Ottimizzazione strutturale ed energetica di pannelli prefabbricati di facciata

I pannelli prefabbricati di facciata, utilizzati in prevalenza per l’involucro esterno dei capannoni industriali, sono elementi molto diffusi nell’odierna edilizia. La loro concezione ha subito un notevole progresso negli ultimi anni, sia per il miglioramento delle prestazioni strutturali, sia con riferimento alle proprietà isolanti: l’introduzione dei cosiddetti pannelli “a taglio termico” (caratterizzati dall’interposizione di uno strato continuo di materiale a bassa conducibilità termica tra due “cortecce” di calcestruzzo) ha rappresentato, in tal senso, una vera innovazione. Il presente lavoro si propone di illustrare il processo di ottimizzazione di un pannello a taglio termico, con riferimento sia agli aspetti strutturali, sia alle questioni legate alla resistenza termica. Per quel che concerne gli aspetti strutturali, non deve trarre in inganno la semplicità dell’elemento, unitamente all’esiguità dei carichi tipici in esercizio: numerosi sono infatti gli aspetti degni di nota dal punto di vista statico. Tra le maggiori criticità che si possono evidenziare vi è la mancanza di collegamento diretto tra le due cortecce in calcestruzzo (interna ed esterna), e dunque la necessità di realizzarne la solidarizzazione mediante collegamenti discontinui, come per esempio tralicci in acciaio. Il traliccio di collegamento svolge un ruolo fondamentale soprattutto in fase di scassero e sollevamento, quando il calcestruzzo delle cortecce non è ancora giunto a completa maturazione, e l’armatura deve far fronte al peso dell’elemento (in configurazione profondamente diversa da quella caratteristica delle fasi di esercizio) senza poter contare su di un ritegno completamente efficace, soprattutto nei confronti dei fenomeni di instabilità degli elementi diagonali (in parte compressi). Se correttamente dimensionato, il traliccio garantisce comunque una certa affidabilità anche dal punto di vista della durabilità, ma costituisce il vero tallone d’Achille per quel che riguarda gli aspetti legati alla resistenza termica. Le recenti normative hanno infatti imposto requisiti molto stringenti dal punto di vista della resistenza termica (nell’ottica del risparmio energetico), e dunque ogni effetto che possa pregiudicare le capacità isolanti deve essere opportunamente limitato. Nel caso in esame particolare attenzione deve essere posta ai materiali e alla geometria dei vari strati, al fine di rispettare i requisiti in termini di capacità isolante globale dell’elemento: tuttavia, un occhio di riguardo merita anche l’omogeneità dell’elemento, che non può presentare zone a resistenza termica eccessivamente diversa. Un utile ausilio al calcolo è costituito dalla modellazione ad elementi finiti, che sono qui confrontati con il metodo di calcolo semplificato proposto in normativa; sarà dunque possibile formulare considerazioni generali di interesse per chi si trovasse a dover affrontare il progetto (strutturale ed energetico) di elementi di questo tipo.