Caratteristiche e vantaggi dei sistemi costruttivi ibridi

06/11/2024 - I sistemi costruttivi ibridi in edilizia sono progettati per ottimizzare l’uso dei materiali e migliorare l’efficienza complessiva delle costruzioni.
 
Combinando materiali diversi e integrando tecnologie di produzione sia in cantiere (on-site) che fuori dal cantiere (off-site), questi sistemi permettono di realizzare rapidamente edifici residenziali, amministrativi e per uffici a più piani, riducendo l’impiego di risorse.
 
L’uso di materiali combinati non solo riduce i costi, ma ottimizza anche le prestazioni dell’edificio, consentendo una maggiore personalizzazione estetica e funzionale in base alle esigenze progettuali.
 

Sistemi ibridi in edilizia: tipologie

I sistemi costruttivi ibridi più comuni combinano materiali come acciaio, cemento, legno e bio-materiali per sfruttare le qualità specifiche di ciascuno.
 
Le principali tipologie sono:
 

• Acciaio e cemento armato: utilizzato soprattutto per edifici alti e infrastrutture, questo sistema sfrutta la resistenza alla trazione dell’acciaio e la capacità del cemento armato di resistere alla compressione, offrendo elevata stabilità e resistenza al fuoco.
• Cemento e legno: nelle strutture ibride cemento-legno, il cemento costituisce il nucleo portante, spesso affiancato da un telaio in legno. Questa combinazione è ideale per edifici multipiano, unendo la sostenibilità e la flessibilità del legno alla robustezza del cemento.
• Legno e acciaio: questo sistema integra la leggerezza e le proprietà isolanti del legno con la resistenza dell’acciaio, con il legno utilizzato per strutture orizzontali e l’acciaio per il telaio verticale.
• Cemento, acciaio e legno: alcuni edifici sfruttano tutti e tre i materiali, con un nucleo di cemento abbinato a travi e colonne in acciaio e legno, distribuendo i carichi principali per una maggiore efficienza.
• Bio-materiali e cemento/legno: questo sistema integra materiali sostenibili, come biochar e fibre vegetali, con cemento o legno, migliorando le proprietà ecologiche e di isolamento termico della struttura.

 

Vantaggi di un sistema costruttivo ibrido

Un sistema costruttivo ibrido offre una grande flessibilità grazie alla possibilità di funzionare come un sistema "plug-out e plug-in". Questa caratteristica permette di sostituire, aggiornare e riconfigurare i componenti, consentendo all’utente di adattare l'edificio alle proprie esigenze e alle condizioni di vita in evoluzione.
 
L’ibridazione favorisce inoltre la modularità dei componenti, che possono essere prodotti off-site con criteri standardizzati. Questo approccio non solo facilita economie di scala, permettendo una produzione su larga scala, ma ottimizza anche l’efficienza dei sottosistemi durante il loro ciclo di vita.
 
La modularità e la standardizzazione contribuiscono a massimizzare le prestazioni dell’edificio, migliorando la sostenibilità e riducendo i costi a lungo termine.
 
Nei prossimi paragrafi, approfondiamo due tipologie di sistemi costruttivi ibridi, esplorandone le caratteristiche e i vantaggi specifici per comprendere meglio le potenzialità di queste soluzioni.
 

L’efficacia del sistema costruttivo legno-cemento

Il sistema costruttivo legno-cemento combina i punti di forza di entrambi i materiali per realizzare edifici performanti sotto diversi aspetti.
 
In questo tipo di costruzione, la struttura portante - composta da fondamenta, scale, vani ascensore e solai - è realizzata in cemento, sfruttando la sua resistenza, stabilità e durabilità. Il cemento offre una solida base strutturale, garantendo sicurezza e stabilità anche in edifici multipiano.
 
L’involucro dell’edificio, invece, è interamente realizzato in legno, un materiale che conferisce eccellenti prestazioni termoacustiche e consente un montaggio a secco, riducendo i tempi di costruzione.
 
Il legno contribuisce inoltre a migliorare il comfort abitativo grazie alle sue proprietà di isolamento termico e acustico, alla velocità di assemblaggio e alla possibilità di modifiche in opera, offrendo una flessibilità che si adatta alle esigenze del progetto.
 
Inoltre, il legno è una scelta sostenibile, in quanto materiale rinnovabile, che contribuisce a ridurre l’impatto ambientale complessivo dell’edificio. Il risultato finale è una struttura che unisce architettura e funzionalità, garantendo stabilità strutturale, efficienza energetica, protezione antincendio e un buon isolamento acustico.
 

Un esempio di costruzione ibrida legno-acciaio: il progetto Hello Lenzburg

In Svizzera, la necessità di rinnovare edifici residenziali costruiti negli anni '60 e '70 è diventata urgente, anche per rispettare le nuove normative sulla pianificazione del territorio che favoriscono la densificazione edilizia, ovvero il maggiore sfruttamento delle zone edificabili esistenti.
 
Per rispondere a queste esigenze, nel 2019 il progetto "Hello Lenzburg" ha portato alla realizzazione, nel canton Argovia, del primo edificio residenziale multipiano in Svizzera basato su un sistema costruttivo ibrido modulare ultramoderno.
 
Questo progetto innovativo, realizzato dalla Renggli AG in collaborazione con la BFH (Scuola universitaria professionale di Berna) e supportato dall'Agenzia svizzera per la promozione edilizia, si è rivelato un esempio di costruzione sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico, con l’obiettivo di fornire abitazioni a prezzi accessibili.
 
La costruzione è stata realizzata con fondamenta in calcestruzzo e una struttura portante in acciaio, completata con moduli prefabbricati in legno.
 
Ogni modulo è stato assemblato presso lo stabilimento dell'azienda, dove sono stati installati pavimenti, pareti, finestre, porte, parquet, impianti sanitari e cucine prefabbricate. Successivamente, i moduli sono stati trasportati sul sito e posizionati nella struttura metallica con precisione grazie a una gru, completando ogni appartamento in meno di un'ora.
 
Gli appartamenti sono stati assemblati e resi pronti per l'uso in sole tre settimane.
 
Gli appartamenti comprendono soggiorno, cucina, bagno e una o due camere da letto. Grazie alla costruzione modulare e alla precisione dell’installazione, il progetto ha permesso di ridurre i tempi di realizzazione di circa nove mesi rispetto ai sistemi tradizionali, con un impatto significativo sui costi di costruzione e, di conseguenza, sugli affitti.