Coperture

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Coperture

LE COPERTURE
Le coperture hanno la funzione di delimitare superiormente l’edificio, separando e preservando
l’ambiente interno da quello esterno. I materiali ed i componenti edilizi utilizzati per le opere di copertura hanno infatti il compito di proteggere l’ambiente sottostante dall’azione degli agenti atmosferici (pioggia, sole, neve, caldo, freddo, vento).
Una copertura deve possedere requisiti di benessere, di sicurezza, di fruibilità, di integrabilità e di gestione, nonché requisiti estetici, conciliando quindi la sua conformazione con i materiali adottati

1 Classificazione delle coperture
In relazione a diversi criteri ordinatori, esistono vari sistemi di classificazione.
Per forma e per geometria si hanno :

coperture piane,
inclinate (o tetti),
a volta e a cupola.

Inoltre, a seconda della inclinazione dei piani, le coperture si distinguono in tetti a falde (ciascun piano inclinato che costituisce la copertura si definisce falda) o coperture a tetto; in tetti piani o coperture a terrazza.
Le coperture piane sono caratterizzate da una pendenza compresa fra l’1,5% e il 5%; mentre le coperture inclinate superano la pendenza del 5% e generalmente sono comprese fra il 30% ed il 45%.
Per le caratteristiche funzionali del manto di copertura si distinguono in:
coperture continue e discontinue. Le coperture continue possono essere formate da manti bituminosi e guaine; le coperture discontinue possono essere realizzate con grandi elementi, cioè lastre di lamiera e pannelli o con piccoli elementi, lastre di pietra o tegole.
Per le caratteristiche tecnologiche dei materiali di copertura possono essere classificate in: coperture in legno, in cotto, in ardesia, in rame.
Per le differenti possibilità di utilizzo, si hanno:
coperture praticabili (terrazze, giardini pensili) e coperture non praticabili.
Le coperture vengono anche individuate in base alla continuità dello strato di tenuta dell’acqua. Nelle coperture continue la tenuta all’acqua è assicurata indipendentemente dalla pendenza della superficie di copertura; nelle coperture discontinue o a falde l’elemento di tenuta all’acqua assicura la sua funzione solo per valori della pendenza maggiori di un minimo predefinito, che dipende prevalentemente dal materiale e dalla conformazione dei prodotti.
2 Elementi e strati funzionali delle coperture
I requisiti che una copertura deve possedere per il soddisfacimento delle esigenze degli utenti dipendono dal manto di copertura e dalla struttura portante.
Il manto di copertura, che il più delle volte è completato da elementi tecnici e strati funzionali, ha il compito di assicurare la separazione tra esterno ed interno proteggendo la struttura portante. Gli elementi del manto di copertura possono essere di dimensioni differenti a seconda del materiale utilizzato. Sono elementi di piccole dimensioni le tegole, le lastre in ardesia dello spessore di 3 o 5 cm o in fibro-cemento compresso; mentre rientrano tra gli elementi di manto di grandi dimensioni le lastre in lamiera metallica (acciaio zincato, alluminio, rame), le lastre ottenute con impasti bituminosi, i pannelli coibentati in acciaio. Il montaggio di questi elementi è in stretta relazione con il tipo di materiale con cui sono realizzati e con le caratteristiche della struttura portante.
La struttura portante di copertura è costituita dall’elemento o dall’insieme di elementi aventi la
funzione di sostenere il manto e resistere ai carichi esterni.
Gli accessori di copertura sono quegli elementi che collaborano con il manto e la struttura contribuendo a migliorare le funzioni che questi ultimi devono assolvere.
Tali elementi sono: il colmo, che serve a dare continuità di protezione lungo la linea di intersezione di due falde; le converse, canali per lo smaltimento delle acque meteoriche; il canale di gronda, che è l’elemento di raccolta delle acque piovane che scorrono sulle falde del tetto; il pluviale, che convoglia nella fognatura l’acqua raccolta dal canale di gronda.

