ITVI20110046A1 - Elementi costruttivi prefabbricati e relativo sistema per la costruzione di edifici - Google Patents

Description

ELEMENTI COSTRUTTIVI PREFABBRICATI E RELATIVO SISTEMA

PER LA COSTRUZIONE DI EDIFICI

La presente invenzione si inserisce nel campo della bioedilizia e riguarda degli elementi costruttivi prefabbricati e il relativo sistema costruttivo di edifici che li impiega.

In particolare, la presente invenzione si riferisce a elementi costruttivi per la costruzione di una struttura ventilata, ad alto risparmio energetico.

Ancora più in particolare, la presente invenzione indica un sistema costruttivo di edifici in grado di impiegare strategie non inquinanti e a risparmio energetico, ma anche di mettere l'utente nella condizione di percepire con il massimo comfort ambientale lo spazio in cui vive.

L'ormai scontata necessità di ridurre i consumi energetici porta sempre di più a considerare l'approccio bioclimatico come il futuro irrinunciabile dell'abitare, ricordando che la bioedilizia non è più una questione di disponibilità economica, quanto di mentalità di chi, sempre di più, è alla ricerca di un miglioramento del proprio stile di vita.

Un edificio in grado di interagire con le condizioni termo-igrometriche tra l'ambiente interno/esterno è un edificio più sano in grado di mitigare i valori più alti e più bassi di umidità e temperatura.

Nei nostri climi occorre che ai fini del benessere termico, i livelli di umidità relativa siano compresi tra il 30% e il 70% d'estate e il 30% e il 55% d'inverno; è importante, quindi, concentrare a Sud gli ambienti nei quali si vive maggiormente, e a Nord dell'edificio gli altri ambienti, come i ripostigli, i bagni o le camere da letto. In questo modo essi funzionano efficacemente come tamponi termici.

Uno sguardo alla straordinaria esperienza degli antichi, reinterpretando in chiave moderna soluzioni tecniche del passato ha dato luogo alla presente invenzione, denominata anche con il marchio "Living Wood System™". Essa consiste nell'integrazione di una serie di elementi, verticali ed orizzontali, appositamente progettati, che danno luogo ad una corretta circolazione dell'aria per una totale ventilazione naturale dell'edificio. Si punta alla realizzazione di un sistema passivo, al fine di ridurre al minimo l'utilizzo di sistemi impiantistici per la regolazione del microclima interno di qualsiasi edificio.

Un edificio passivo è un tipo di costruzione particolare nel quale senza l'impiego di impianti di climatizzazione tradizionali si ottiene un ottimo comfort termo-igrometrico. Con il termine "passivo" si indica proprio un edificio capace di scaldarsi e raffrescarsi da solo.

I sistemi solari passivi sono tecnologie impiegate al fine di regolare gli scambi termici tra esterno e interno dell'edificio, attraverso l'uso della radiazione solare come fonte energetica e sfruttando, come elementi per la sua captazione e il suo accumulo, componenti edilizi sia d'involucro che interni.

Questa tecnologia prevede un sistema ove la parte più importante dell'isolamento si trova esternamente rispetto alle murature perimetrali, perché questo permette di rendere disponibile la massa termica delle murature stesse per l'accumulo e il conseguente sfasamento dell'onda termica che dall'esterno dell'edificio arriva all'interno e viceversa.

In passato l'uomo, non disponendo dei sofisticati sistemi tecnologici e impiantistici moderni, per regolare a suo piacimento le condizioni di comfort all'interno degli ambienti che abitava, nel costruire le sue dimore, aveva maturato una grande consapevolezza e sensibilità nei confronti dell'ambiente e della natura.

Nell'era moderna, l'estrema fiducia nell'apporto impiantistico ha prodotto edifici con elevati livelli di inquinamento dovuto all'abuso di soluzioni tecnologiche di controllo microclimatico ed elevatissimi consumi energetici.

La presente invenzione si propone di recuperare la saggezza insediativa di un tempo attraverso lo studio della temperatura dell'aria nel corso dell'anno per identificare i periodi in cui è conveniente adottare strategie di riscaldamento o rinfrescamento passivo. Si è mirato al miglioramento delle condizioni ambientali interne dell'edificio, con interesse per il controllo dei valori parametrici di umidità relativa, temperatura, velocità dell'aria, illuminazione, eccetera, che caratterizzano fortemente le qualità fruitive dell'edificio stesso, riducendo al minimo l'utilizzo dell'impiantistica.

Alcuni esempi del passato possono aiutare a comprendere meglio quanto appena detto: in Pakistan il sistema delle "torri del vento", costituito da camini che hanno il compito di captare i venti, è basato sullo sfruttamento dei venti per il rinfrescamento degli ambienti; in alcuni edifici storici siciliani, vengono utilizzate le cosiddette "camere dello scirocco", risalenti al XV secolo; altro esempio è quello delle ville di Costozza, realizzate nella seconda metà del XVI secolo, dotate di un sistema di rinfrescamento naturale fondato sull'utilizzo di "ventidotti". Tutti questi sono alcuni dei molti esempi di quella cultura ambientale del passato che si è perduta a partire dal XIX secolo, a causa dell'estremo boom tecnologico.

Il sistema si basa sul principio del trasferimento di calore per conduzione, che ha luogo tra corpi che sono a contatto o tra parti di uno stesso corpo che si trovano a temperature diverse, e sul principio del trasferimento di calore per convezione, che ha luogo, invece, quando tra due corpi circola un fluido intermedio, detto fluido termo vettore (normalmente aria, nei sistemi solari passivi come nel nostro caso), che si riscalda per conduzione a contatto con il corpo più caldo per poi cedere calore a contatto con il corpo più freddo. In questo modo si generano correnti convettive, ove l'aria più calda che si trova in corrispondenza della fonte di calore del sistema passivo considerato, meno densa di quella fredda, si sposta verso l'alto, mentre quella fredda si sposta verso il basso.

