Sopraelevazione e sostenibilità: la guida tecnica alla densificazione urbana con l’acciaio

La sopraelevazione con strutture in acciaio è la soluzione tecnica più efficace per la densificazione urbana sostenibile, poiché consente di aggiungere nuovi volumi su edifici esistenti minimizzando il carico sulle strutture e sulle fondazioni preesistenti. Questa strategia risponde direttamente alla necessità di limitare il consumo di suolo, rigenerando il patrimonio edilizio in chiave energetica e antisismica, in conformità con le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018).

L’adozione di un sistema a secco in acciaio (steel frame) riduce drasticamente i tempi di cantiere, migliora le prestazioni termo-acustiche e garantisce una cantierizzazione a basso impatto, elementi decisivi nei contesti urbani densamente abitati.

Il vantaggio principale di una sopraelevazione leggera in acciaio consiste nella sua capacità di non gravare in modo significativo sulla struttura sottostante, spesso rendendo superflui o comunque limitando costosi e invasivi interventi di consolidamento delle fondazioni. L’acciaio possiede un rapporto resistenza/peso nettamente superiore a quello del cemento armato o della muratura, consentendo di realizzare nuovi piani con un carico permanente ridotto.

• Idoneità su edifici esistenti: La maggior parte degli edifici realizzati prima dell’entrata in vigore delle recenti normative sismiche, sia in c.a. che in muratura, non possiede capacità portante residua per sopportare un ampliamento con tecnologie tradizionali.
• Riduzione dei carichi sismici: Una massa inferiore in sommità comporta una minore forza sismica agente sull’intera struttura. Questo aspetto è fondamentale per la verifica di sicurezza dell’intero aggregato strutturale, come richiesto dal capitolo 8 delle NTC 2018.
• Flessibilità progettuale: La tecnologia steel frame permette di realizzare ampie luci e forme complesse, offrendo maggiore libertà architettonica rispetto ai sistemi tradizionali.

Analisi comparativa del peso: acciaio vs. tradizionale

La differenza di peso tra una struttura in acciaio e una tradizionale è sostanziale. Per comprendere l’ordine di grandezza, si può fare riferimento al solo peso dei solai e delle strutture verticali per un metro quadrato di superficie.

Per aggiungere un piano a un edificio esistente nel rispetto delle norme sismiche, è obbligatorio eseguire la verifica di sicurezza dell’intera struttura post-intervento, come specificato nel § 8.4.1 delle NTC 2018. L’intervento di sopraelevazione è classificato come “intervento di adeguamento”, il che implica che l’intera costruzione (struttura esistente + nuova struttura) deve essere in grado di resistere alle azioni sismiche definite dalla norma per una nuova costruzione.

La procedura tecnica da seguire include:

1. Analisi dello stato di fatto: Si esegue un’analisi dettagliata della struttura esistente, definendo la geometria, i materiali (attraverso indagini in situ) e i dettagli costruttivi. Questo porta alla creazione di un modello di calcolo dell’edificio nello stato attuale.
2. Progetto dell’intervento: Si progetta la nuova struttura in acciaio e i sistemi di collegamento. Si definiscono gli eventuali interventi di rinforzo locale necessari sulla struttura esistente per garantire un comportamento scatolare d’insieme.

Verifica globale post-operam: Si modella l’intero sistema strutturale (esistente + sopraelevazione) e si eseguono le verifiche di sicurezza per le combinazioni di carico sismiche e statiche richieste dalla normativa, garantendo che i livelli di sicurezza siano pari a quelli di un edificio nuovo.

Tecniche di collegamento tra acciaio e strutture esistenti

Il collegamento efficace tra la nuova struttura in acciaio e quella preesistente (in c.a. o muratura) è cruciale per garantire la continuità strutturale e un corretto trasferimento dei carichi.

• Su strutture in cemento armato: Si realizza tipicamente un nuovo cordolo in c.a. sopra l’ultimo solaio esistente, adeguatamente armato e ancorato ai pilastri sottostanti tramite inghisaggi di barre di armatura con resine epossidiche. Le colonne in acciaio della sopraelevazione vengono poi collegate a questo cordolo tramite piastre di base e tirafondi.
• Su strutture in muratura portante: È indispensabile creare un cordolo di sommità in cemento armato o un sistema equivalente (es. profili in acciaio perimetrali) per creare un piano rigido di ripartizione dei carichi orizzontali e fornire un appoggio omogeneo alla nuova struttura. Questo elemento deve essere efficacemente ammorsato alla muratura sottostante.

Una sopraelevazione in acciaio si realizza con un sistema costruttivo a secco, che offre vantaggi prestazionali e operativi ineguagliabili rispetto all’edilizia umida tradizionale.

• Isolamento termo-acustico: Le pareti perimetrali e le coperture realizzate con sistemi stratificati a secco (es. telaio in acciaio, pannelli isolanti in lana di roccia o fibra di legno, lastre in cartongesso o fibrocemento) permettono di raggiungere valori di trasmittanza termica (U) e di potere fonoisolante (Rw) molto elevati con spessori e pesi contenuti, superando ampiamente i requisiti dei Criteri Ambientali Minimi (CAM).
• Velocità di esecuzione: La prefabbricazione in officina dei componenti in acciaio e l’assemblaggio a secco in cantiere riducono drasticamente i tempi di costruzione, limitando i disagi per gli occupanti dell’edificio e l’impatto sul contesto urbano.
• Sostenibilità del materiale: L’acciaio è un materiale riciclabile al 100% e un numero indefinito di volte. L’utilizzo di profili formati a freddo o a caldo provenienti da processi siderurgici a forno elettrico (EAF) riduce l’impronta di carbonio dell’intervento.

La sopraelevazione in acciaio rappresenta una soluzione ingegneristica avanzata e sostenibile per la rigenerazione urbana. Per i progettisti, affrontare un tale intervento significa non solo risolvere una sfida strutturale, ma anche gestire un processo integrato che valorizza l’immobile esistente sotto il profilo energetico, sismico e funzionale. La leggerezza del sistema costruttivo è la chiave di volta che rende fattibili interventi altrimenti impossibili con tecnologie convenzionali, trasformando la densificazione verticale in una concreta opportunità per le nostre città.

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