Ingegnerizzazione sostenibile delle costruzioni in terra battuta: ottimizzazione del materiale, del design e delle prestazioni

Le costruzioni del futuro sono chiamate a soddisfare requisiti prestazionali sempre più elevati e a garantire un'adeguata sostenibilità ambientale dell’intera filiera produttiva e costruttiva. Questo tema ha stimolato un forte interesse per l'utilizzo dei materiali naturali nella costruzione. Tra questi, la terra cruda si è rivelata particolarmente interessante per la sua intrinseca disponibilità, sostenibilità e riciclabilità. In Europa, la diffusione delle tecnologie costruttive in terra cruda è stata spesso ostacolata dalla mancanza di una legislazione specifica che ne regolasse l'utilizzo per fini strutturali, soprattutto nei territori ad alto rischio sismico. Il presente studio ha avuto come obiettivo la progettazione di un nuovo tipo di costruzione modulare rinforzata in terra battuta, realizzata con materiali naturali, a basso costo o provenienti dagli scarti di altre filiere produttive, sviluppando una tecnologia a basso consumo energetico e a basso impatto ambientale, specificatamente pensata per aree ad alto rischio sismico e con una severa regolamentazione energetica sulle prestazioni dell'involucro. La ricerca è stata condotta presso l'Università di Catania, con l’aiuto dell'azienda locale Guglielmino Soc. Coop. e del gruppo Centro Tierra della Pontificia Universidad Católica del Perù. La metodologia seguita ha compreso procedure di prototipazione e validazione per la progettazione del sistema costruttivo. È stato utilizzato un approccio di progettazione-simulazione-validazione, caratterizzato da diverse iterazioni. La soluzione studiata, sviluppata insieme al partner industriale locale e attualmente oggetto di una domanda di brevetto, consiste in un sistema costruttivo composto da muri in terra battuta realizzati con nuove miscele di terra argillosa e materiali riciclati da altre filiere produttive. Per quanto riguarda il materiale, viene proposto un nuovo metodo di stabilizzazione che utilizza terra locale, sabbia vulcanica, fibra naturale (sisal) e un filler proveniente dall'industria del taglio della pietra per caratterizzare una miscela di terra con buone prestazioni meccaniche, fisiche e termiche. Si prevede la possibilità di prefabbricare il materiale per mantenere queste proprietà costanti. Il sistema costruttivo è composto da muri in terra battuta rinforzati con dispositivi antisismici costituiti da un telaio di irrigidimento in legno e da legature in funi di nylon/poliestere. Il sistema prevede inoltre lo sviluppo di un sistema di casseforme integrate con il telaio di irrigidimento in legno, in grado di garantire una posa in opera rapida, economica e parzialmente prefabbricata, consentendo il contenimento dei tempi di realizzazione, la razionalizzazione delle fasi di esecuzione e dei costi di costruzione, come dimostrato dalla realizzazione di una parete prototipo. L'ultima parte della tesi si concentra sulla valutazione delle prestazioni termoigrometriche ed energetiche di un edificio rappresentativo in terra battuta situato in clima mediterraneo. Le simulazioni sono state eseguite con i software Design Builder e Delphin, sulla base delle proprietà del materiale caratterizzato e dei dati meteorologici locali. La ricerca ha mostrato gli effetti benefici dell'uso di soluzioni progettuali ereditate dalle tradizionali strategie bioclimatiche mediterranee, come l’uso di muri massicci con elevata inerzia termica, della ventilazione incrociata notturna e degli aggetti. L'efficacia della tecnologia è stata dimostrata dalla valutazione della temperatura della superficie interna, della temperatura media dell'aria, delle aspettative di comfort, del fabbisogno energetico, e da un'analisi approfondita del comportamento termoigrometrico delle pareti in terra battuta, con e senza isolamento termico, che rivela risultati interessanti sulla compatibilità e la durabilità di questi pacchetti costruttivi.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2021

Author dc:creator

• GIUFFRIDA, GIADA

Contributors dc:contributor

• CAPONETTO, ROSA GIUSEPPINA

• sustainable buildings, bio-based materials, raw earth construction, seismic resistance, energy efficiency
• edilizia sostenibile, materiali naturali, costruzione in terra cruda, resistenza sismica, efficienza energetica

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/581912

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/581912