Progettazione e verifica di un nuovo sistema di fissaggio per facciate continue a cellule

The dissemination of curtain walls, as a technical solution of building envelope, characterizes most of the new construction scene, succeeding at combining great architectural flexibility with a solid guarantee of high performance. Some types of curtain walls, such as unitised curtain wall, aspire to keep pace with the growing propensity to off-site construction: these systems, which favour high quality standards, due to considerable costs implied, found a field of application only through economy of scale mechanisms. Standardised curtain wall systems are the production answer to the need to exploit, even for small building projects, the advantages of highly prefabricated solution of envelope, otherwise not accessible in economic terms or in planning terms (standard systems reduce the timing of the project). In this sense, the aim of the present work is to design a standardised fixing system which, depending on the company, could be thought as a stand-alone product or could be combined with a standard unitised curtain wall. The present thesis is the result of a prolific period of discussions with different studios and companies, experts in the design, production and installation of curtain wall systems and products / components for anchoring in reinforced concrete structures, steel structures and prefabricated structures. In order to present a complete and accurate analysis of a fixing system, it has been resorted to an approach that integrates finite element modelling with analytical checks necessary for the verification of some components. Aspects related to the production process, considerations on metal alloys usually used in the curtain wall sector, architectural requirements were included in the design; finally, it has been improved the results through a sensitivity analysis aimed at geometrically optimizing the fixing system. In conclusion, it is proposed the fixing system we designed, which has characteristics that make it applicable to ordinary constructions, promoting the use of technologically advanced building envelope solutions, customizable in terms of aesthetics and in terms of performance.

La diffusione delle facciate continue come soluzione tecnica di involucro contraddistingue buona parte del parco edilizio di nuova costruzione, riuscendo a coniugare una grande flessibilità architettonica con una solida garanzia di elevate prestazioni. Nello specifico alcune tipologie di facciata continue, come quelle del tipo a moduli indipendenti, puntano a tenere il passo con la crescente propensione alla costruzione off-site: questi sistemi, che privilegiano alti standard qualitativi, per i costi sostenuti che comportano trovano campo applicativo solo attraverso meccanismi di economia di scala. I sistemi di facciata continua a catalogo costituiscono la risposta produttiva all’esigenza di poter sfruttare, anche per piccoli interventi edilizi, i vantaggi delle soluzioni di involucro altamente prefabbricate, altrimenti non accessibili in termini economici o in termini di programmazione (i sistemi a catalogo riducono le tempistiche progettuali). In tale senso, l’obiettivo del presente lavoro è quello di progettare un sistema di fissaggio di tipo a catalogo che, a seconda della realtà aziendale, potrebbe essere pensato come prodotto a sé stante o potrebbe essere combinato con un sistema di facciata a cellula altrettanto standardizzata. Il presente elaborato di tesi è il risultato di un prolifico periodo di confronto con diversi studi e aziende, esperti nella progettazione, produzione e installazione di sistemi di facciata continua e di prodotti/componenti per l’ancoraggio su strutture in calcestruzzo armato, acciaio e prefabbricate. Al fine di presentare un’analisi completa e accurata di un sistema di fissaggio, si ricorre ad un approccio che integra la modellazione agli elementi finiti con verifiche di tipo analitico, necessarie per la verifica di alcuni particolari componenti. Sono stati inclusi nella progettazione aspetti legati al processo produttivo, considerazioni legate alle leghe metalliche solitamente impiegate nel settore delle facciate, esigenze architettoniche, affinando i risultati attraverso un’analisi di sensibilità volta ad ottimizzare geometricamente il sistema di fissaggio. Per concludere si propone il sistema di fissaggio da noi ideato che ha caratteristiche tali da renderlo applicabile a costruzioni ordinarie, favorendo l’impiego di soluzioni d’involucro tecnologicamente avanzate e personalizzabili dal punto di vista estetico e prestazionale.