Nel trasferimento per irraggiamento il calore viene scambiato, anche se tra i due corpi c'è il vuoto, mediante emissione e assorbimento di radiazione elettromagnetica. Prevedendo la realizzazione di idonee bocchette di aerazione sulle pareti esterne l'aria calda, creatasi nell'intercapedine tra muro portante e involucro di rivestimento, può essere facilmente smaltita all'esterno creando un effetto a camino solare capace di incrementare la ventilazione refrigerante nell'edificio. Questo è possibile quando sono presenti aperture sulla parte muraria del sistema, e contemporaneamente, sul lato opposto dell'edificio (tra le quali sia ovviamente consentito il passaggio d'aria senza ostacoli) con il risultato di climatizzazione naturale, specialmente nel periodo estivo.

Questo tipo di costruzione, tuttavia, è ormai superato, a causa di sistemi di costruzione più moderni, che permettono un abbattimento dei tempi e dei costi, prediligendo le strutture prefabbricate da montare in opera .

Lo svantaggio principale della tecnica nota appena descritta è, quindi, il costo molto elevato dei materiali, della progettazione ad hoc e della realizzazione .

Le strutture prefabbricate, d'altro canto, presentano un'aggregazione di materiali inquinanti e a notevole impatto ambientale, inoltre rendono impossibile un controllo organico della ventilazione dell'intero edificio, limitandosi a determinare l'isolamento termoacustico solo in determinate parti della struttura complessiva.

L'organizzazione mondiale della sanità, inoltre, ha da tempo definito il concetto di benessere come: "lo stato di benessere fisico, mentale e sociale, e non semplicemente l'assenza di malattie e di menomazioni". La sindrome dell'edificio malato, come riconosciuto dalla stessa organizzazione mondiale, è una caratteristica di molte nuove costruzioni o di immobili di recente ristrutturazione che vengono ancora realizzate con metodi obsoleti in cui l'uso inconsapevole di numerose sostanze immesse sul mercato edilizio (vernici, lacche, alcuni tipi di intonaci...), le sigillature prodotte in nome di un apparente contenimento dei consumi energetici, un cattivo e forzato uso dell'impianto di riscaldamento, scarsa ventilazione e ricambio d'aria unitamente alla scarsa traspirabilità dei materiali hanno trasformato la casa in una camera stagna, con elevati tassi di inquinamento di cui in apparenza non ci accorgiamo.

Gli esseri umani, infatti, incrementano le concentrazioni di sostanze tossiche attraverso il loro stesso metabolismo e l'uso di prodotti per la gestione della casa.

Le possibili sostanze inquinanti sono suddivisibili in tre categorie:

- inquinanti di natura fisica: radon, fibre artificiali, polveri, campi elettromagnetici, etc.

- inquinanti di natura chimica: composti organici volatili, monossido e biossido di carbonio, ossidi di azoto e zolfo etc.

- inquinanti di natura microbiologica: funghi, muffe, pollini, etc.

Concentrandosi in special modo sui materiali da costruzione e di arredo, è comprovato come questi influiscano pesantemente sull'inquinamento dell'aria interna ed è ormai accertato con studi scientifici che il 40% del materiale usato nella globalità del settore edilizio può nuocere alla salute. In relazione a quanto detto si può affermare scientificamente che i rischi dipendono direttamente dal tempo di esposizione e dalla concentrazione degli inquinanti.

È chiara quindi l'esigenza di un sistema di costruzione in grado di ovviare a tutti gli svantaggi della tecnica nota .

Scopo principale della presente invenzione, raggiunto attraverso tutte le considerazioni scientifiche descritte, è quello di azzerare i consumi energetici rendendo l'edificio totalmente autonomo dall'energia e dai suoi conseguenti costi e uno straordinario benessere termo igrometrico di coloro che abitano all'interno soprattutto nei periodi più critici dell'anno, in particolare in inverno ed in estate, ove per mitigare le temperature troppo basse e troppo alte non occorra più farlo attraverso l'uso degli impianti, ma attraverso la struttura dell'edificio stesso.

In particolare il sistema "Living Wood System" permette al materiale di costruzione principale (il legno) di rimanere costantemente in equilibrio fisico-chimico e quindi di durare nel tempo e di reagire in maniera ottimale alle sollecitazioni statiche e dinamiche della struttura.

Un altro scopo della presente invenzione è pertanto quello di realizzare un sistema di costruzione comprendente una serie di strutture modulari prefabbricate combinabili fra loro, in grado di garantire una corretta ventilazione all'interno delle pareti.

Ancora uno scopo della presente invenzione è fornire gli elementi costruttivi fondamentali per un edificio, che siano in un materiale ecosostenibile.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema costruttivo economicamente vantaggioso e facile da produrre in serie.

