Adeguamento sismico ed efficientamento energetico di una scuola con la tecnica del Cappotto Sismico: progettazione ed esecuzione

Geniale Cappotto Sismico: il sistema di riqualificazione integrata che risolve due problemi fondamentali degli edifici esistenti con un’unica installazione. Il cappotto sismico è stato progettato per affrontare contemporaneamente le esigenze di sicurezza sismica e di efficienza energetica, offrendo una soluzione completa e innovativa. In questo articolo vedremo un'interessante applicazione.

L'edificio scolastico in dettaglio

La planimetria della scuola è inscrivibile in un rettangolo di dimensioni circa 47x41 m ed è il risultato della realizzazione di due corpi di fabbrica costruiti in tempi diversi.

1. Il volume originario fu edificato alla fine degli anni '50 ed ha una pianta inscrivibile in un rettangolo 35x20 m con un piano seminterrato e due piani fuori terra.
   Questo corpo di fabbrica fu realizzato con fondazioni in calcestruzzo armato, murature portanti perimetrali in pietrame listato nel piano parzialmente interrato ed in mattoni di laterizio per l’elevazione. I solai intermedi e di copertura sono in laterocemento.
2. L’ampiamento, ultimato a fine anni 70, ha pianta rettangolare 11,55x41,40 m ed è costituito da tre piani fuori terra.
   L’edificio fu retto su un reticolo di travi rovesce in calcestruzzo armato ed è dotato di murature portanti perimetrali in laterizio e telai interni in c.a. I solai sono in laterocemento ed eccezione delle zone con luci importanti, i quali furono realizzati con travetti precompressi.

I due corpi di fabbrica sono separati da un giunto tecnico di insufficiente ampiezza a scopo sismico: tale giunto non è stato rilevato in copertura.

Esternamente sono presenti due scale scoperte realizzate in calcestruzzo armato: la prima di servizio per il primo e secondo piano, mentre la seconda funge da via di fuga per l’aula magna.

Sintesi della diagnosi energetica

Sviluppare un’accurata diagnosi energetica è stato un passo fondamentale da parte dell’Amministrazione Comunale per conoscere in modo approfondito il reale comportamento e consumo energetico dell’edificio scolastico al fine di individuare le migliori strategie di intervento per migliorare l’efficienza energetica, ridurre i costi di approvvigionamento ed incrementare la sostenibilità ambientale.

Tale studio è stato richiesto in relazione alla necessità di procedere all’adeguamento sismico della struttura con lo scopo di valutare anche le potenzialità termiche dei veri interventi previsti.
Il comune di Sedico (BL) fa parte della zona climatica F caratterizzata da una temperatura minima di progetto di -9.63°C ed una massima di 31.55°C.

Di seguito le principali caratteristiche dimensionali dell’edificio:

Si descrivono brevemente gli impianti presenti:

• Tutti gli impianti, (idrico, elettrico ed ascensore), sono attualmente funzionanti.
• L’impianto di riscaldamento è centralizzato con doppio generatore di calore e posizionato nel locale caldaie, i terminali di emissione sono radiatori tradizionali spesso sottofinestra.
• La regolazione climatica è centralizzata con sonda esterna.
• Il funzionamento dell’impianto di riscaldamento è a fasce orarie.
• La produzione di ACS è ottenuta mediante boiler elettrici nei bagni dell’edificio originario, mentre non è fornita nei restanti servizi.

L’immobile presenta vari punti critici, sia a livello costruttivo che impiantistico, i quali favoriscono un consumo energetico eccessivo:

• In copertura è presente un isolamento minimo ed in certi punti addirittura inesistente;
• I sottotetti non praticabili risultano essere locali non climatizzati i quali confinano con i locali riscaldati al pian inferiore: le strutture sono scarsamente isolate;
• I muri perimetrali anche se conformi ai dettami dell’epoca, risultano debolmente isolati termicamente;
• L’impianto termico è centralizzato e regolato in telegestione ma non sono presenti sistemi di regolazione della temperatura locale e ciò fa sì che le varie aule e corridoi non abbiano un riscaldamento uniforme.

I dati raccolti per stabilire i consumi energetici per gli anni 2015 – 2019:

Con questi dati di input, è stato possibile definire l’indice di prestazione energetica global Epi,gl per l’intero edificio che risulta essere pari a 164.34 kWh/mq∙anno: tale dato è un buon risultato in relazione alle tipologie costruttive e agli anni di costruzione.

Il progetto di adeguamento sismico prevede la posa del Geniale Cappotto Sismico^® in grado di coniugare in un’unica lavorazione sia l’incremento dell’indice di rischio sismico che l’efficienza energetica del fabbricato.

La stratigrafia individuata in grado di massimizzare l’intervento combinato è la seguente:

Dopo un’attenta analisi della geometria dell’edificio, si è ritenuto che la corretta posa del cappotto non prevedesse l’eliminazione totale dei ponti termici degli aggetti, quali sporti e terrazze. Quindi si è considerato il cappotto solo sulle superfici verticali e le correzioni dei ponti termici dovute a travi, pilastri e finestre.

Di seguito i risultati:

Sintesi dei risultati della verifica di vulnerabilità sismica

La vulnerabilità dell’edificio scolastico è stata redatta nel 2016 in conformità con le NTC2008, vigenti all’epoca, a seguito di una vasta campagna di rilievi, saggi e prove per caratterizzare i materiali e gli elementi strutturali al fine di raggiungere il livello di conoscenza LC2.

I due corpi di fabbrica risultavano staticamente verificati, mentre, per le azioni sismiche, il corpo originario presentava un indice pari a 0.38 e l’ampliamento pari a 0.52: risultati ottenuti al netto dell’inadeguatezza del giunto esistente.

Si riportano in seguito le principali cause di questi ridotti indici sono riconducibili a:

• Corpo originario:

o Presenza della scalinata di accesso a Sud che interrompe i maschi murari del piano superiore;
o Numerose forometrie nell’area servizi a Nord.

• Ampliamento:

o Scarsità delle murature sismo-resistenti;
o Irregolare distribuzione delle rigidezze a causa delle ampie vetrate presenti;
o Telai difformi alla gerarchia delle resistenze.

Non erano state constatate vulnerabilità riconducibili a cinematismi.

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Nei prossimi paragrafi si parlerà di:

• Caratterizzazione del terreno;
• Progettazione dell'intervento;
• Tipologia delle fondazioni;
• Progettazione esecutiva di produzione;
• Posa in opera del Geniale Cappotto Sismico.

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