Un breve confronto analitico di diversi sistemi di copertura in metallo comunemente utilizzati.

A sistema di copertura in metallo indica una tipologia di copertura che utilizza lastre metalliche come materiale di copertura, integrando strati di supporto strutturale, impermeabilizzazione e isolamento termico. Secondo la definizione riportata nella "Specifica tecnica per lucernari e coperture metalliche (JGJ255-2012)": una copertura metallica è composta da pannelli metallici e da un sistema di supporto, che non sopporta il carico della struttura principale e forma un angolo inferiore a 75° rispetto al piano orizzontale. I principali materiali impiegati per i pannelli sono: lamiere d'acciaio, lamiere di alluminio, lamiere di lega di alluminio, nonché lamiere di rame e lamiere di acciaio inossidabile.

Le caratteristiche fondamentali delle coperture in metallo:

A. Elevata funzionalità.

Nel rispetto dei requisiti funzionali architettonici, consente di soddisfare in modo ottimale tutti i requisiti relativi a smaltimento delle acque meteoriche, isolamento termico, ventilazione e fonoisolamento.

B. Struttura leggera e semplice.

Rispetto ai sistemi di copertura in calcestruzzo, i sistemi di copertura in metallo presentano strati strutturali più sottili, strutture di supporto più leggere, luci maggiori e una maggiore adattabilità a forme architettoniche complesse.

C. Costruzione flessibile e ciclo di installazione breve.

Durante la costruzione, i sistemi di copertura in metallo possono sostanzialmente adottare un metodo di installazione completamente prefabbricato, con la maggior parte dei lavori completata in fabbrica o nel laboratorio di lavorazione in cantiere. I lavori in cantiere sono meno influenzati dalle stagioni e dalle condizioni meteorologiche. Rispetto alle coperture tradizionali, l’efficienza di installazione è estremamente elevata, consentendo di ridurre in modo significativo il tempo di installazione.

D. Buona efficienza economica.

Rispetto alle coperture tradizionali, offre evidenti vantaggi economici per luci ampie e forme di copertura complesse.

Classificazione e struttura di base dei pannelli di copertura in metallo

Attualmente, nella pratica ingegneristica, i vari tetti metallici sono generalmente distinti e classificati in base al metodo di fissaggio dei pannelli del tetto metallico. Di seguito sono riportati alcuni comuni metodi fondamentali utilizzati in ambito ingegneristico:

1. Sistema di copertura metallica con fissaggio a vista

Questo tipo di sistema di copertura è utilizzato da lungo tempo ed è relativamente diffuso. In tale sistema, i pannelli di copertura vengono fissati alle capriate di supporto mediante viti; queste ultime penetrano direttamente i pannelli stessi. Per prevenire perdite nei punti di penetrazione, le viti di collegamento sono generalmente dotate di speciali guarnizioni di compressione e di rondelle impermeabilizzanti. Un altro metodo prevede l’impiego di rivetti ciechi sigillati muniti di guarnizioni in gomma per fissare i pannelli.

Vantaggi

• Struttura semplice, facile da installare
• Costo inferiore, adatto a progetti con budget limitati
• Facile da mantenere e sostituire

Limitazioni

• Rischio potenziale di perdite nei punti di penetrazione
• I componenti di fissaggio sono soggetti all’invecchiamento a causa dell’esposizione prolungata
• Aspetto estetico relativamente modesto

Applicazioni

Impianti industriali, magazzini, strutture temporanee, ecc.

👉 Per visualizzare le configurazioni del sistema e le soluzioni strutturali, fare riferimento a: Pagina Soluzioni per Sistemi di Copertura
👉 Per vedere i risultati effettivi delle applicazioni, visitare: Pagina Studi di Caso di Progetto

2. Sistema di copertura metallica con fissaggio nascosto

Questo tipo di sistema di copertura è apparso per la prima volta in Australia, da cui deriva anche il nome di pannello a fissaggio nascosto australiano. Specifici tipi di pannello sono abbinati a supporti di fissaggio corrispondenti. Durante l'installazione, i supporti di fissaggio vengono innanzitutto fissati alle capriate di sostegno o al substrato, e i pannelli di copertura vengono fissati tra loro e ai supporti mediante connessioni a scatto nascoste.

Vantaggi

• Aspetto pulito e ordinato con eccellente resa estetica
• Prestazioni impermeabilizzanti superiori rispetto ai sistemi penetranti
• Nessun fissaggio a vista, con conseguente maggiore durata

Limitazioni

• Richiede un certo grado di precisione durante l’installazione
• Capacità limitata di assorbire dilatazione e contrazione termica

Applicazioni

Edifici commerciali, edifici per uffici e progetti industriali di piccole e medie dimensioni

3. Sistema di copertura metallica a coste rialzate (coste basse)

Questo tipo di sistema di copertura è generalmente denominato anche sistema di copertura metallica a coste rialzate a profilo basso. Per distinguerlo, nel presente documento lo si indica come sistema di copertura metallica a coste rialzate. Esso si suddivide in versione a singolo bloccaggio e a doppio bloccaggio, in base al grado di incastro. I pannelli di copertura sono formati meccanicamente. Durante l'installazione, i fissaggi speciali vengono innanzitutto fissati alle capriate di sostegno; i pannelli di copertura adiacenti e i fissaggi di collegamento si incastano reciprocamente e vengono quindi bloccati, sagomati e fissati meccanicamente o manualmente.