Scopo della presente invenzione è anche quello di indicare un sistema costruttivo flessibile, adattabile a qualsiasi clima ed anche a qualsiasi architettura. Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue, che si riferisce a vari esempi di realizzazione esemplificativi e preferiti, ma non limitativi, degli elementi costruttivi prefabbricati e del relativo sistema costruttivo di edifici, oggetto dell'invenzione, e dai disegni annessi, nei quali: la figura 1 mostra rispettivamente in A una sezione verticale, in B e in C una sezione orizzontale, in D l'accostamento degli elementi ed in E una vista prospettica di un primo degli elementi costruttivi prefabbricati oggetto dell'invenzione;

la figura 2 mostra rispettivamente in A una sezione verticale ed in B una sezione orizzontale dell'elemento costruttivo di figura 1;

la figura 3 mostra rispettivamente in A una sezione verticale, in B e in C una sezione orizzontale, in D l'accostamento degli elementi ed in E una vista prospettica di una seconda forma di realizzazione dell'elemento costruttivo di figura 1;

la figura 4 mostra rispettivamente in A una sezione verticale ed in B una sezione orizzontale dell'elemento costruttivo di figura 3;

la figura 5 mostra rispettivamente in A e in C una sezione longitudinale, in B una sezione trasversale, in D l'accostamento degli elementi ed in E una vista prospettica di un secondo degli elementi costruttivi prefabbricati oggetto dell'invenzione;

la figura 6 mostra rispettivamente in A una prima forma di realizzazione, in B una seconda forma di realizzazione ed in C la stratigrafia dell'elemento costruttivo di figura 5;

la figura 7 mostra rispettivamente in A e in C una sezione longitudinale, in B una sezione trasversale, in D l'accostamento degli elementi ed in E una vista prospettica di un terzo degli elementi costruttivi prefabbricati oggetto dell'invenzione;

la figura 8 mostra rispettivamente in A una prima forma di realizzazione, in B una seconda forma di realizzazione dell'elemento costruttivo di figura 7; La figura 9 mostra rispettivamente in A la stratigrafia ed in B una vista prospettica dal basso dell'elemento costruttivo di figura 7;

la figura 10 mostra rispettivamente in A e in C una sezione longitudinale, in B una sezione trasversale, in D l'accostamento degli elementi ed in E una vista prospettica di un quarto degli elementi costruttivi prefabbricati oggetto dell'invenzione;

la figura il mostra rispettivamente in A una prima forma di realizzazione, in B una seconda forma di realizzazione ed in C la stratigrafia dell'elemento costruttivo di figura 10;

la figura 12 mostra rispettivamente in A una sezione verticale, in B una sezione orizzontale, in C l'accostamento degli elementi ed in D una vista prospettica di un quinto degli elementi costruttivi prefabbricati oggetto dell'invenzione;

la figura 13 mostra rispettivamente in A una sezione verticale ed in B una sezione orizzontale di una prima forma di realizzazione, in C una sezione verticale ed in D una sezione orizzontale di una seconda forma di realizzazione, in E una sezione verticale ed in F una sezione orizzontale di una terza forma di realizzazione dell'elemento costruttivo di figura 12;

la figura 14 mostra rispettivamente in A una sezione verticale ed in B una sezione orizzontale di una quarta forma di realizzazione, in C una sezione verticale ed in D una sezione orizzontale di una quinta forma di realizzazione dell'elemento costruttivo di figura 12; le figure 15-17 mostrano il dettaglio dell'attacco a terra degli elementi costruttivi oggetto dell'invenzione;

le figure 18-20 mostrano il dettaglio del raccordo fra l'elemento di figura 1 e l'elemento di figura 7;

le figure 21-24 mostrano il dettaglio di un ulteriore possibile raccordo fra l'elemento di figura 1 e l'elemento di figura 7;

la figura 25 mostra il dettaglio della giunzione di due elementi di figura 10;

le figure 26-28 mostrano il dettaglio di un canale di gronda integrato in un elemento di figura 10;

le figure 29-36 mostrano ulteriori dettagli di infissi integrati ad un elemento di figura 1 o 3; e

le figure 37-39 mostrano ulteriori dettagli del raccordo fra due o più elementi di figura 12.

In riferimento alle figure 1-2, il primo elemento costruttivo prefabbricato oggetto dell'invenzione è un pannello 1 per la composizione di una parete esterna. Il pannello 1 presenta un primo strato 2 di finitura esterna in legno di larice fresato con un disegno variabile, di cui un esempio è mostrato in figura 1E. La densità dello strato 2 di finitura esterna è di 600kg/mc, la conducibilità termica (λ) è di 0.13W/mK in condizioni asciutte e di 0.15 W/mK in condizioni con il 12% di umidità.

Il pannello 1 presenta un secondo strato 3 isolante in fibra di legno ed un terzo strato 4 di chiusura interno in OSB/3 (Oriented Strand Board a tre strati con incollaggio fenolico). Lo strato 3 isolante presenta rispettivamente densità di 240kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.05W/mK, mentre lo strato 4 di chiusura interno presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK.

Nel pannello 1 è presente anche un montante ligneo 5 verticale, che si compone di due elementi (figura 1C): un corpo principale 6 interno ai due strati 2, 4 ed un listello di chiusura 7 esterno, fissati fra loro tramite vite filettata. Il serraggio di questi 6, 7 consente di sostenere verticalmente i pannelli 1. Il posizionamento dei montanti serve a creare dei condotti 8 di areazione di tutto l'edificio, collegati dal pavimento del piano terra sino al colmo del tetto.

Come visibile in figura 1B e 1D, il montante verticale 5 si trova in corrispondenza della giunzione fra due pannelli 1: lo strato 4 di chiusura interna termina in corrispondenza dell'incavo 9 del montante verticale 5, mentre lo strato 2 di finitura esterna termina oltre il montante verticale 5, risultando sfalsato rispetto allo strato 4 di chiusura interna. Accoppiandosi con un secondo pannello 1' (figura 1D), anche lo strato 4' del secondo pannello termina in corrispondenza di un secondo incavo 9' del montante verticale 5, mentre lo strato 2' di finitura esterna non raggiunge il montante verticale 5, risultando sfalsato rispetto allo strato 4' di chiusura interna del secondo pannello 1'.

La configurazione di questo tipo di giunto consente la riduzione di un ponte termico fra esterno e interno. La parete finita prevede l'appoggio del montante 5 del pannello 1 ad un pannello strutturale 10 del tipo XLAM (pannelli incollati ad assi incrociati), uno strato attrezzato il ulteriore, comprendente pannelli in fibra di legno alternati ad intercapedini 13 per impianti elettrici, montanti lignei orizzontali 14 e chiusi internamente da una lastra in cartongesso 15.

