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12 Traduzioni in italiano Inserto ampliato in italiano 2008 ¥ 5 ∂ to: una barriera al vapore, un isolamento termico trasparente di circa 14 cm a strati incrociati di pellicole plissettate in PVC e un’impermeabilizzazione in tessuto di poliestere rivestita in PVC. Tra la membrana di copertura sospesa e lo strato esterno in pannelli acrilici il riscaldamento solare arrivava a sviluppare inaspettatamente temperature fino a 100 °C; i materiali isolanti scelti non riuscivano a controllare temperature così elevate. All’inaugurazione, emergevano i primi punti scuri sulla superficie della membrana indicando il surriscaldamento del materiale. Dal momento che il degrado del materiale isolante progrediva rapidamente, nel 1974 fu disposto un intervento di risanamento e trasformazione. A discapito della traslucenza della copertura, si procedette nella posa di un ulteriore strato isolante disposto sull’originaria membrana stratificata. Allo strato termoisolante di 8 cm di spessore si sovrapponeva un ulteriore tessuto di poliestere rivestito in PVC. A distanza di trenta anni, la resistenza statica della membrana risulta compromessa dall’invecchiamento e dagli altri agenti esterni quali l’umidità e il cloro contenuto nell’aria interna. Nel 2003 è stato incaricato del rinnovamento lo studio di ingegneria Schlaich Bergermann e Partner di Stoccarda insieme agli architetti Auer+Weber di Monaco di Baviera. Struttura della copertura esistente La membrana di 8250 mq di superficie della copertura sospesa in origine era composta di 17 elementi di circa 80–950 mq connessi con giunti legati a corda. 218 “quadrifogli” di 4 aste a sezione tonda a molla di diametro 1,2 metri compongono la funicolare per la sospensione della membrana. Uno dei due apici è stato sospeso ad un pilone interno supportato a sua volta da un pilone esterno. All’apice, la membrana è fissata tramite lacci alla trave anulare composta di tubolari di acciaio di 4–5 metri di diametro. Il fissaggio alla struttura di facciata dei due punti più bassi a forma di imbuto è simile a quello adottato agli apici. Per l’illuminazione dell’impianto natatorio sono state disposte sette traverse a circa 16 metri d’altezza di 24 metri di lunghezza e un corpo illuminante disposto longitudinalmente di 90 metri attraverso più di un centinaio di sospensioni sospese direttamente alla rete di funi. I punti di attraversamento costituiscono punti particolarmente deboli dal punto di vista fisico tecnico. La connessione alla facciata di vetro autoportante senza soluzione di continuità aveva la funzione di assorbire le intense deformazioni verticali della funicolare dell’intradosso. A tal uopo alla membrana è stato sospeso un “grembiule” in vetro acrilico. (imm. C) La nuova copertura sospesa L’immagine della nuova copertura sospesa avrebbe dovuto avvicinarsi a quella esistente. L’obbiettivo di ricreare la traslucenza originaria, è stato perfezionato riducendo il numero di sospensioni necessarie. Da un lato, sono stati presi in considerazione i requisiti ottimizzati dei materiali di composizione della membrana, dall’altro era necessario minimizzare le problematiche fisico tecniche legate alla sospensione e alle dispersioni termiche. Le prestazioni di illuminazione durante il funzionamento giornaliero sono però limitate rispetto ai Giochi Olimpici. Era necessario che la struttura di sospensione del sistema di illuminazione si adattasse al carico minimo per ridurre il numero delle perforazioni sulla membrana. Progetto Il progetto della nuova copertura enfatizza nel taglio il mutevole andamento curvo dei differenti settori: intorno agli apici e ai punti più profondi il taglio è radiale mentre le superfici intermedie sono composte di nastri paralleli alla disposizione trasversale dell’impianto natatorio. (imm. D) Il soddisfacimento dei requisiti prestazionali a livello strutturale e fisico tecnico della costruzione di copertura ha richiesto molta fatica. Stabilito che il mercato non offriva soluzioni che combinassero in un unico materiale requisiti quali la tenuta al vapore, la traslucenza, la flessibilità e l’agibilità, si è proceduto a disporre una struttura di copertura composta come