Dentro il Building Future Lab. Strutture e servizi per l’involucro evoluto

L’Università Mediterranea e il Dipartimento Architettura e Tecnologia dArTe di Reggio Calabria avevano promesso per il 1° febbraio  un Convegno-evento per l’inaugurazione del Building Future Lab e Convegno-evento è stato. Da un lato due convegni importanti, di mattina e di pomeriggio, e in mezzo l’inaugurazione, con test su una facciata Aluk e una gioiosa festa celebrativa di tanti anni di impegni e fatiche giunti a compimento nonché festa di augurio per la dura attività di start-up e decollo della struttura che attende il team guidato dai professori Corrado Trombetta e Martino Milardi che hanno fortemente voluto l’opera. Trombetta è il direttore del Building Future Lab mentre Milardi è a capo della sezione TCLab che si occupa dei sistemi di involucro. Il tutto all’interno del Dipartimento dArTe guidato dal professor Gianfranco Neri.

Realizzato con i Fondi europei del Bando P.O.N. “Ricerca & Competitività 2007-2013” del Ministero dell’Istruzione  e dell’Università che poneva come obiettivo operativo il “Potenziamento strutture, dotazioni scientifiche e tecnologiche” il BFL ha ricevuto un finanziamento complessivo del progetto pari a € 8.600.000 di euro. E’ situato in Salita Melissari, Località Feo di Vito, a ridosso del Dipartimento dArTe e si estende su una superficie di 1.000 mq al coperto e di 600 mq circa all’aperto.

Il BFL è un laboratorio  di ricerca applicata, permanente e interdisciplinare, che articolandosi in diverse “sezioni” svolge e offre servizi di certificazione e sperimentazione nel Settore delle  Costruzioni. I servizi offerti sono basati su attività di prova e testing che vengono attuati secondo protocolli normati (UNI EN, ASTM, AAMA, ecc…) o sperimentali. Oltre questi servizi principali, se ne offrono altri particolari quali la Prototipazione, la Modellazione, la Diagnostica (invasiva e non), il rilievo alla grande e piccola scala territoriale, la caratterizzazione materica, la verifica sismica strutturale, la verifica delle costruzioni in ambienti off-shore, la fattibilità energetica secondo le Fonti Energetiche Rinnovabili, da quella solare a quella da moto ondoso.

Le Sezioni del BFL per l’R&D e l’innovazione del Building Sector sono diverse:

TCLab Sistemi di Involucro

Test Mat&Com Materiali e Componenti

Test Dimora Rilievi e Modellazioni

Test Mobile Diagnosi in Uso

Test Dinamica Sistemi Strutturali

Test Water Costruzioni in Acqua

Lab Cognitivo Management & Sviluppo.

Il TCLab

All’interno del BFL spicca per importanza, missione e dotazioni l’attività del TCLab che si consacra ai sistemi di involucro. Il TCLab, spiegano Trombetta e Milardi, svolge attività di ricerca, di valorizzazione, di valutazione tecnica e certificazione, di trasferimento tecnologico e di formazione nei settori scientifici e tematiche:

₋ valutazioni sperimentali del comportamento a sistema di materiali innovativi o tradizionali;

₋ sperimentazioni in laboratorio ed in condizioni d’opera su soluzioni tecnologiche evolute;

₋ nuove metodologie e strumenti per la valutazione prestazionale dei componenti, dei sistemi e delle opere da costruzione;

₋ valutazione e miglioramento della fruizione, della sicurezza e della qualità dell’ambiente costruito.

Imponente è la dotazione delle attrezzature e delle strumentazioni a disposizione tali da far assumere al BFL una posizione unica all’interno del panorama delle Università italiane e dei Laboratori di questo paese. Per quanto ci consta è una posizione unica anche a livello europeo non essendovi laboratori in grado di effettuare in combinazione i test ambientali (compresa la prova all’uragano da 220 km/h) e i test di resistenza al sisma.