In riferimento alle figure 3-4, una seconda forma di realizzazione del primo pannello 20 presenta un primo strato 21 di finitura esterna in intonaco di tipo plastico su rete in fibra di vetro, sovrapposto ad un secondo strato di bio-intonaco 22 premiscelato a base di calce idraulica naturale. La densità dello strato 22 è di 1350kg/mc, la conducibilità termica (λ) è di 0.42W/mK.

Il pannello 20 presenta un terzo strato 23 in OSB/3, un quarto strato 24 in Eraclit, un quinto strato 25 isolante in fibra di legno ed un sesto strato 26 di chiusura interno in OSB/3. Lo strato 23 presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK, lo strato 24 presenta rispettivamente densità di 470kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.08W/mK, lo strato 25 isolante presenta rispettivamente densità di 240kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.05W/mK, mentre lo strato 26 di chiusura interno presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK.

Nel pannello 20 è presente anche un montante ligneo 5 verticale, analogo a quello del pannello 1 precedentemente descritto, così come analogo è il giunto di accoppiamento (figg. 3B e 3D).

La parete finita prevede l'appoggio del montante 5 del pannello 1 ad un pannello strutturale 10 del tipo XLAM (pannelli incollati ad assi incrociati), uno strato attrezzato 11 ulteriore, comprendente pannelli in fibra di legno alternati ad intercapedini 13 per impianti elettrici, montanti lignei orizzontali 14 e chiusi internamente da una lastra in cartongesso 15.

In riferimento alle figure 5-6, il secondo elemento costruttivo prefabbricato oggetto dell'invenzione è un pannello 30 per la composizione di un pavimento.

Il pannello 30 presenta uno strato 31 superiore, in OSB/3, appoggiato a travi in legno lamellare 32, formando un condotto 33 per l'areazione naturale. Lo strato 31 superiore presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK.

Come mostrato in figura 5D, i pannelli 30 vengono accostati l'uno all'altro, fissati alla struttura delle travi principali e staffati superiormente tra loro allo scopo di garantire la necessaria rigidezza al solaio sottostante.

Le travi lignee 32 del pannello 30 costituiscono l'orditura secondaria del solaio strutturale. Il pannello 30 nel suo complesso poggia su un'orditura principale di travi 50 in legno lamellare d'abete

In riferimento alla figura 6, il pavimento finito prevede un secondo strato 34 superiore al primo 31, isolante in fibra di legno, un terzo strato 35 in cui è posizionato l'impianto di riscaldamento e raffreddamento a pavimento con la sovrapposizione di un massetto in calcestruzzo, ed infine una pavimentazione di finitura 36. Le travi lignee 32 del pannello 30 si appoggiano, in una prima forma di realizzazione (figura 6A) ad una doppia guaina bituminosa 37, sovrapposta ad una platea 38 di fondazione in calcestruzzo, sovrapposta a sua volta ad uno strato 39 di magrone livellamento in calcestruzzo.

In una seconda forma di realizzazione (figura 6B) è previsto un ulteriore massetto di livellamento 37A, sovrapposto alla doppia guaina bituminosa 37.

In riferimento alle figure 7-9, il terzo elemento costruttivo prefabbricato oggetto dell'invenzione è un pannello 40 per la composizione di un solaio.

Il pannello 40 presenta uno strato 41 superiore, in OSB/3, appoggiato a travi in legno lamellare 42, formando un condotto 43 per l'areazione naturale e può essere predisposta per il posizionamento di condotti di areazione in acciaio 52 (figura 9B) per il trattamento dell'aria con relativi cablaggi. Lo strato 41 superiore presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK.

Inferiormente allo strato 41 è presente un secondo strato 44 isolante in fibra di legno ed un terzo strato 45 intermedio in OSB/3. Inferiormente al condotto 43 e alle travi 42 è presente un quarto strato 46 in legno di abete.

Lo strato 44 isolante presenta rispettivamente densità di 240kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.05W/mK, lo strato 45 intermedio presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK, mentre il quarto strato 46 presenta rispettivamente densità di 600kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK in condizioni asciutte e di 0.15 W/mK in condizioni con il 12% di umidità.

Come mostrato in figura 7D, i pannelli 40 vengono accostati l'uno all'altro, fissati alla struttura delle travi principali e staffati superiormente tra loro allo scopo di garantire la necessaria rigidezza al solaio. In riferimento alla figura 8, il solaio finito prevede un quinto strato 47 superiore al primo 41, isolante in fibra di legno, un sesto strato 48 in cui è posizionato l'impianto di riscaldamento e raffreddamento a pavimento con la sovrapposizione di un massetto in calcestruzzo, ed infine una pavimentazione di finitura 49. Il pannello 40 si appoggia direttamente sull'orditura principale delle travi 50.

In figura 9B si mostra un pannello 40 predisposto con un impianto per il trattamento dell'aria.

In riferimento alle figure 10-11, il quarto elemento costruttivo prefabbricato oggetto dell'invenzione è un pannello 60 per la composizione di un tetto.

Il pannello 60 presenta uno strato 61 superiore, in OSB/3, appoggiato a travi in legno lamellare 62, formando un condotto 63 per la circolazione dell'aria proveniente dai condotti 8 delle pareti esterne fino al colmo del tetto. Lo strato 61 superiore presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK.

Inferiormente allo strato 61 è presente un secondo strato 64 isolante in fibra di legno ed un terzo strato 65 intermedio in OSB/3. Inferiormente al condotto 63 e alle travi 62 è presente un quarto strato 66 in legno di larice.

