più elevate, trasferisce forze maggiori ed avendo un comportamento di fatto non elastico  in caso di sisma, presenta rischi elevati di fessurazioni  e collassi.

Precisione, tolleranze e qualità

Con l’acciaio le tolleranze millimetriche di profilatura e la posa a secco rendono le geometrie e gli allineamenti più precisi e controllabili già in fase di progettazione.

Con la pianificazione BIM è possibile garantire un controllo millimetrico in ogni fase, eliminando le criticità tipiche dei metodi tradizionali.

Le tecniche costruttive tradizionali implicano maestranze qualificate, con un’esperienza lavorativa pregressa. Molte lavorazioni impongono una manualità e una cultura del costruire che si è progressivamente persa. Le maestranze di nuova generazione arrivano da contesti culturali diversi dove manca un’eredità in questo senso.

Inoltre le costruzioni con i tradizionali mattoni contemplano ancora oggi tolleranze esecutive superiori e non più accettabili.

La prefabbricazione delle case in acciaio consente di formare rapidamente il personale di cantiere. La precisione è affidata alla prefabbricazione degli elementi costruttivi.

Paradossalmente in America ci sono case che  il cliente può acquistare direttamene e realizzare direttamente.

Efficienza energetica

Entrambi i sistemi costruttivi possono raggiungere  classi energetiche elevate.

I pacchetti a secco con l’acciaio permettono U di parete 0,16–0,24 W/m²K e tenuta all’aria verificabile (blower door).

Negli edifici in acciaio, la struttura è caratterizzata da una stratigrafia performante con pacchetti isolanti multistrato che garantiscono un’alta efficienza energetica. I ponti termici si eliminano a progetto con continuità isolante.

Con il laterizio, invece, si lavora per aggiunta (cappotti, intonaci) con controlli in opera meno immediati. Pur avendo una buona inerzia termica, è più complesso eliminare ponti termici nonostante gli  strati isolanti continui. La presenza di pilastri in Cemento armato costituiscono dei punti deboli da un punto di vista termico.

Comfort estivo e invernale

Il laterizio avendo maggiore massa è dotato di un’inerzia termica che lo rendono particolarmente efficiente in condizioni estive.

Lo sfasamento è il “misuratore” della qualità del comportamento estive dell’involucro, e rappresenta il tempo che il calore impiega per passare dall’esterno all’interno.

Con un tempo alto gli ambienti interni rimarranno freschi fin tanto che non si raggiungeranno le ore notturne e la temperatura esterna non scenderà consentendo alla muratura di cedere il calore nel frattempo accumulato, anche grazie alla ventilazione naturale. Lo sfasamento in una parete in laterizio può arrivare anche a 20 ore.

Considerando che una giornata dura 24  ore e che le ore più calde sono all’incirca alle ore 12:00 uno sfasamento di 12 ore è correttamente dimensionato per mantenere un confort estivo ottimale.

In una casa in acciaio per avere un alto valore di sfasamento e quindi un maggiore confort estivo sarà

 Acustica

Con le tecniche a secco il controllo dei ponti acustici è più semplice e preciso.

Nelle case in acciaio la diffusione del suono si interrompe grazie ai pacchetti multistrato con materiali fonoassorbenti.

Nonostante gli spessori ridotti, si ottiene un’ottima resa acustica grazie a disaccoppiamenti e masse distribuite (lastre multiple e riempimenti fibrosi).

Nel laterizio, la massa stessa tenderà a smorzare il suono ma a causa della disomogeneità e i ponti rigidi, le prestazioni saranno ridotte.

Comportamento al fuoco

Entrambi i materiali raggiungono REI 60/90/120.

L’incombustibilità caratterizza l’acciaio, ma per non fargli perdere le proprietà meccaniche, viene trattato con vernici e rivestimenti performanti e grazie a componenti standard e verifiche documentate permette di progettare la resistenza dell’edificio.

In caso di incendio ha un comportamento prevedibile e consente un intervento rapido per la ricostruzione.

Il laterizio è intrinsecamente non combustibile ma in caso di contatto prolungato con il fuoco fornisce minor prevedibilità strutturale, tendendo a perdere la propria stabilità.

Impianti e manutenzione futura

Nelle case in acciaio gli impianti sono inseriti in una controparete facilmente accessibile ed ispezionabile, anche in caso di manutenzione.

E’ possibile prevedere dei passaggi impiantistici anche a soffitto, nel senso delle travi o passaggi anche in corrispondenza dell’interasse baricentrico dei profili.

In ogni caso non sarà necessario realizzare tracce con costi aggiuntivi di manodopera, rischi di errori, e aumenti di rifiuti, e  creazione di polvere.

Logistica e gestione del cantiere

Le case in acciaio sono vantaggiose dal punto di vista logistico.

Una volta che la platea di fondazione è pronta può iniziare la realizzazione delle strutture in elevazione della casa in acciaio.

Grazie agli elementi prefabbricati e alla loro leggerezza, si possono progettare tutte le fasi di cantiere avendo componenti preassemblate in stabilimento, facilmente manovrabili anche a mano.

Non dovendo eseguire altre opere edili non sarà necessario impiantare una gru edile.

In alcuni casi è possibile organizzare il montaggio direttamente con un camion gru utilizzato per il trasporto o con un sollevatore.

Le pareti preassemblate vengono fissate sulla platea nella posizione prevista da progetto con tasselli chimici o meccanici. L’immediata messa in opera consente di mantenere libero il cantiere da materiali e mezzi, facilitandone la logistica e le operazioni.

Durante la realizzazione dello scheletro potenzialmente non sono necessari i ponteggi.

Costi e certezza economica

L’acciaio offre un  e controllata rispetto ai sistemi tradizionali.

I costi vengono stabiliti già in fase di progetto, dando certezza e attendibilità precisa al preventivo. Questo deriva dallo studio nel dettaglio, dalla prefabbricazione, rapidità di montaggio e imprevisti in cantiere.

Il laterizio, al contrario, richiede la posa in opera manuale, con tempistiche più prolungate, possibili errori in cantiere e scarti di materiale.

L’improbabilità che comporta questo materiale può, dunque, alterare i costi iniziali.