prefabbricazióne
Indice
Descrizione generale
sf. [sec. XX; da prefabbricare]. Produzione di elementi di costruzione al di fuori del loro luogo di utilizzazione definitivo. Di solito al cantiere edile tradizionale giungono materiali grezzi o al più elementi semilavorati che poi vengono trasformati nelle strutture definitive: le varie costruzioni, pertanto, sono ancor oggi in gran parte realizzate pezzo per pezzo in loco, materializzando la forma delle strutture con l'ausilio di idonei mezzi (per esempio casseforme per armature di sostegno). Con l'avvento del cemento armato sono entrate in uso le casseforme dove vengono disposte le armature in ferro e viene colato il calcestruzzo. Anche quando si fa ricorso a strutture in acciaio le unioni vengono realizzate in opera con chiodature o saldature.
Cenni storici
Un progresso decisivo nel senso di una razionalizzazione dei procedimenti si è avuto quando è stata avviata la meccanizzazione del cantiere, dotandolo di apparecchi adeguati di sollevamento e trasporto e di centrali per la produzione del calcestruzzo. Tuttavia l'evoluzione tecnologica nel settore delle costruzioni civili e industriali è stata, fino all'inizio della seconda metà del sec. XX, piuttosto lenta, condizionata sia dalla struttura sostanzialmente artigianale dell'imprenditoria, sia dalla natura sostanzialmente occasionale e dalle dimensioni relativamente modeste della domanda. Nel campo delle opere pubbliche, invece, già nella seconda metà del sec. XIX e, con maggior sviluppo, nella prima metà del XX, si videro la realizzazione di opere imponenti e ardite (trafori, dighe, ponti, grattacieli, capannoni industriali) e la piena valorizzazione del calcestruzzo e dell'acciaio, ora considerati tradizionali, ma che si erano resi disponibili in grande scala solo con l'avvento dell'era industriale. Tutte queste opere restavano però “isolate”, legate all'ingegno del costruttore e alla perizia delle maestranze. Infatti, non possiamo ancora parlare di prefabbricazione intesa nel senso moderno più vasto del termine, bensì di elementi prefabbricati, del resto sempre esistiti nella storia dell'edilizia (per esempio i mattoni). Tutti questi elementi sono sempre stati preparati fuori opera: si tratta, però, di singoli “pezzi” di modeste dimensioni. Per arrivare a una struttura portante prefabbricata, dobbiamo giungere alle travi in calcestruzzo armato prefabbricate del Casinò di Biarritz, realizzate dall'impresa di costruzioni Ed. Coignet, di Parigi, nel 1891. I primi elementi prefabbricati di copertura messi in opera su strutture reticolari in acciaio furono, invece, fabbricati a Brooklyn (Stati Uniti) nel 1900. Nel 1906 s'introdussero in Europa le travi reticolari Visintini, che ebbero un notevole successo. Nel 1912 furono prefabbricati (pilastri, elementi di parete, solai) degli edifici a più piani, secondo i sistemi brevettati da John E. Conzelmann. In Germania nel 1942 l'impresa di costruzioni Löser eseguì, in elementi prefabbricati di cemento armato, archi a tre cerniere, capannoni a sheds e capriate reticolari. In Italia è rilevante l'aviorimessa costruita a Roma da P. Nervi nel 1939, con una luce di 36 m, lunga 11 m e poggiante su soli sei punti. Fatti nuovi e determinanti si verificano soltanto al termine dell'ultimo conflitto mondiale in corrispondenza di un intenso e generalizzato processo di urbanizzazione e di una sempre maggiore richiesta di infrastrutture complesse e qualificate. Si passa, cioè, dalla domanda di case a quella di quartieri, da quella di singoli edifici per uffici a quella di centri direzionali, dall'esecuzione di ponti e viadotti per superare vie d'acqua o avvallamenti, a quella di serie numerose