Lo strato 64 isolante presenta rispettivamente densità di 240kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.05W/mK, lo strato 65 intermedio presenta rispettivamente densità di 650kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK, mentre il quarto strato 66 presenta rispettivamente densità di 600kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.13W/mK in condizioni asciutte e di 0.15 W/mK in condizioni con il 12% di umidità.

Come mostrato in figura 10D, i pannelli 40 vengono accostati l'uno all'altro, fissati alla struttura delle travi principali e staffati superiormente tra loro allo scopo di garantire la necessaria rigidezza al solaio. In riferimento alla figura 11, il tetto finito prevede una barriera al vapore 67 superiore al primo strato 61, a cui si sovrappone uno strato isolante 68 in fibra di legno, in cui è posizionato un montante ligneo 53 di copertura, una copertura in lamiera metallica 69, preferibilmente in rame o alluminio, un cavedio di aerazione 70 per un impianto fotovoltaico, ed un impianto fotovoltaico integrato 71.

Il pannello 60 si appoggia direttamente sull'orditura principale delle travi 50.

In riferimento alle figure 12-14, il quinto elemento costruttivo prefabbricato oggetto dell'invenzione è un pannello 80 per la composizione di una parete interna. Il pannello 80 presenta due strati 81 di finitura in legno di larice fresato con un disegno variabile, di cui un esempio è mostrato in figura 12D. La densità degli strati 81 è di 600kg/mc, la conducibilità termica (λ) è di 0.13W/mK in condizioni asciutte e di 0.15 W/mK in condizioni con il 12% di umidità.

Il pannello 80 presenta un'intercapedine 82 riempita di uno strato isolante in fibra di legno. Lo strato 82 isolante presenta rispettivamente densità di 240kg/mc e conducibilità termica (λ) di 0.05W/mK.

Come visibile in figura 12C, l'accoppiamento fra due pannelli 80, 80' è analogo a quello dei pannelli 1, 20 per la realizzazione di pareti esterne, descritti in precedenza.

In una seconda forma di realizzazione dello stesso pannello 90, prevista per la realizzazione di pareti interne portanti, mostrata in figura 13, la parete finita prevede l'appoggio di uno (figure 13A e 13B) o due (figure 13C e 13D) pannelli 90 ad un pannello strutturale 10 del tipo XLAM. All'interno del pannello 90 sono presenti montanti lignei orizzontali 91, che creano all'interno del pannello 90 delle intercapedini 92, in cui si alternano pannelli in fibra di legno 93 ed intercapedini 94 per impianti elettrici. La finitura esterna dei pannelli 90 può essere costituita da un pannello in legno oppure in da una lastra in cartongesso.

In una terza forma di realizzazione mostrata in figura 14, la parete finita prevede l'appoggio di due pannelli 90 a due pannelli strutturali 10 del tipo XLAM, fra cui è interposto uno strato 96 isolante in sughero (figure 14A e 14B) o direttamente affiancati (figure 14C e 14D).

In riferimento alle figure 15-17, si mostra il raccordo fra un pannello 1 per la realizzazione di una parete esterna ed un pannello 30 per la realizzazione di un pavimento, ed il relativo ancoraggio al terreno.

Il condotto 33 per l'areazione naturale del pannello 30 termina in corrispondenza di un'estremità inferiore 16 di un pannello strutturale 10 del tipo XLAM, costituente una parete esterna finita.

Il giunto angolare 100 dei due pannelli 1, 30 è costituito da un pannello 101 in Eraclit, su cui poggia un muro di rialzo 102 in laterizio forato. Il pannello 101 è appoggiato sulla doppia guaina bituminosa 37 del pavimento, ed è fissato ad esso tramite staffe di ancoraggio 103 in acciaio inox. Il muro di rialzo 102 presenta sulla sommità un profilo ad Omega 104 in acciaio, su cui poggia il pannello 1. Il profilo 104 permette di mantenere sospeso il pannello strutturale 10 e di mettere in comunicazione il condotto 8 della parete con il condotto 33 del pavimento.

Come mostrato nelle figure 18-20, il raccordo tra una parete portante interna ed un solaio intermedio non richiede elementi aggiuntivi, non essendo necessaria una ventilazione interna alle pareti.

In riferimento alle figure 21-24, il condotto 8 del pannello 1 ed il condotto 43 del pannello 40 sono in comunicazione. L'accoppiamento fra i due pannelli 1, 40 avviene facendo combaciare esattamente l'estensione dello strato inferiore 46 del pannello 40 con l'estensione della trave lignea 50. Tale trave lignea 50 è appoggiata al pannello strutturale 10 e crea con esso un angolo retto, prolungando il condotto 8 e facendolo sfociare direttamente nel condotto 43. Questo vantaggiosamente permette la circolazione dell'aria dal pavimento al solaio senza alcuna interruzione, utilizzando esclusivamente elementi standard forniti da un'unica azienda.

In riferimento alla figura 25, il colmo di un tetto spiovente si realizza appoggiando due pannelli 60 su una trave di colmo 54 in legno lamellare d'abete e facendoli combaciare verticalmente. Lungo lo spigolo superiore si inserisce un montante ligneo di copertura 55, sormontato da una struttura lignea squadrata di colmo 56, che presenta a sua volta una copertura 57 in lamiera metallica. La copertura in lamiera metallica 69 dei pannelli 60 si prolunga oltre l'estensione del pannello 60 stesso, si piega verso l'alto e poi curva verso il basso verso l'esterno. Questo permette il movimento dell'aria verso l'alto, ed il suo scorrere lungo la lamiera 69 fino alla sua estremità, sfruttando l'effetto "camino".