Le diverse modalità di funzionamento delle coperture sono determinate dall’adozione di specifici strati funzionali, primari e complementari, e dal loro posizionamento che concorrono, con la struttura portante, a realizzare la copertura aumentandone le prestazioni. Gli strati primari, oltre allo strato resistente costituito dalla struttura portante, sono: lo strato delle pendenze, necessario per garantire il deflusso delle acque meteoriche verso gli appositi bocchettoni di raccolta; lo
strato di tenuta all’acqua che è lo strato impermeabile ottenuto con membrane bituminose o sintetiche; lo strato di protezione e rivestimento che protegge dagli agenti atmosferici ed ha funzione decorativa. Vi sono poi alcuni strati impiegati per ottenere particolari prestazioni come
lo strato di isolamento termico che, a seconda del tipo di copertura, può essere posto al di sotto dello strato di tenuta all’acqua (coperture inclinate), al di sotto dello strato di protezione (coperture piane), oppure al di sopra del manto di tenuta, se realizzato con materiali idrofughi (tetto freddo o tetto rovescio); lo strato di barriera al vapore e lo strato di diffusione del vapore;
lo strato di ventilazione per il ricambio dell’aria e lo strato di isolamento acustico. Oltre agli strati suddetti si impiegano a volte ulteriori strati complementari per ottenere soluzioni tecniche specifiche come lo strato di tenuta all’aria; lo strato di collegamento fra due strati sovrapposti, ottenuto con dispositivi meccanici (zanche, tasselli) o con l’impiego di collanti; lo strato di regolarizzazione che serve a migliorare l’adesione tra strati contigui; lo strato di ripartizione dei carichi e lo strato di protezione al fuoco. Infine, in particolari coperture possono essere presenti anche lo strato di separazione o scorrimento, lo strato filtrante e quello drenante. Questi ultimi si trovano solitamente nelle coperture piane con manto di protezione in terreno vegetale.
3 Tipologie strutturali delle coperture
Per struttura di copertura si intende l’orditura portante che consente di sistemare e sorreggere il manto di copertura.
In genere, le strutture di copertura sono adeguate al tipo di costruzione. Ve ne sono quindi in legno, in cemento armato, in acciaio. Dal punto di vista tipologico, la struttura è differente se
la copertura è piana o inclinata (a falde). Se la copertura è piana, la struttura è costituita da un solaio, in genere perfettamente orizzontale, caratterizzato soltanto da una leggera pendenza necessaria per il deflusso e convogliamento delle acque piovane nei bocchettoni di
raccolta. Per coperture inclinate, la struttura può essere realizzata con travi (a sezione costante o variabile) a parete piena o con elementi di tipo reticolare un elemento, detto capriata (in legno, acciaio, cemento armato), che non produce spinte orizzontali sulle pareti perimetrali.
4 Le strutture portanti per coperture piane
La struttura portante per le coperture piane (tetti piani o coperture a terrazza) è costituita da un solaio, realizzato secondo i principi e le tecnologie che regolano la costruzione dei solai comuni (solai tradizionali o prefabbricati). Il calcolo del solaio si effettua considerando il peso proprio, i carichi permanenti, i carichi accidentali e le azioni dovute al vento, alla neve e alle variazioni
termiche ed agli eventi sismici.
La struttura portante è poi completata da vari strati funzionali, differenti o con diversa disposizione a seconda che la copertura piana sia praticabile (tetto piano praticabile), non praticabile (tetto piano non praticabile) ossia un tetto a giardino. In ogni caso è necessario realizzare correttamente il massetto delle pendenze per il convogliamento delle acque meteoriche.
Il tetto piano praticabiledeve essere eseguito con particolari accortezze poiché, essendo lastrico solare ma anche terrazza, deve avere caratteristiche strutturali di sostegno e qualità meccaniche adeguate al calpestio. Il solaio deve quindi essere opportunamente dimensionato e dotato al suo interno di adeguati strati di materiali coibenti e impermeabilizzanti che costituiscano barriera
contro gli agenti atmosferici e l’escursione termica giornaliera e stagionale.
Il tetto piano non praticabileè solo un lastrico solare che non necessita dell’apposizione di una pavimentazione. In questo caso la struttura portante a solaio dovrà essere completata con materiali coibenti ed impermeabilizzanti che possono essere disposti all’estradosso del solaio.
Tali materiali possono anche non avere particolari caratteristiche meccaniche di resistenza (come ad esempio al calpestio).
Il tetto a giardino deve avere il solaio dimensionato anche in funzione del tipo di vegetazione (erba o piante tappezzanti, piante ad arbusto) e di conseguenza dello spessore del terreno. Gli strati funzionali sono disposti secondo una ben precisa sequenza. Inoltre, proprio per la presenza di vegetazione, in questo tipo di copertura è consigliabile realizzare lo strato impermeabile con guaine resistenti alle radici