di sovrappassi autostradali o ferroviari, dalla costruzione di strade rispettose il più possibile della morfologia del terreno per contenere i costi, a quella di autostrade che, pur di ridurre distanze e tempi di percorrenza, ignorano gli ostacoli naturali e sono, nelle zone più accidentate, un susseguirsi alternato di viadotti e gallerie. Nelle città, poi, la strada diventa spesso sopraelevata oppure scende nel sottosuolo per trasporti metropolitani rapidi su binario. Si è passati, cioè, da una prefabbricazione di elementi a una fase più complessa, consequenziale alla prima, a una prefabbricazione, cioè, di sistemi e di organismi. Un esempio di prefabbricazione di sistemi può essere dato dai pannelli di tamponamento prefabbricati (in vetro, alluminio, muratura) completi di finestre, rifiniture interne, attacchi per la luce, ecc. (sistema a curtain wall), o dai gruppi sanitari arredati (pareti chiudenti complete di lavabo, doccia, water). In una fase intermedia tra la prefabbricazione di sistemi e quella di interi organismi (siano essi parti o intere case prefabbricate e trasportate sul luogo desiderato con l'ausilio di grossi camion o elicotteri, sistema questo sperimentato in Russia e negli Stati Uniti) sta l'esperienza delle scuole inglesi. Questa è caratterizzata dalla formazione di elementi componibili, che lasciano una certa libertà di composizione potendosi montare secondo schemi planimetrici diversi. Dopo che la situazione di emergenza, conseguente all'ultima guerra, risultò superata, la prefabbricazione si era sviluppata in modo tale che da uno stato di bisogno, da cui in fondo aveva tratto impulso su vasta scala, era nato un sistema costruttivo nuovo, caratterizzato dall'industrializzazione, dalla produzione di serie. Lo sviluppo della prefabbricazione in Europa e negli Stati Uniti è stato straordinariamente rapido, fatto questo che va ricondotto anche alla diffusione della precompressione. La precompressione riduce, infatti, il peso dei singoli elementi, migliorandone l'idoneità al trasporto. Notevoli opere costruite secondo le tecniche della prefabbricazione si trovano in Germania, in Francia (un Paese all'avanguardia in questo genere di realizzazioni), Gran Bretagna, Svezia, Danimarca, Spagna, nonché nell'ex URSS, in Polonia e in altri Stati dell'Europa orientale. Anche in Italia – dove peraltro tale sistema costruttivo si è affermato con un certo ritardo – la tecnica della prefabbricazione ha ormai raggiunto risultati di eccellente livello, in rapporto altresì alla sempre più ampia diffusione di materie plastiche (come polistirolo, schiume poliuretaniche, ecc.) e di altri materiali aventi particolari caratteristiche isolanti; usati come “anima” nei pannelli, essi rendono possibile l'isolamento acustico e termico, realizzando nello stesso tempo rilevanti riduzioni di peso rispetto ai materiali di tradizionale impiego. Si hanno ormai case in cui le materie plastiche risolvono sino al 75% della costruzione; soltanto la struttura e i divisori sono in materiali tradizionali, spesso prefabbricati anch'essi. Comunque una produzione continua è possibile solo se di un singolo tipo di elemento si realizzano grandi serie; ciò richiede, però, che l'elemento possa essere impiegato per edifici di destinazione diversa, possa adempiere diverse prescrizioni e, infine, si possa impiegare lo stesso metodo di fabbricazione per dimensioni diverse dell'edificio, ma per lo stesso scopo, con la combinazione di singoli elementi sagomati. Gli elementi inoltre devono poter essere fabbricati a macchina, devono essere trasportabili e deve esservi, ancora, una possibilità di stoccaggio che assicuri la continuità della produzione.