In riferimento ora alle figure 26-28, nell'estremità inferiore di un tetto a spiovente è presente un canale di gronda 58, costituito dal prolungamento della copertura 69 in lamiera metallica del tetto.

Sempre nelle stesse immagini si può notare come il pannello 60, preposto a realizzare la parte terminale del tetto, presenti due aperture 72 e 73 nel pannello 66 inferiore. In particolare un'apertura 72 si trova esternamente alla parete esterna, in modo da mettere in comunicazione il condotto 63 del pannello 60 con l'esterno, ovvero permettendo all'aria esterna di entrare nel sistema di condotti 8, 43, 63 appena descritto.

L'altra apertura 73, invece, si trova internamente alla parete esterna, in modo da mettere in comunicazione il condotto 8 con il condotto 63.

Le figure 29-39 mostrano ulteriori dettagli esemplificativi di applicazione degli elementi costruttivi oggetto dell'invenzione a qualsiasi esigenza funzionale o estetica.

Il legno è struttura portante, rivestimento, finitura e isolante termico allo stesso tempo.

In linea di massima, la maggior parte delle proprietà meccaniche dei vari legni è proporzionale alla loro densità. Il legno è straordinariamente resistente e ad esempio a parità di peso, la sua resistenza alla trazione equivale a quella di un acciaio da 20.000 Kg/cm2.

Le sue proprietà meccaniche possono essere considerate straordinarie e il peso delle strutture lignee è di solito paragonabile a quello delle strutture metalliche.

Il legno e' superiore ai materiali da costruzione tradizionali nei confronti dei terremoti perché dissipa meglio l'energia dovuta alle onde sismiche , abbattendo l'effetto distruttivo dei terremoti. Il legno e' elastico.

Il sistema "Living Wood System™" prevede la realizzazione di tutti i suoi componenti interamente in legno lamellare, autoportanti e calcolati staticamente con i più moderni sistemi di calcolo secondo le normative sismiche di legge.

Il risultato fondamentale negli edifici realizzati con il sistema oggetto dell'invenzione è avere all'interno una buona qualità dell'aria che permette anche ai soggetti con propensione allergica o asmatica di vivere nell'edificio stesso godendo di un appropriato livello qualitativo di comfort.

In particolare, le fondazioni tengono lontana la eventuale presenza di gas Radon e tengono l'edificio sollevato e staccato dal terreno sottostante così da evitare anche qualsiasi risalita capillare di umidità e preservare le strutture da eventuali esondazioni di corsi d'acqua.

La maggior parte dei materiali utilizzati all'interno del sistema "Living Wood System™" sono in legno, che fornisce ottime prestazioni riguardo all'isolamento acustico.

Tutti i legni tendono a raggiungere un equilibrio con l'umidità relativa dell'aria circostante.

In ambiente saturo, lo si raggiunge quando il tasso di umidità del legno si aggira intorno al 22-25%, in un clima molto asciutto, può raggiungere valori minimi del 5%. E' fondamentale mantenere in equilibrio il suo tasso di umidità per evitare rigonfiamenti e ritiri. Il sistema "Living Wood System™" assolve a questo importantissimo compito grazie al suo sistema di ventilazione delle strutture.

Il legno contiene parecchie migliaia di cellule tubolari unite tra di loro e il vapore che il legno assorbe viene eliminato per diffusione e traspirazione attraverso le pareti cellulari a partire dalle cellule più interne fino a raggiungere l'esterno.

Quindi, meno elementi vengono sovrapposti tra di loro, più aria si interpone tra i vari elementi e meglio viene ottimizzato il principio naturale che in gergo corrente è chiamato "respirazione del legno".

E' importante che tra l'interno e l'esterno del legno si mantenga un gradiente di umidità costante e in equilibrio.

Prevedendo la realizzazione di idonei canali di aerazione, così che l'aria calda, creatasi nell'intercapedine tra muro portante e involucro di rivestimento possa essere facilmente smaltita all'esterno, si crea un effetto a camino solare capace di incrementare la ventilazione refrigerante nell'edificio quando siano presenti aperture sulla parte muraria del sistema e, contemporaneamente, sul lato opposto dell'edificio (tra le quali sia ovviamente consentito il passaggio d'aria senza ostacoli) con la possibilità di climatizzazione sia invernale che estiva.

A partire dal pavimento areato, la presente invenzione prevede vantaggiosamente la canalizzazione dell'aria attorno all'intero perimetro dell'edificio, funzionando da modulatore del benessere interno a seconda dell'orientamento dei vari lati dell'edificio stesso. Gli elementi costruttivi oggetto dell'invenzione costituenti il sistema sono realizzati interamente in legno dopo aver studiato l'utilizzo di essenze e tecniche di incollaggio dei vari componenti, attraverso un'accurata selezione dei materiali e dei prodotti. In particolare questo studio avviene per la componentistica posta in opera all'esterno, in condizioni ambientali più severe di quanto non al riparo dalle intemperie, ove tutto il sistema prefabbricato viene sottoposto all'influenza dell'aria, con forti variazioni di umidità e di tutti gli agenti atmosferici.

Nonostante il legno sia già per sua stessa natura e conformazione chimica un materiale molto durevole nel tempo, che si adatta con estrema facilità ai repentini cambiamenti atmosferici, classificato come materiale da costruzione più naturale, con la sua applicazione nella presente invenzione, il legno vantaggiosamente implementa le sue doti di adattabilità all'atmosfera e la sua durabilità grazie al sistema che si basa sul principio della ventilazione.

I sistemi impiantistici di termoregolazione invernale ed estiva sono posizionati a pavimento e a soffitto. Gli impianti elettrici invece sono posizionati lungo il perimetro delle pareti. La casa è energeticamente autonoma grazie ad un sistema fotovoltaico che alimenta il funzionamento dell'impiantistica.