Il BFL si pone come struttura al servizio di un numero ampio di utenti, evidenziano i due professori della Mediterranea. E citano in primis le aziende dei settori facciate continue, involucri, serramenti, impianti e componenti per la gestione smart dell’edificio. A seguire centri e reti di ricerca, cluster e consorzi per l’innovazione, gli organismi di certificazione, spin-off e start-up innovative, aziende per lo sviluppo, investimenti e assicurazione immobiliare, le imprese di servizi di ingegneria e gestione immobiliare, le pubbliche amministrazioni

Le Attrezzature disponibili

Tre sono le apparecchiature base del TCLab: il Test Lab, la Camera Termica e la Test Cell.

Il Test Lab, evidenzia MiIardi, è una camera di prova su facciate che misura 15x 12 x 4.5 m ed è tra le più grandi al mondo. È in grado di testare mock-up delle dimensioni massime pari a circa 210 mq. Il volume interno della camera di prova può essere sezionato in due parti (stagne) per consentire analisi comparative tra mock-up.

L’impianto di collaudo è dotato di un sistema modulare frontale di tamponamento della camera. È quindi possibile creare un vano compatibile con le dimensioni del provino da installare secondo le specifiche fornite dal committente. La particolare configurazione dell’impianto consente una notevole flessibilità nella geometria dei campioni da testare: non solo facciate piane ma anche porzioni di facciata curve, con angoli concavi e convessi e con elementi sporgenti (ad esempio, i sistemi frangisole).

La Camera Termica è stata realizzata in conformità alla AAMA 501.5-07 “Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls”. Misura 7 x 9 m. Le prestazioni prevedono cicli termici estremi da norma: +88 C° / – 18 C° per 5h, a temperatura interna costante di 24 C°. Montata su binari paralleli al piano della facciata per scorrere lungo tutta la camera di prova, è dotata della possibilità di regolazione perpendicolare al piano della facciata per compensare alla variabilità dimensionale dei componenti in prova.

La Test-Cell infine può essere servire alla caratterizzazione termodinamica di sistemi di involucro edilizio in scala reale. Nella configurazione indoor classica sarà utile per la misurazione della trasmittanza termica dinamica di chiusure opache e per la determinazione della conduttanza termica di pareti opache in regime stazionario. Nella configurazione outdoor verrà impiegata per le misurazioni della trasmittanza termica di chiusure opache in situ mediante termoflussimetro.

La gestione delle prove viene effettuata in maniera centralizzata da una “Control Room” dotata di sistema Wizard a controllo in telemetria.

Le Strumentazioni

Spicca per prestazioni il ventilatore assiale dinamico che è  in grado di produrre un flusso d’aria normale al campione con velocità minima superiore a 30 m/s (per oltre 70 km/h) lungo l’asse centrale orizzontale per l’esecuzione di prove di tenuta all’acqua e aria in condizioni dinamiche secondo la norma europea EN 13050:2011. E’ in grado di generare velocità del vento pari a circa 220 Km/h in conformità alle normative statunitensi AAMA 501.1-05 “Standard test method for water penetration of windows, curtain walls and doors using dynamic pressure”.

Dietro esso vi è un sistema di gestione e controllo dell’impianto di prova in grado di raggiungere pressioni di +/- 6000 Pa.

Per le prove di permeabilità all’acqua viene utilizzata una griglia sprinkler. È comandata elettricamente per il posizionamento frontale rispetto al campione di prova. Il sistema è costituito da una serie di tubi in acciaio con ugelli montati a cono pieno in modo da creare una maglia quadrata di 700 mm di lato. I tubi sono collegati tra di loro mediante tubi flessibili e sono dotati di un sistema di regolazione della portata indipendente per ogni fila di ugelli.  La griglia sprinkler è in grado di eseguire prove secondo la norma AAMA 501.1-05.

Questa parte è coperta dal brevetto italiano (CS2014A000035) e internazionale (PCTIB2016050011) “Apparecchiatura per prove di permeabilità all’acqua su campioni di facciate di edifici”  cofirmato Università Mediterranea (50%), Trombetta (43%) , Milardi (43%) e Rossetti -IUAV (4%).

Completano le dotazioni del Test Lab 2 travi sismiche e 6 travi mobili su cui torneremo presto.