tetto piano praticabile tetto giardino

5 Le strutture portanti per coperture inclinate
Le coperture inclinate (tetto a falda o copertura a tetto),la cui pendenza è rapportata alla luce ed all’altezza della falda, vengono definite dalla linea di colmo orizzontale, che è la linea di intersezione superiore di due falde, dalla linea di gronda che è la linea che limita inferiormente una falda, dalla pendenza della falda che indica il rapporto, in percentuale, fra l’altezza al colmo e la proiezione orizzontale della falda, dall’impluvio o compluvio che rappresenta la linea (orizzontale o inclinata) di intersezione di due falde contigue che formano un angolo rientrante, dal displuvio, ossia la linea di intersezione di due falde contigue che formano un angolo sporgente ed infine dallo sporto che costituisce la parte della falda in aggetto rispetto alla chiusura verticale dell’organismo edilizio.
La struttura portante delle coperture inclinate può essere spingente se realizzata con travi, oppure con capriate ossia strutture a schema triangolare e reticolare che poggiano sui muri perimetrali senza trasferire su di essi azioni di spinta.
Le travi a sezione costante sono appoggiate sui muri perimetrali e di spina di diverse altezze, così da determinare l’inclinazione del tetto. L’inclinazione si può anche ottenere impiegando travi a sezione variabile, con la sezione massima in corrispondenza del colmo e la rastremazione verso gli appoggi.
Le capriatesono costituite da vari elementi che svolgono una funzione ben precisa:
i puntoni sono due elementi inclinati, danno l’inclinazione di falda, sorreggono l’orditura del manto di copertura e sono sollecitati a flessione e pressione;
il monaco è l’elemento centrale verticale che collega i due puntoni e sorregge con una staffa la catena, che costituisce il corrente inferiore orizzontale di collegamento fra le basi dei due puntoni ed ha il compito di assorbire la spinta verso l’esterno esercitata dai puntoni stessi;
le saette (saettoni o contraffisso) sono elementi inclinati che collegano la mezzeria dei puntoni con l’estremità inferiore del monaco e sono soggetti a compressione;
gli arcarecci(o terzere), sorretti dai puntoni, costituiscono gli elementi di orditura secondaria disposti trasversalmente alle capriate. Infine sopra gli arcarecci si dispone un’ulteriore orditura che serve a sorreggere gli elementi, di grandi o piccole dimensioni, del manto di copertura.

La distanza fra le capriate dipende dalla luce dei sostegni su cui poggiano, dal materiale con cui sono realizzate e dal peso del manto di copertura. Per luci modeste, lo schema più semplice di capriata è il triangolo indeformabile che si realizza senza l’impiego di saettoni, che diventano invece necessari, per luci e carichi maggiori, nello schema di capriata a struttura reticolare piana.