Vantaggi

• Buona stabilità strutturale
• Performance idrologica superiore
• Adatto a strutture di copertura complesse

Limitazioni

• Processo di installazione relativamente complesso
• Requisiti elevati per le attrezzature da cantiere

Applicazioni

Impianti industriali, centri logistici e alcuni edifici pubblici

4. Sistema di copertura metallica a coste rialzate (coste rialzate/verticali)

Questo tipo di sistema di copertura è generalmente denominato sistema di copertura in lamiera metallica con giunti verticali a profilo alto, noto anche come pannello Lok con giunti verticali. I pannelli metallici sono formati meccanicamente mediante laminazione per creare bordi maschio e femmina che si innestano tra loro. Durante l’installazione, innanzitutto le speciali clip a T in lega di alluminio vengono fissate alle capriate di supporto; successivamente i pannelli di copertura e le clip a T vengono innestati tra loro e infine bloccati e sagomati meccanicamente o manualmente.

Vantaggi

• Eccellente prestazione impermeabilizzante (senza perforazioni)
• Resistenza superiore alla dilatazione e alla contrazione termica
• Adatto per tetti con grande campata
• Aspetto moderno con un'estetica coerente

Limitazioni

• Costo relativamente alto
• Richiede competenze avanzate nel settore delle costruzioni

Applicazioni

Aeroporti, centri congressi, impianti sportivi, strutture industriali di alto livello

5. Sistema di copertura in lamiera metallica con giunti a scatto piatti

Questo tipo di pannello metallico è generalmente realizzato mediante stampaggio meccanico o taglio manuale. Durante l’installazione, innanzitutto le speciali clip di bloccaggio vengono fissate al supporto sottostante; quindi i bordi dei pannelli vengono ripiegati e innestati nelle clip di bloccaggio per il fissaggio.

Vantaggi

• Progettazione flessibile, adatta a superfici complesse
• Elevata espressività architettonica
• Consente una progettazione personalizzata

Limitazioni

• Minore efficienza di installazione
• Costi del lavoro più elevati
• Maggiore dipendenza dall'esperienza nel settore delle costruzioni

Applicazioni

Facciate edilizie, tetti con forme irregolari, progetti architettonici di alto livello

Tabella comparativa dei sistemi di copertura in metallo

Sulla base di quanto sopra e dell’esperienza ingegneristica:

a. I materiali superficiali principali dei sistemi di copertura in metallo utilizzano tutti lamiere sottili. A causa dell’influenza della lavorazione meccanica e dei limiti delle proprietà fisiche del materiale, lo spessore è generalmente inferiore a 1,0 mm. Pertanto, nella scelta dei materiali superficiali, la resistenza alla corrosione del materiale stesso diventa il criterio principale.

b. Oltre alle prestazioni termoisolanti, va considerata anche la resistenza al fuoco dei materiali isolanti per coperture. Di conseguenza, i principali materiali isolanti per coperture attualmente impiegati sono la lana di roccia e la lana di vetro, mentre alcuni nuovi materiali isolanti stanno gradualmente entrando in uso, come il vetro espanso.

c. I tipi e le quantità degli accessori principali non presentano differenze significative. Relativamente parlando, le coperture metalliche a coste basse richiedono un numero minore di accessori.

Sulla base dell'analisi sopra riportata, nella scelta di un sistema di copertura in metallo adatto per un edificio è necessario considerare non solo la vita utile progettuale, le condizioni climatiche locali e le prestazioni del sistema, ma anche la forma dell'edificio e i requisiti estetici. Nella pratica, l'aspetto del sistema di copertura in metallo svolge spesso un ruolo predominante nei progetti edilizi. Pertanto, quando le imprese edili propongono o progettano soluzioni per le coperture, devono innanzitutto comprendere i requisiti specifici dell'architetto o del proprietario relativi all'aspetto estetico dell'edificio, per poi valutare i requisiti prestazionali specifici dell'edificio.

In generale, gli edifici con requisiti estetici limitati possono scegliere tra tetti metallici fissati con viti passanti o tetti metallici a fissaggio nascosto. Tuttavia, i tetti fissati con viti passanti sono preferibilmente utilizzati in edifici temporanei o in edifici con requisiti limitati di impermeabilizzazione, in modo che la manutenzione e la sostituzione successive non influenzino il normale utilizzo. Per gli edifici pubblici con elevati requisiti estetici, superficie o campata ampia e lunga durata di servizio, si preferiscono sistemi di copertura metallica a coste verticali o a giunzione interbloccata. Se il tetto dell’edificio deve presentare materiali diversi, come pietra, vari tipi di pannelli metallici o vetro trasparente, richiedendo un sistema di copertura a doppio strato, il sistema di copertura metallica a coste verticali rappresenta la prima scelta.

Quando il pannello di copertura in metallo viene utilizzato direttamente come strato superficiale oppure, per edifici di dimensioni ridotte, con forme complesse e con elevati requisiti estetici, si preferisce il sistema di copertura metallica a giunto verticale interbloccante. L’applicazione dei sistemi di copertura a giunto piatto è generalmente richiesta direttamente dall’architetto o dal proprietario; tuttavia, va osservato che tale sistema deve essere abbinato a un sistema impermeabilizzante interno e che la superficie di applicazione non deve essere eccessivamente estesa, mentre le dimensioni stesse delle lastre sono relativamente contenute.