segue, dall’interno verso l’esterno: membrana portante in tessuto di poliestere rivestita di PVC, isolamento spessore 7 cm in guaina di poliestere, impermeabilizzazione in pellicola di ETFE trasparente. Su iniziativa del produttore al posto di una barriera al vapore disposta all’intradosso della membrana portante è stata predisposto un sistema di aerazione capace di adattarsi all’isolamento. La traslucenza stimabile di circa 1,5 % della copertura completa presenta a parità di requisiti la soluzione migliore. (imm. E) Il nuovo sistema di illuminazione è conforme sia nelle dimensioni geometriche che nelle potenzialità d’impianto ai più attuali requisiti prestazionali. Per riuscire ad utilizzare la scala che accede al sistema di ventilazione nei punti più alti, il sistema d’illuminazione si sviluppa alla stessa altezza e nella stessa posizione delle passerelle longitudinali della struttura esistente. Requisiti della nuova copertura Si richiedeva la realizzazione di una copertura completamente trasparente. L’ingresso, a seguire il progetto architettonico iniziale, avrebbe dovuto offrirsi al visitatore in tutta la sua trasparenza e ariosità. Sotto l’aspetto fisico tecnico si è tentato in primo luogo di isolare bene lo spazio della piscina. Per impedire la caduta di acqua di condensa, si è provveduto a conferire tenuta al vapore allo strato inferiore, conferendo caratteristiche di potere diffusivo all’impermeabilizzazione superiore. In aggiunta alla stabilità ai raggi UV richiesta, era inoltre necessario garantire una resistenza a temperature fino a 100 °C raggiungibili nelle intercapedini della struttura, mantenendo inalterata la classe di resistenza al fuoco B1 dell’intero pacchetto – senza gocciolamento di materiale incandescente. I requisiti funzionali facevano soprattutto capo a geometria, montaggio e manutenzione: era fondamentale garantire la modellazione dell’isolamento seguendo la doppia curvatura delle membrane. Contemporaneamente era indispensabile che i materiali di ogni strato consentissero un montaggio semplice e veloce dato che in alcuni punti lo spazio disponibile tra gli strati della struttura era molto ridotto: definendo così la grande importanza del requisito di saldabilità dei fogli posti in opera. Infine era importante garantire la praticabilità dell’intero pacchetto, senza il rischio di danneggiamenti permanenti dovuti al montaggio e alla manutenzione per tutta la durata della copertura. Membrana portante: tessuto di fibra di vetro o di poliestere? Per la membrana portante l’alternativa era tra i tessuti di fibra di vetro rivestiti in PTFE e i tessuti di poliestere rivestiti in PVC. Il PTFE/ vetro dal punto di vista materico e visivo costituiva la soluzione di miglior effetto. Anche il comportamento al deposito della sporcizia rispetto alla soluzione PVC/PES era di gran lunga migliore. I punti a sfavore erano rappresentati dalla maggiore sensibilità al deterioramento meccanico, specialmente durante la posa in opera, e lo sbiancamento del materiale della membrana dovuto all’esposizione ai raggi UV. La diversità di intensità di irradiazione dovuta ad una variabile esposizione delle superfici di copertura avrebbe sbiancato la copertura in maniera non uniforme. Dato che la possibilità di concretizzare uno sbiancamento artificiale prima della posa in opera avrebbe comportato un calo dei requisiti di resistenza del tessuto fino al 30%, non è stata presa in considerazione la variante PTFE/vetro. La soluzione realizzata in PVC/PES non è soggetta a sbiancamento. Il montaggio è stato reso più difficile dal comportamento alle sollecitazioni di piegatura e plissettatura del materiale posato durante i mesi invernali di gennaio e febbraio. Ventilazione o barriera al vapore? Per garantire i requisiti di trasparenza e di saldabilità l’intera superficie della membrana portante doveva essere rivestita con una barriera al vapore in polietilene (guaina in PE). Un’alternativa realizzata con guaine in ETFE o PTFE non è stata presa in considerazione per i costi, oltre al fatto che la pellicola in PTFE si sarebbe rivelata alquanto laboriosa da saldare. Una seconda probabile soluzione era di affidare la funzione della barriera al vapore agli strati della membrana portante. La soluzione adottata, proposta dall’azienda incaricata della realizzazione, rinuncia alla messa in opera della barriera al vapore inferiore sostituendola con un sistema di ventilazione attivo che estrae l’umidità
