Interventi per miglioramento sismico ed energetico di edifici in c.a. e in muratura

Lo scenario dell'edilizia italiana richiede interventi mirati per allungare la vita degli edifici esistenti, migliorandone sia la sicurezza sismica sia l'efficienza energetica. Questo tema cruciale è stato al centro della relazione del Prof. Andrea Prota e della Prof.ssa Francesca Da Porto durante la "Scuola di Ingegneria Strutturale" di ReLUIS, tenutasi al SAIE 2024 a Bologna.

Un contesto di vulnerabilità e necessità di intervento

In Italia, il rischio sismico è una realtà consolidata, aggravata dall'obsolescenza del patrimonio edilizio. Circa il 54% degli edifici in cemento armato è stato costruito prima del 1981, con uno su tre antecedente al 1971. La situazione è ancor più critica per le costruzioni in muratura, l'85% delle quali risale a prima del 1981.

I danni causati dai terremoti recenti e il consumo energetico elevato degli edifici richiedono un approccio integrato. Nonostante i progressi tecnologici, il focus è ancora sulla realizzazione di interventi accessibili, sostenibili e minimamente invasivi, considerando le limitazioni economiche e organizzative dei proprietari.

Il progetto ReLUIS: interventi integrati e sostenibili

Il progetto ReLUIS, finanziato dal Dipartimento della Protezione Civile, ha coinvolto 29 università italiane per sviluppare tecniche di intervento combinato. L'obiettivo principale è stato quello di integrare il miglioramento sismico con l'efficientamento energetico.

Il fulcro del lavoro si è basato su una dozzina di casi studio rappresentativi delle diverse tipologie edilizie italiane, distribuite in zone climatiche e sismiche differenti. Ogni edificio è stato sottoposto a una progettazione incrementale, partendo da interventi minimi fino a soluzioni più complesse, per identificare l'approccio più efficace in termini di costi, tempi e benefici.

Casi studio ed esempi di intervento

Edifici in cemento armato

Gli edifici in cemento armato mostrano carenze strutturali significative, come nodi non staffati, tamponature vulnerabili e carenze nei dettagli costruttivi. Le soluzioni proposte hanno incluso:

• Rinforzo dei nodi trave-pilastro: Tecniche innovative con materiali compositi (FRP e FRCM), combinate con ancoraggi specifici per migliorare l'aderenza;
• Protezione delle tamponature: Rinforzo locale per prevenire il distacco di cappotti termici in caso di sisma;
• Esoscheletri esterni: Utilizzati quando lo spazio urbano lo consente, per migliorare la sicurezza senza interventi invasivi interni.

Un esempio è un edificio scolastico nel quale sono state confrontate diverse soluzioni: interventi locali con FRP, sostituzione delle tamponature e l'uso di esoscheletri. I costi e i tempi variavano da 200-400 €/m² con interventi locali fino a 700-800 €/m² per interventi globali più invasivi.

Edifici in muratura

Gli edifici in muratura presentano problemi di collegamenti deboli, diaframmi deformabili e murature di bassa qualità. Le tecniche studiate includono:

• Cordoli e cerchiature: Interventi applicati esternamente per rafforzare i solai e migliorare il comportamento scatolare;
• Rinforzo con reti: L'uso di materiali compatibili come FRCM ha mostrato notevoli benefici, soprattutto su murature eterogenee;
• Pannelli lignei: Una soluzione sostenibile che combina resistenza strutturale e isolamento termico.

Un caso significativo è stato un ex tribunale con solai deboli e murature in pietra spacco. L'irrigidimento dei solai ha prodotto un miglioramento sismico superiore rispetto agli interventi sulle sole pareti, evidenziando l'importanza di una progettazione mirata.

Le attività di ricerca e progettazione integrate di ReLUIS hanno dimostrato che è possibile migliorare significativamente le prestazioni degli edifici esistenti con interventi combinati. Tuttavia, permangono sfide legate ai costi, alla complessità normativa e alla consapevolezza dei cittadini.