1 PUNTONE
2 MONACO
3 CATENA
4 SAETTA
5A RCARECCIO

6 Strutture portanti in legno
Per le coperture inclinate, gli schemi strutturali maggiormente utilizzati nella tradizione costruttiva
con travi in legno sono: lo schema alla lombarda e lo schema alla piemontese.
Il primo è realizzato con arcarecci poggiati sui muri perimetrali e posti ad una distanza di 4,00-5,00 m; il secondo è costituito da puntoni (sui quali sono disposti gli arcarecci) sorretti da un lato dai muri longitudinali esterni e dall’altro dal muro longitudinale di spina.
Per entrambe le soluzioni è necessario predisporre, in corrispondenza degli appoggi (la connessione si realizza con staffe, zanche o cerniere metalliche), elementi di ripartizione dei carichi come mensole in legno o conci di pietra.
In presenza di grandi luci (da 10,00-12,00 m), le travi impiegate per la struttura portante possono anche essere di tipo lamellare con sezione rettangolare o a doppio T; oppure si possono utilizzare travature reticolari con l’altezza della sezione di circa 1/10 della luce stessa.
In alternativa alle travi, soprattutto nei casi in cui i muri trasversali e di spina non possono sostenere i carichi del tetto, la struttura portante in legno per le coperture inclinate si realizza con le capriate, di tipo classico o leggero. Le capriate in legno di tipo classico, costituite da due puntoni, catena e monaco, si usano per luci fino a 6,00-7,00 m. Per luci da 7,00 a 12,00, aumentando la
lunghezza dei puntoni, la capriata si costruisce anche con i saettoni: questo tipo di capriata viene detta alla palladiana o all’italiana. Per luci maggiori, dai 12,00 ai 20,00, si usa la capriata composta, costituita da due puntoni, due sottopuntoni, tre monaci, una catena ed una sottocatena. L’interasse delle capriate, per luci fino a 20,00 m, è di 3,00-4,50 m.
Per luci piccole e medie (5,00-15,00 m) si possono utilizzare capriate leggere, disposte con interasse di 0,60-1,20 m, che si differenziano da quelle di tipo classico per l’eliminazione degli arcarecci, resa possibile dalla loro fitta disposizione, che le rende leggere.
Per luci comprese fra 10,00-18,00 m si utilizza spesso una soluzione mista, con gli elementi compressi in legno e quelli tesi in acciaio.
Oggi è molto raro che una capriata abbia tutti gli elementi in legno massiccio. Si preferisce infatti
utilizzare, nei casi di luci medie e grandi, il legno massiccio per i correnti e il compensato strutturale per le fiancate.

Schema alla lombarda Schema alla piemontese

7 Strutture portanti in acciaio
Le travi in acciaio (a sezione costante o variabile) per le strutture portanti delle coperture inclinate possono essere costituite da due profili saldati. In alternativa, per luci medie e grandi, si utilizzano le travature reticolari. Le capriate in acciaio, impiegate per luci fino a 40,00 m, si dispongono a interassi variabili fra i 5,00 e i 10,00- 12,00 m; mentre la distanza degli arcarecci solitamente
è compresa fra 1,20 e 2,50 m.
Vi sono vari schemi di capriate in acciaio: la scelta dei profili degli elementi dipende dalla tipologia della capriata e dall’entità delle sollecitazioni.

Capriate in acciaio

8 Strutture portanti in cemento armato
La struttura portante in c.a. per le coperture inclinate può essere realizzata, nel caso di piccole luci, con travi a parete piena gettate in opera. Per luci maggiori si ricorre a travi prefabbricate in cemento armato normale o precompresso.
In alternativa alle travi a parete piena si utilizzano travature reticolari in cemento armato normale o in cemento armato precompresso, in presenza di luci elevate. Per piccole luci, la struttura di copertura è realizzata con travetti, disposti ad interasse di 0,50 m, oppure con solai prefabbricati tipo.
Le capriate in cemento armato sono raramente impiegate a causa del forte peso e dei costi elevati. Possono essere gettate in opera oppure costruite in stabilimento. In questo secondo caso vengono realizzate in serie usando casseforme metalliche.
Nelle coperture inclinate in c.a. particolare attenzione si deve porre allo sporto di gronda che può essere costruito in diversi modi. Può infatti essere inclinato, prevedendo una gronda esterna, sagomato, oppure di tipo piano con gronda incorporata all’interno dello sporto stesso.

Capriate in c.a.

