Materiali in Architettura - Modulo Universitario

Modulo Materiali - Scienze dell'Architettura (Università degli Studi di Firenze)

• Il modulo si focalizza sullo studio delle risorse materiali, degli elementi costruttivi e delle tecniche costruttive necessarie per la realizzazione di progetti architettonici.
• I progetti architettonici devono considerare lo sviluppo sostenibile, sociale, ambientale ed economico.
• La TEMEC include la progettazione di nuovi materiali e prodotti edilizi e nuove tecniche costruttive.
• I materiali possono essere tradizionali (pietra, legno, laterizio, ferro) o ingegnerizzati (resina, EPS).
• Ogni materiale ha una scheda tecnica che descrive le sue caratteristiche.
• Il progetto architettonico prevede tre fasi: idea progettuale, progetto architettonico, progetto esecutivo.
• Un sistema è un oggetto di studio interconnesso all'ambiente, che reagisce come un tutto.
• L'edificio è un sistema costituito da diverse parti correlate, che funzionano in modo unitario per soddisfare le esigenze dell'utenza.
• Il processo edilizio prevede quattro fasi: programmazione, progettazione, costruzione, gestione.
• Il sistema normativo regolamenta il processo edilizio, garantendo qualità e controllo dei costi di realizzazione e gestione.
• Le norme possono essere cogenti (obbligatorie) o volontarie (raccomandazioni).
• L'approccio prescrittivo si basa sui requisiti minimi di sicurezza, mentre l'approccio prestazionale si concentra sulle esigenze e prestazioni dell'edificio.
• Le esigenze dell'edificio possono essere di sicurezza, benessere, fruibilità, aspetto, gestione, integrabilità, salvaguardia ambientale.
• I requisiti sono la trasposizione tecnica delle esigenze (igrotermici, acustici, visivi, olfattivi, tattili, adattabilità allo spazio, termici, igrotermici, di aspetto, d'integrabilità, di economia, di manutenzione, di salvaguardia ambientale).
• Le norme volontarie forniscono requisiti su aspetti ulteriori (costruttivi, funzionali, gestionali), non obbligatori ma con elevato standard qualitativo.

Il Sistema Edilizio

• Il sistema edilizio comprende il sistema ambientale, tecnologico.
• Il sistema ambientale riguarda aspetti urbanistici ed organizzativi, mentre il sistema tecnologico riguarda gli elementi e le funzioni tecniche dell'edificio.

Le Normative

• Le normative possono essere oggettuali-descrittive (caratteristiche materiali) o esigenziali-prestazionali (comportamento in uso, qualità).
• I requisiti definiscono le caratteristiche richieste di un elemento, mentre le specifiche prestazionali definiscono livelli di soddisfacimento e metodi di verifica.

Materiali Lapidei Naturali

• I materiali lapidei naturali sono ricavati da rocce, e possono avere funzione sia strutturale che ornamentale.
• Vengono utilizzati con diverse tecniche costruttive, come il cumulo o l'orditura.
• Possono essere distinti in base alla loro origine genetica (magmatiche, sedimentarie, metamorfiche) o caratteristiche commerciali.

Processo Produttivo

• Descrive le fasi di lavorazione del materiale lapideo naturale, dalla estrazione al taglio delle lastre e dei vari elementi.
• Descrive le diverse categorie di pezzi: blocco (grande), massello (medio), lastra (piastra), listello, cordolo.
• Descrive le fasi di lavorazione (coltivazione, segagione, finiture perimetrali, finiture superficiali).
• Descrive le caratteristiche, quali massa volumica, porosità coefficiente di imbibizione, durezza, resistenza alla compressione, resistenza alla flessione, resistenza all'urto, resistenza all'usura.

Legami, Malti e Calcestruzzo

• Materiali non presenti in natura, ma creati artificialmente, con proprietà specifiche.
• Leganti: ottenuti da cottura di materie prime naturali (calcare, marmo, ecc.), con capacità di presa ed indurimento.
• Malti: conglomerati di acqua, inerti, leganti e additivi, per lavorazioni murarie.
• Calcestruzzo: conglomerato di leganti (cemento), acqua, inerti e additivi, usato per strutture resistenti e di grande dimensione.
• Ogni materiale ha categorie per la classe di resistenza meccanica, esposizione ambientale e consistenza.
• Inoltre differenti tecnologie realizzate per le loro lavorazione.

Strutture e Sollecitazioni

• Le strutture sostengono carichi e li trasferiscono al terreno.
• Lo schema statico include geometria, sezioni, materiali, vincoli e carichi.
• Le sollecitazioni (compressione, trazione, taglio, flessione, torsione) sono le reazioni delle forze esterne.
• I vincoli sono componenti che limitano il movimento di un componente strutturale.
• Le strutture devono garantire stabilità, resistenza, duttilità, ridondanza e durabilità.
• Le sollecitazioni in una struttura (neve, terremoto, terreno, vento, assestamenti) generano reazioni e carichi che definiscono la stabilità strutturale.
• L'analisi e la progettazione di una struttura deve considerare tutti i fattori.

Cemento Armato

• Combinazione di calcestruzzo e acciaio per creare strutture resistenti.
• I calcestruzzi e l'acciaio presentano una compatibilità meccanica, fisica, e chimica.
• L'armatura del cemento armato è posizionata secondo precise geometrie progettuali per rispondere alle sollecitazioni previste.

Assemblaggio a Secco

• Metodi di costruzione che usano giunzioni e componenti non legate da collanti.
• Le connessioni possono usare legno, pietra e metalli.
• Lo scopo dell'assemblaggio a secco è la rapidità di montaggio, la rimozione, e il riutilizzo dei componenti.

Legno e Prodotti in Legno

• Un materiale naturale, che deriva dalle piante, può essere massiccio, lamellare incollato o ricostruito.
• Il legno presenta caratteristiche di porosità, umidità, anisotropia che influenzano le sue prestazioni.
• Diverse classi di legno, basate su fattori come la densità, l'umidità e le caratteristiche di diffusione termica.
• Le differenti proprietà del legno massiccio e i prodotti ottenuti dal suo trattamento.

Materie Plastiche

• Materiali sintetici costituiti da polimeri.
• Polimeri termoplastici e termoindurenti.
• Proprietà dei materiali plastici (resistenza, durezza, isolamento termico).

Vetro

• Materiale solido amorfo formato dalla solidificazione di un liquido.
• Proprietà tecniche e fisiche (resistenza all'acqua, isolamento termico, resistenza alla corrosione).
• Metodi di lavorazione, come il vetro tirato, colato, float, e altre tecnologie specifiche.
• Tipi di vetro (colorati, extrachiari, stampati, stratificati).

Isolanti

• Materiali che riducono la trasmissione di calore o suono.
• Classificazione in termini di origine (vegetale, minerale, sintetica) e forma (pannelli, materassini, schiume).
• Proprietà di isolamento acustico e termico.