Tra le strumentazioni di servizio in dotazione al BFL vi sono un carrello telescopico in grado di raggiungere i 20 metri di altezza, una gru mobile, un carroponte interno d’officina da 3500 kg di portata e un carroponte esterno per il Test Lab da 1700 kg

Servizi

L’offerta del BFL contempla anche: una squadra tecnici per il montaggio, modificazioni e supporto operativo, l’officina, l’attrezzeria, la movimentazione materiali, componenti e mock-up, l’unità di R&D per la sperimentazione, la modellizzazione, customizzazione, engineering e innovazione delle Facciate e un supporto al Finanziamento Pubblico/Privato di progetti di R&D

Infine, lunghissimo e noioso ma assolutamente importante è l’elenco delle prove eseguibili che riportiamo qui di seguito suddivise per area.

(eb)

Certificazione: metodi di prova e classificazione

Test Lab

– UNI EN 13830 Curtain Walling – Product Standard

– UNI EN 13050 Curtain Walling – Watertightness – Laboratory test under dynamic condition of air pressure and water spray

– UNI EN 12152 Curtain walling – Air permeability – Performance requirements and classification

– UNI EN 12153 Curtain walling test method: Air and Water permeability, wind load, watertightness

-UNI EN 12154 Curtain walling – Waterlightness – Performance Requirements and Classification

– UNI EN 12155 Curtain walling – Watertightness – Laboratory test under static pressure.

– UNI EN 12179 Curtain walling – Resistance to wind load – Test method

– UNI EN 13116 Curtain walling – Resistance to wind load – Performance requirements

– UNI EN 12207 Windows and doors – Air permeability – Classification

– UNI EN 1026 Windows and doors – Air permeability – Test method

– UNI EN 14019 Curtain walling-Impact Resistance Performance Requirements

– UNI EN 12600 Glass in building-Pendulum Test-Impact Test Method and classification for Flat Glass

– ASTM E283-04 (2012) Standard Test Method for Determining Rate of Air Leakage Through Exterior Windows, Curtain Walls, and Doors Under Specified Pressure Differences Across the Specimen

– ASTM E330 – 02(2010) Standard Test Method for Structural Performance of Exterior Windows, Doors, Skylights and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference

– ASTM E331 – 00(2009) Standard Test Method for Water Penetration of Exterior Windows, Skylights, Doors, and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference

– ASTM E547-00 (2007) Standard Test Method for Water Penetration of Exterior Windows, Skylights, Doors, and Curtain Walls by Cyclic Static Air Pressure Difference

– ASTM E-1196 Standard Specification for Performance of Exterior Windows, Curtain Walls, Doors, and Impact Protective Systems Impacted by Windborne Debris in Hurricanes

– ASTM E-1886 Standard Test Method for Performance of Exterior Windows, Curtain Walls, Doors and Storm Shutters Impacted by Missile and Exposed to Cyclic Pressure Differentials

– AAMA 501.1-05 Standard Test Method For Water Penetration of Windows Curtain Walls And Doors Using Dynamic Pressure

– AAMA 501.4-00 Static test method for evaluating curtain wall and storefront systems subjected to seismic and wind induced interstory drifts

– AAMA 501.5-07 Test Method for Thermal Cycling of Exterior Walls

– AAMA 501.6 Dynamic test method for determining the seismic drift causing glass fallout from a wall system

A breve verranno introdotte le:

– TAS 201 Testing application standard Impact Test Procedures

– TAS 202 Criteria for Testing Impact and Non Impact Resistant Building Envelope Components Using Uniform Static Air Pressure Loading

-TAS 203 for Miami Dade County. Criteria For Testing Products Subject to Cyclic Wind Pressure Loading

Certificazione: metodi di prova e classificazione

Test-cell

– UNI EN 1934 determinazione della resistenza termica per mezzo del metodo della camera calda con termoflussimetro

-UNI EN 1745 trasmittanza termica delle strutture opache mediante calcolo

-UNI EN 673/674 determinazione della trasmittanza termica di vetrate, anche isolanti

-UNI EN ISO 10077-1 thermal performance of windows, doors and shutters –Calculation of thermal transmittance – Simplified method

-UNI EN 13947 thermal performance of curtain walls – Evaluation of thermal transmittance

-UNI EN ISO 10077-2 thermal performance of windows, doors and shutters –Calculation of thermal transmittance – Numerical method for frames