Tecnologia: produzione
Il progetto e il dimensionamento dei vari elementi per la produzione di serie vien detto normalizzazione, e questa rappresenta solo il primo stadio della prefabbricazione. Un ulteriore passo è rappresentato dalla normalizzazione di singole parti della costruzione. Infine si potranno costruire edifici interi secondo un progetto-tipo. I progetti-tipo vanno elaborati sulla base di un sistema dimensionale e devono rappresentare una soluzione ottimale dal punto di vista economico, costruttivo ed estetico-formale. Occorre inoltre scegliere costruzioni che siano idonee alla normalizzazione, che possano essere costruite per parecchi anni nella stessa forma e subito in grande serie. Con la normalizzazione degli elementi si effettua anche quella dei dettagli e delle connessioni e quindi l'unificazione delle dimensioni e, tendenzialmente, dei procedimenti, per cui la progettazione e l'esecuzione risultano notevolmente facilitate. La nuova tecnologia, di fatto, opera seguendo due indirizzi fondamentalmente diversi detti comunemente a schema chiuso e aperto rispettivamente. Secondo il primo schema le parti prefabbricate possono anche essere di grande dimensione e quello che conta è soltanto che sia consentita un'adeguata ripetizione dell'edificio progettato in modo da ammortizzare convenientemente le spese di attrezzatura. Il secondo schema, invece, prevede la progettazione di elementi singoli di solaio, di chiusura, ecc. che, opportunamente combinati, offrano la possibilità di una progettazione molto libera con il vantaggio che gli edifici non necessitano affatto di essere uguali fra loro, ma richiedono solo di essere pensati come costruiti per combinazione di parti prodotte industrialmente anche in stabilimenti diversi. La tecnica della prefabbricazione edile si suddivide in leggera e pesante: la prima decompone idealmente la costruzione in pezzi più piccoli, limitati, e quindi più maneggevoli nei trasporti; nella seconda i pezzi prefabbricati possono essere numerosi e comprendere interi solai e intere pareti o interi appartamenti. A questo proposito, sono significative le produzioni di pannelli di grande dimensione, già completi di finiture e di serramenti e che richiedono, quindi, unicamente operazioni di montaggio, di sigillatura e di collegamento di tubazioni; o le realizzazioni come quella dell'Habitat dell'Expo di Montréal, dove la costruzione nasce dalla sovrapposizione di una serie di cellule interamente prefabbricate. Secondo le nuove tecniche sono stati ormai realizzati centinaia di migliaia di alloggi e un gran numero di edifici pubblici e di fabbricati industriali. Il problema del trasporto è essenziale nella prefabbricazione. Per questo, a meno di rivolgersi ai trasporti aerei, poco economici, la prefabbricazione risulta legata a doppio filo con l'industria automobilistica: camion e strada determinano limiti di misura e peso invalicabili. Il trasporto è tanto importante a tutti gli effetti che la distinzione fra i tipi di produzione industriale per edilizia si fa comunemente sulla base del peso: la prefabbricazione pesante ha il limite principale nel raggio di diffusione economico dei suoi elementi (entro i 70 km ca. dalla fabbrica); la prefabbricazione leggera ha i suoi limiti nella complessità delle operazioni sul terreno e nei problemi tecnici ed economici connessi all'impiego dei materiali tradizionali in campo edile. Al contrario, leggerezza e semplicità di forma caratterizzano la produzione edilizia in materiali plastici che sembrano destinati ad avere per i costruttori la stessa importanza dell'acciaio o del cemento armato, dato che in questo settore già un intenso lavoro viene svolto su scala internazionale con risultati promettenti. Alla base di questo nuovo metodo di costruire sta, comunque, la convinzione che la costruzione deve nascere interamente in officina e con criteri accurati di produttività (cioè controllo accurato dei materiali greggi e semilavorati, confezione delle parti di struttura prefabbricande, razionalizzazione e massima utilizzazione del lavoro, ecc.), mentre in cantiere devono essere effettuate solo operazioni di montaggio talmente semplici da poter essere svolte anche da maestranze non specializzate. La prefabbricazione, quindi, si presenta come tendenza a industrializzare l'intera produzione edilizia.