∂ 2008 ¥ 5 Inserto ampliato in italiano Traduzioni in italiano 13 dall’isolante ed è controllato da un rilevatore di umidità, reagendo adattivamente alla formazione di condensa nell’isolamento. Isolamento traslucido: nido d’ape o materassino Come isolamento alternativo è stato preso in considerazione un materiale trasparente in acetato di cellulosa con struttura a nido d’ape verticale. Rispetto al vantaggio di un’elevata trasparenza, numerosi erano i punti a sfavore: • La disposizione di una struttura a nido d’ape verticale conferisce una rigidezza contraria alla flessibilità richiesta per la realizzazione dei campi a doppia curvatura • L’isolamento non è immune da danneggiamenti. La concentrazione del carico comprime la struttura a nido d’ape al punto da richiedere ulteriori accorgimenti per la ripartizione dei carichi. • Il materiale non è stabile all’acqua. Per la realizzazione, l’isolante avrebbe dovuto essere insacchettato in cuscini saldati a tenuta d’acqua la cui produzione e adattamento ai particolari costruttivi avrebbero richiesto un onere in più. A causa degli svantaggi presentati, è stato selezionato un isolamento in materassino di poliestere impregnato che soddisfa tutti i requisiti anche se purtroppo a discapito della traslucenza: • resistente al surriscaldamento sino a temperature superiori a 100°C • nessun assorbimento di acqua delle fibre impregnate • flessibilità, quindi nessun problema nel rivestire i settori a doppia curvatura • elasticità, qundi scarsa sensibilità nei confronti di carichi temporanei concentrati Impermeabilizzazione: ETFE o PTFE? In considerazione dei requisiti funzionali menzionati, la necessaria resistenza al surriscaldamento e la limitata resistenza alla diffusione di vapore acqueo hanno imposto la scelta tra una pellicola in ETFE o in PTFE. La seconda è decaduta in particolare a causa della difficoltà di saldatura delle pellicole. Costruzione della struttura portante della membrana di copertura La membrana del settore tipo a taglio parallelo è composta da un tessuto di poliestere TIPO II rivestito in PVC con una resistenza alla rottura di 84 kN/m sull’ordito, la membrana dei settori radiali è in tessuto di poliestere TIPO IV rivestita di PVC e possiede una resistenza a strappo di 150 kN/m sull’ordito. A differenza della realizzazione esistente dove la membrana era caratterizzata da diversi giunti di saldatura, vengono stesi due grandi teli connessi da un giunto a piastra. La chiusura perimetrale dei bordi è stata, invece, realizzata come nel primo progetto, senza soluzione di continuità tramite aste di 1,50 metri di lunghezza in tasche di membrana ancorate sul lato posteriore a funi spiralate aperte di 10 mm di diametro nel reticolato funicolare. Il pretensionamento della membrana viene assorbito tramite gli ancoraggi posteriori con tenditori a vite. La distanza costante dal reticolo funicolare è garantita tramite una struttura composta di aste di sezione agganciate con l’ausilio di traverse sulla tensostruttura. (imm. 5) All’apice, la membrana è assicurata tramite piastre di fissaggio in alluminio Ø 273 mm di diametro variabile da 4 a 5 metri. Le travi anulari sono sospese con funi spiroidali di 22 mm di diametro. Il sistema viene stabilizzato orizzontalmente da funi di ancoraggio inclinate e dalla membrana perimetrale. (imm. Q) Il raccordo con le depressioni della membrana è stato realizzato con piastre di fissaggio di alluminio alla struttura di facciata dei due punti più bassi di 5-7 metri di diametro. I carichi sono ancorati nelle fondamenta esistenti per carichi pesanti e nella struttura delle tribune. Per evitare picchi di tensione nella membrana, le sospensioni dovevano essere il più possibile flessibili. Per garantire la necessaria elasticità e la relativa stabilità sono state introdotte staffe filettate di 25 mm di diametro. I requisiti strutturali rispetto alle perforazioni della struttura di sospensione dei corpi illuminanti erano molteplici: il particolare costruttivo