9 Le soluzioni tecniche per coperture piane e inclinate
Nelle coperture, sia piane che inclinate, la sequenza degli strati funzionali di isolamento termico e di impermeabilizzazione può variare, generando differenti tipologie di tetto.
Nella stratificazione funzionale può essere anche inserito uno strato di ventilazione che, nelle coperture inclinate, può essere previsto anche in assenza di strato isolante, mentre nelle coperture piane contribuisce ad aumentare il livello prestazionale della copertura stessa.
Nelle coperture piane le tipologie di tetto che si possono ottenere in funzione della presenza o disposizione di alcuni strati funzionali sono: il tetto caldo, il tetto rovescio e il tetto sandwich.
Nel sistema tetto caldo lo strato impermeabile è disposto al di sopra dello strato termoisolante. Le sollecitazioni termiche del manto di copertura, se fissato in totale aderenza con lo strato impermeabile, sono trasmesse allo strato sottostante. In presenza invece di un manto
indipendente, è necessario realizzare uno strato separatore (in carta lana, velo di vetro) inserendo la barriera al vapore al di sotto dello strato termoisolante.
Nel sistema tetto rovescio lo strato termoisolante è collocato al di sopra dello strato impermeabile,
costituendo quindi la protezione del manto di copertura.
In questo caso lo strato impermeabile ha anche la funzione di barriera al vapore.
Nel sistema tetto sandwich (o semirovescio) lo strato impermeabile è collocato tra due strati termoisolanti .
Il tetto giardino piano può essere realizzato con il sistema del tetto caldo o del tetto rovescio. Nelle coperture inclinate i modelli funzionali sono caratterizzati, come per le coperture piane, dalla
posizione dello strato termoisolante e anche dalla presenza o meno di una camera di ventilazione.
Le coperture inclinate possono essere non isolate, isolate, isolate e ventilate, oppure soltanto ventilate ma non isolate.
La copertura isolata ha lo strato termoisolante, realizzato con materiali idrorepellenti, inserito fra l’elemento di tenuta e gli altri strati funzionali sottostanti. Lo strato resistente deve comunque risultare protetto dallo strato termoisolante. Ci possono essere anche delle varianti di
copertura isolata in funzione delle caratteristiche del supporto (discontinuo o continuo), dell’elemento di tenuta e del posizionamento dello strato termoisolante.
La copertura ventilata, che può essere realizzata con o senza lo strato termoisolante, è caratterizzata dalla presenza di una camera d’aria che garantisce la ventilazione del tetto e la microventilazione del sottomanto, favorendo lo smaltimento dell’umidità attraverso il colmo.
Il sistema tetto ventilato funziona maggiormente in presenza di una struttura portante di copertura in legno in quanto questo materiale, essendo traspirante, può stabilizzare il tasso di umidità interna. In questo caso la camera d’aria ventilata può essere creata attraverso l’intercapedine formata dalle orditure dei listelli di supporto del manto, oppure attraverso il sottotetto. La presenza della camera d’aria migliora sensibilmente le condizioni di benessere termoigrometrico delle coperture, consentendo di utilizzare il sottotetto come zona abitabile. Nel caso in cui la ventilazione avvenga attraverso l’intercapedine dei listelli, è consigliabile collocare i pannelli isolanti sotto i listelli stessi in modo da garantire la continuità dell’isolamento termico . Se la ventilazione è ottenuta attraverso il sottotetto, è necessario prevedere delle bocchette di aerazione verticali ed elementi di espulsione posti in prossimità del colmo, dimensionandoli in relazione al volume d’aria da movimentare nel sottotetto.
Lo strato di ventilazione e di impermeabilizzazione si può anche realizzare al di sotto degli elementi di copertura del tetto con una lastra ondulata, solitamente a base di fibre organiche bitumate e resinate, che agevola, per la propria conformazione, anche la posa dei coppi.

Schemi di ventilazione: a) attraverso l’intercapedine Copertura inclinata isolata: a) con isolamento esterno;
b) attraverso il sottotetto b) con isolamento interno

Copertura inclinata isolata e ventilata attraverso l’intercapedine Copertura inclinata ventilata attraverso il sottotetto

Fonte: http://keynes.scuole.bo.it/~valotta/4ag/coperture.doc

Sito web: http://keynes.scuole.bo.it/~valotta/

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

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