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Terremoti e sostenibilità: il primato delle costruzioni in acciaio

Terremoti e sostenibilità: il primato delle costruzioni in acciaio

ph. Studio Amati

In termini generali, è evidente che i terremoti producono perdite economiche e sociali particolarmente rilevanti. E’ altrettanto consolidato il fatto che la prevenzione, intesa come l’insieme delle azioni necessarie a ridurre il rischio sismico, costi meno delle perdite, dirette e indirette, da affrontare in caso di terremoto. Nonostante questo, la prevenzione incontra spesso resistenze nella sua applicazione per motivi legati alla percezione del rischio che conducono spesso a scelte irrazionali. Costruire una nuova costruzione con prestazioni sismiche migliori richiede solitamente un incremento, lieve ma certo, dei costi iniziali di costruzione mentre riduce drasticamente le perdite quantificabili nel caso di terremoto.

Fondazione Promozione Acciaio dedica un numero di Aa_Architetture in acciaio al tema “Costruzioni sicure in zona sismica” e propone una serie di approfondimenti a cura del Prof. Andrea Dall’Asta (Università di Camerino – Commissione Sismica per le Costruzioni in acciaio di Fondazione Promozione Acciaio) e il Prof. Alessandro Zona (Università di Camerino).

Di seguito un estratto del numero di Aa dedicato all’adeguamento sismico nel recupero di costruzioni esistenti pone l’attenzione alle voci di costo.
Concludiamo poi la rassegna con un caso di adeguamento di un edificio esistente in provincia di Varese.

In termini generali, è evidente che i terremoti producono perdite economiche e sociali particolarmente rilevanti.
E’ altrettanto consolidato il fatto che la prevenzione, intesa come l’insieme delle azioni necessarie a ridurre il rischio sismico, costi meno delle perdite, dirette e indirette, da affrontare in caso di terremoto. Nonostante questo, la prevenzione incontra spesso resistenze nella sua applicazione per motivi legati alla percezione del rischio che conducono spesso a scelte irrazionali. Costruire una nuova costruzione con prestazioni sismiche migliori richiede solitamente un incremento, lieve ma certo, dei costi iniziali di costruzione mentre riduce drasticamente le perdite quantificabili nel caso di terremoto. Questo evento viene comunque percepito come improbabile, anche se così non è nell’arco di vita di una costruzione, e il problema ignorato. A questo aspetto, di carattere culturale e relativo alle nuove costruzioni, si somma il problema delle costruzioni esistenti, per le quali un’azione di prevenzione completa e immediata non sarebbe economicamente sostenibile.
Le considerazioni precedenti hanno determinato una crescente attenzione per tutti gli studi orientati ad una valutazione più razionale del rischio sismico e, più in generale, della sua influenza sui costi attesi nell’arco di vita dell’edificio. Studi che prendono in esame sia le possibili perdite dirette (es. riparazione dei danni) che quelle indirette (es. interruzione delle funzioni), valutando i costi in termini di consumo di risorse e di impatto ambientale. Il mondo delle costruzioni si sta velocemente muovendo verso nuovi criteri per orientare le scelte nell’ambito delle nuove costruzioni e per individuare priorità e strategie di intervento per quello che riguarda il patrimonio esistente.
Per quanto riguarda le nuove costruzioni, le migliori prestazioni della costruzione in acciaio rispetto ad altre soluzioni, in termini di sostenibilità, è un fatto ormai riconosciuto e già oggetto del numero monografico di Architetture in Acciaio dedicato alla sostenibilità. E’ interessante sottolineare che questo primato è confermato anche nello specifico delle costruzioni in zona sismica: ad esempio si riporta il confronto tra consumo di energia richiesto per due costruzioni con le stesse caratteristiche funzionali e di resistenza al sisma, la prima realizzata con una struttura in c.a. e elementi di completamento tradizionali e la seconda con struttura in acciaio ed elementi di completamento prefabbricati con connessioni a secco (figura 1).
Più articolate e complesse le considerazioni relative alle costruzioni esistenti, per le quali sono in fase di studio metodi di valutazione del rischio finalizzati ad una classificazione sismica analoga a quella energetica, ormai ampiamente diffusa. La valutazione del rischio passa attraversa una stima dei danni mediamente attesi nel ciclo di vita, tenendo conto della probabilità che un evento sismico di un’assegnata intensità si verifichi durante la vita utile della costruzione (pericolosità), delle specifiche caratteristiche di resistenza della costruzione (vulnerabilità), dei costi diretti e indiretti da sostenere nel caso di danneggiamento (esposizione). Il quadro complessivo può essere sintetizzato in termini di costo annuo atteso per metro quadro e convertito, in un’interpretazione orientata alla sostenibilità ambientale, in consumo di energia atteso per anno, per metro quadro. Si può ottenere in definitiva una grandezza omogenea a quella utilizzata per la classificazione energetica dalla quale far scaturire un’analoga classificazione sismica. Anche in questo caso, a parità di altre condizioni (pericolosità sismica e destinazione d’uso), il costo atteso per perdite causate dal sisma risulta solitamente inferiore nel caso di una costruzione in acciaio rispetto ad altri sistemi costruttivi. Si riportano ad esempio alcuni risultati di uno studio di confronto tra edifici in c.a. e edifici in acciaio progettato con diversi livelli di capacità resistente nei confronti del sisma; i costi di riparazione sono espressi in equivalente consumo di energia e la situazione si riferisce ad un terremoto con periodo medio di ritorno di 100 anni (figura 2). Si rileva quindi che le generali considerazioni sulle migliori caratteristiche di sostenibilità ambientale delle costruzioni in acciaio conservano la loro validità anche nello specifico del comportamento nei confronti delle azioni sismiche.