avrebbe dovuto garantire una connessione tridimensionale fra spazio interno e intercapedine della copertura. In più bisognava assorbire le deformazioni per differenza fino ad 1 metro tra la tensostruttura e la membrana ma anche le tolleranze costruttive. La giunzione avviene tramite un fodero flessibile di un materiale a membrana accoppiato da un anello di fissaggio alla membrana. Le deformazioni determinate dal fissaggio sono realizzate tramite un tubo di PVC mobile (imm. F, P). L’isolamento termico traslucido in materassino di poliestere è separato tramite nervature saldate sulla membrana dal materiale a membrana in singole camere separate. Sulle nervature, l’impermeabilizzazione in pellicola di ETFE è ancorata tramite profili di fissaggio di alluminio. Costruzione del traliccio d’illuminazione. La struttura di acciaio del traliccio d’illuminazione è composto di travi longitudinali IPE 220 integrate da traverse portanti IPE 100 e da montanti composti di profili T50. Sul lato esterno delle travi longitudinali alcuni elementi connettono i componenti d’illuminazione. I segmenti lunghi circa 11,25 metri sono connessi con articolazione e sospesi alla tensostruttura da funi a spirale Ø 10 mm. La connessione alla tensostruttura avviene tramite elementi trasversali. Smontaggio della struttura esistente La prima operazione è stata rimuovere la struttura di copertura all’estradosso della membrana portante. Dato che l’impianto natatorio doveva funzionare durante l’intero periodo di ristrutturazione, la piscina da 50 metri è stata ricoperta da una struttura temporanea agibile rivestita di lamiera grecata che aveva anche la funzione di piattaforma di montaggio per la membrana. La vasca dei tuffi è stata completamente svuotata e sono stati montati ponteggi portanti sino al pavimento del padiglione. Successivamente, la struttura di acciaio esistente del traliccio d’illuminazione è stata calata, e le piastre di fissaggio e la membrana portante di grande formato è stata smontata. Infine, si è proceduto a smontare i connettori della facciata e i tenditori perimetrali. In seguito è stata installata la nuova copertura e un sistema attivo di aerazione. In seguito alla fine delle opere di montaggio del soffitto sospeso, sono state create connessioni pneumatiche di facciata lunghe circa 400 metri. Messa in opera del nuovo traliccio d’illuminazione Dopo la posa in opera della membrana, il nuovo traliccio d’illuminazione è stato collocato in posizione nominale orizzontale sulla piattaforma di montaggio. Dopo la posa delle sospensioni e dell’impermeabilizzazione, ogni segmento verticale è stato elevato e portato nella posizione definitiva. Il fissaggio longitudinale o trasversale è stato allacciato lungo il pilone principale. Conclusione La progettazione e la realizzazione dell’intervento di rinnovamento della copertura dell’impianto natatorio olimpionico di Monaco è stato portato a compimento tra il giugno 2003 e l’aprile 2006. Dopo aver edificato l’area d’ingresso e il settore delle casse, l’impianto natatorio è stato completamente inaugurato nel febbraio 2007. La copertura con la nuova struttura sembra fluttuante. Durante le giornate di sole la struttura primaria della tensostruttura somiglia a un disegno di ombre sulla membrana. (imm. S) Sezione, scala 1:10 1 Fissaggio a punti vetro acrilico Ø 78 mm 2 Fune di acciaio, sicurezza fissaggio a punti Ø 3 mm 3 Lastre in vetro acrilico B1 trasparente 10 mm 4 Nastro per fuga in cloroprene larghezza 140 mm 5 Tensostruttura portante composta di funi spiralate di acciaio doppie Ø 10 mm 6 Dispositivo di serraggio fune mobile su traversa 7 Traversa in tubolare di acciaio, sezione rettangolare 100/50/6,3 mm 8 Tenditore a vite 10 mm 9 Asta Ø 40 mm 10 Profilo perimetrale Ø 65 mm, lunghezza 1500 mm 11 Copertura in membrana interna sospesa strato portante in tessuto di poliestere PVC rivestito traslucido 12 Materassino isolante in poliestere traslucido 35+35 mm con giunti contrapposti 13 Impermeabilizzazione in pellicola di ETFE trasparente 14 Rete antipassero in nylon, dimensione maglia 30X30 mm 15 Pneumatico in ETFE a doppia pelle con altezza variabile 16 Facciata di acciaio IPE 200
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