L'alto rendimento energetico del sistema oggetto della presente invenzione si ottiene minimizzando le perdite e sfruttando al massimo i guadagni solari passivi che si ottengono attraverso un corretto orientamento dei vari elementi del sistema all'interno del progetto e con l'isolamento termico.

II sistema oggetto dell'invenzione utilizza, preferibilmente, esclusivamente materiali certificati proviene da piantagioni sostenibili, contribuendo vantaggiosamente alla realizzazione di edifici ecologici, privi di sostanze dannose.

Il sistema oggetto dell'invenzione si ispira al principio della "Architettura mobile", ove le tecniche che producono una separazione tra 1<1>infrastruttura rigida e i elementi costruttivi prefabbricati costituenti i tamponamenti mobili conducono all<1>autopianificazione dell'ambiente in cui vivere da parte dell'abitante stesso. Il sistema affronta il problema della "prefabbricazione" studiando all'interno di tutti i componenti i vari accorgimenti che concentrano tutte le caratteristiche necessarie alle varie funzioni dell'edificio.

Dunque, tutti gli elementi principali del sistema possono essere costruiti nello stabilimento di produzione e successivamente assemblati in cantiere con estrema precisione e velocità da manodopera specializzata .

Un edificio realizzato con il sistema denominato "Living Wood System™" oggetto dell'invenzione è più resistente alle sollecitazioni sismiche rispetto ad un edificio realizzato in calcestruzzo o muratura, in quanto l'intera concezione strutturale permette di reagire al meglio alle sollecitazioni dell'onda sismica che si propaga nel sottosuolo durante un terremoto. Questo comportamento è garantito da una progettazione del sistema che attualizza le ultime normative sull'antisismica .

Nell'ambito di tutto il sistema, il posizionamento del pannello denominato "Living Wood Parete Esterna" rende termicamente omogenea tutta la struttura comportandosi come un cappotto dagli spessori variabili in base alle fasce climatiche di riferimento.

Il sistema "Living Wood System™" oggetto dell'invenzione, grazie alla sua flessibilità e varietà stratigrafica, permette di adattarsi alle condizioni climatiche specifiche del luogo di insediamento della costruzione. In altre parole, è possibile determinare le caratteristiche termo igrometriche dell'abitazione, sulla base delle esigenze dell'abitante e delle condizioni climatiche, semplicemente scegliendo il materiale di realizzazione dei elementi costruttivi oggetto dell'invenzione.

Il problema dell'isolamento termico è sempre stato affrontato esclusivamente all'isolamento invernale dal freddo ed alla necessità di garantire un benessere termico durante l'inverno senza la medesima attenzione per la stagione estiva. Ciò avviene soprattutto quando si parla di climi caldi e caldo-umidi, dove il rinf rescamento dei locali si rivela fondamentale per il benessere degli abitanti, nonché fonte di notevole consumo di energia da parte delle famiglie.

Una delle più importanti innovazioni del sistema "Living Wood System™" è che affronta il problema considerando il benessere interno in entrambe le stagioni: invernale ed estiva, dopo aver analizzato tutti gli aspetti fisico-chimici e aver messo in atto le idonee strategie per mantenere gli ambienti interni nella fascia di comfort ottimale, contenendo al minimo la domanda di energia da impianti tradizionali.

Per tutte le stratigrafie disponibili con il sistema "Living Wood System™", il comportamento alla diffusione del vapore del sistema è perfetto, non vi è presenza di umidità interstiziale grazie al tipo di tecnologia impiegata, allo specifico uso di materiali idonei e alle analisi termo-igrometriche eseguite sul sistema con rigoroso approccio scientifico. Una casa realizzata con il nostro sistema non risente della umidità prodotta dalla nostra vita all'interno.

Gli ottimi valori di sfasamento e fattore di attenuazione del sistema "Living Wood System™" associati alla massa superficiale con la sua capacità di accumulo e la presenza di canali di areazione di tutto il sistema rappresentano il punto di forza per l'isolamento estivo, ricordando che quanto più è ritardato l'ingresso dell'onda termica (calore esterno), tanto meno l'ambiente interno risente delle elevate temperature esterne.

Lo sfasamento dell'onda termica comporta l'ingresso della stessa in ore più fresche, notturne, con la conseguenza di avvertire il caldo in maniera limitata e di poterlo più facilmente e velocemente smaltire grazie alla ventilazione naturale della vostra casa.

Tutta la struttura del sistema "Living Wood System™" è insensibile al comportamento dell'acqua e dell'umidità di risalita grazie ad un sistema tecnologicamente studiato per tenere tutto l'edificio sollevato rispetto al sottosuolo.

Il sistema "Living Wood System™" è ecosostenibile e adotta tutte le strategie non inquinanti per il risparmio energetico e la tutela ambientale. Inoltre mette l'utente nella condizione di percepire con il massimo del comfort ambientale lo spazio in cui vive. Una casa realizzata con il sistema "Living Wood System™", dunque, è in grado di interagire con le condizioni termo-igrometriche: è una casa più sana perché questa interazione mitiga i picchi alti e bassi dei valori di umidità e temperatura.

Il sistema "Living Wood System™" non è composto da un semplice accostamento di materiali sovrapposti tra loro.

È infatti costruito con una stratigrafia che ha una specifica funzione logica dall'interno verso l'esterno della casa con l'interposizione dell'aria per la ventilazione naturale e dunque la traspirazione del legno e dei materiali componenti tutta la struttura. Così come nei nostri organismi sono presenti i germi di varie infezioni, così nel legno, i parassiti ovvero le spore dei funghi potrebbero spesso essere presenti, anche se diventano attive solo in condizioni favorevoli. Infatti se i parametri di umidità del legno sono tenuti in equilibrio, quindi la ventilazione è sufficiente, i parassiti non si sviluppano.