ESEMPIO REALIZZATIVO
Adeguamento di un edificio storico alle attuali norme antisismiche
Istituto scolastico “Giovanni Falcone” a Gallarate (VA)

L’istituto professionale rappresenta un caso studio di notevole importanza nell’ambito della progettazione antisismica: sebbene all’epoca del progetto non fossero ancora entrate in vigore le Norme Tecniche, si è deciso di sposare i requisiti antisismici da esse previsti, nell’ottica di una maggiore sicurezza del complesso scolastico. L’istituto è costituito da due corpi, uno di nuova realizzazione e uno realizzato a partire da una preesistenza abbandonata e gravemente lesionata. L’edificio esistente di 49 m x 28 m in pianta, doveva essere mantenuto, per richiesta della Soprintendenza, nell’aspetto originario ed era dunque necessario conservare le strutture interne ed esterne e mantenerne le proporzioni. L’unica soluzione in grado di poter rispettare contemporaneamente tutte le condizioni si è dimostrata la carpenteria metallica, che ha permesso di realizzare una nuova struttura portante che prescindesse da quella esistente, senza alterarne l’aspetto. In particolare gli interventi hanno previsto la “fasciatura” dei pilastri mediante lamiere in acciaio, la realizzazione di capitelli di collegamento con le travi all’altezza dei piani e la realizzazione di nuovi piani tramite un reticolo di travi in acciaio vincolate a nuovi setti in c.a. Anche il nuovo corpo, in continuità architettonica e strutturale con il preesistente, è stato realizzato in acciaio.

Committente_Comune di Gallarate (VA) | Coordinamento Generale e Progettista Architettonico_Studio Amati srl | Progettista Strutturale_Consorzio Leonardo Ingegneri Riuniti spa | Costruttore Metallico_MAP spa

articolo pubblicato in

1. Confronto consumo di energia per costruzione edifici in acciaio e c.a.

2. Confronto costi di riparazione per edifici in acciaio e c.a.

ph. Studio Amati

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