Scientificamente è provato che se non è sempre possibile controllare il tasso di umidità, si può generalmente pianificare una ventilazione adeguata che diventi una prevenzione sufficiente, oltre naturalmente ai trattamenti di rito che vengono applicati alle strutture.

Il sistema "Living Wood System™" è inattaccabile in quanto si basa interamente sul concetto della ventilazione che mantiene in perfetto equilibrio gli stessi parametri di umidità del legno.

Le cellule del legno, molto schematicamente hanno forma tubolare allungata, chiuse alle estremità, che nell'albero vivente sono parzialmente riempite d'acqua, o meglio di linfa. Nel legno degli alberi appena tagliati il tasso di umidità varia ma può rappresentare più del 100% del peso della sostanza legnosa asciutta, il 25% circa viene riassorbita dalla parete cellulare e il resto rimane allo stato liquido all'interno della cellula.

La stagionatura consiste nell 'eliminare la maggior parte dell'acqua mediante l'operazione di essiccazione del legno, portandolo ad un tasso di umidità che sia più o meno in equilibrio con quello dell'ambiente in cui il legno verrà adoperato.

Gli elementi costruttivi del sistema "Living Wood System™" sono realizzati solo con legno perfettamente stagionato e certificato.

Combinando dunque diversi concetti tecnici: di riscaldamento, climatizzazione, di ventilazione naturale e utilizzo di materiali edili che abbiano subito un "periodo di riposo", non freschi di lavorazione, e rigorosamente certificati uno per uno, il sistema "Living Wood System™" ha affrontato con rigore il concetto del comfort abitativo "indoor air quality" che ci sta particolarmente a cuore.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 30, 40, 60, 80, 90) comprendente un primo strato (2, 21, 31, 41, 61, 81, 95) di finitura esterna, un secondo strato (3, 25, 34, 44, 64, 82, 92) isolante in fibra di legno ed un terzo strato (4, 26, 36, 46, 66, 81, 95) di chiusura, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente un elemento ligneo strutturale (5, 32, 42, 62) parallelo all'asse di montaggio, atto a creare dei condotti (8, 33, 43, 63) di areazione di un edificio, detti condotti essendo collegati fra loro a partire dal pavimento del piano terra sino al colmo del tetto.
2. 2) Elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primo strato (2, 21, 81, 95) di finitura esterna e terzo strato (4, 26, 81, 95) di chiusura sono sfalsati l'uno rispetto all'altro, in modo tale che, durante l'accoppiamento di un primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90) con un secondo elemento costruttivo prefabbricato (Ι', 20', 80', 90'), il primo strato (2, 21, 81, 95) del primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90) sporga da esso e si sovrapponga parzialmente al secondo elemento costruttivo prefabbricato (Ι', 20'80', 90'), mentre il terzo strato (4', 26', 81', 95') del secondo elemento costruttivo prefabbricato (Ι', 20', 80', 90') sporga da esso e si sovrapponga parzialmente al primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90).
3. 3) Elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto primo strato (2, 21, 81, 95) di finitura esterna è in legno di larice, preferibilmente fresato secondo un disegno prestabilito.
4. 4) Elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 30, 40, 60, 80, 90) secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detto terzo strato (4, 26, 36, 46, 66, 81, 95) di chiusura è realizzato in materiale ligneo del tipo OSB.
5. 5) Elemento costruttivo prefabbricato (1, 20, 80, 90) secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che detto elemento ligneo strutturale (5) si trova in corrispondenza della giunzione fra due elementi costruttivi prefabbricati (1, 20, 80, 90) e presenta due incavi (9) per l'inserimento di detto terzo strato (4, 26, 81, 95) di chiusura dei rispettivi elementi costruttivi prefabbricati (1, 20, 80, 90) da accoppiare. 6)Sistema di costruzione di edifici, caratterizzato dal fatto di impiegare almeno un tipo degli elementi costruttivi prefabbricati secondo una delle rivendicazioni 1-5. 7)Sistema di costruzione di edifici, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di prevedere l'appoggio di detto elemento ligneo strutturale (5, 32, 42, 62) ad un componente strutturale principale (10, 38, 50), un primo pannello attrezzato (il, 35) ed un secondo pannello di chiusura (15). 8)Sistema di costruzione di edifici, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto primo pannello attrezzato (11, 35) comprende almeno uno dei seguenti: - pannelli in fibra di legno (34, 93), - intercapedini (13, 94) per impianti elettrici, o - montanti lignei orizzontali (14). 9)Sistema di costruzione di edifici, secondo una delle rivendicazioni 6-8, caratterizzato dal fatto di comprendere un giunto angolare (100) per un raccordo tra un primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20) verticale ed un secondo elemento costruttivo prefabbricato (30) orizzontale, detto giunto angolare (100) comprendendo un pannello (101) preferibilmente in Eraclit, di sostegno per una struttura di rialzo (102), preferibilmente in laterizio forato, detta struttura di rialzo (102) presentando sulla sommità un profilo ad Omega (104) preferibilmente in acciaio, di sostegno per detto primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20), in modo che detto componente strutturale principale (10) sia sospeso rispetto a detto secondo elemento costruttivo prefabbricato (30) e detto condotto (8) di detto primo elemento costruttivo prefabbricato (1, 20) sia in comunicazione con detto condotto (33) di detto secondo elemento costruttivo prefabbricato (30). 10)Sistema di costruzione di edifici, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto pannello (101) è appoggiato su una doppia guaina bituminosa (37), ed è fissato a detto secondo elemento costruttivo prefabbricato (30) tramite staffe di ancoraggio (103) in acciaio inox.