Costituiscono il tipo di copertura più comunemente impiegato. Essi si adattano facilmente ad ogni situazione climatica perché possono assumere forme, pendenze e sporti rispondenti alle diverse esigenze. In determinati casi, i tetti a falde caratterizzano fortemente l'aspetto architettonico dell'edificio.
Le parti di un tetto a falde sono normalmente indicate con i seguenti termini :
- falda (o spiovente): superficie di copertura inclinata secondo una determinata pendenza. La pendenza di una falda è data dal rapporto, espresso in percentuale, tra il dislivello tra le linee di gronda e di colmo e la loro distanza in proiezione orizzontale, misurata secondo la retta di massima pendenza;
- linea di colmo: linea orizzontale di intersezione di due falde con pendenza divergente;
- linea di compluvio: linea di intersezione di due falde con pendenza convergente, nella quale l'acqua confluisce spontaneamente. Può essere orizzontale o inclinata a seconda che le due falde siano su versanti opposti (opposte) o sullo stesso versante (contigue);
- linea di displuvio : linea inclinata d'intersezione di due falde contigue divergenti;
- linea di bordo: linea inclinata che delimita lateralmente una falda;
- linea di gronda: linea perimetrale inferiore delle falde;
- linea di raccordo: linea d'intersezione tra due falde con diversa pendenza poste in successione;
- cartella: zona a superficie verticale disposta tra due falde;
- sporto: parte di copertura sporgente oltre le pareti perimetrali dell'edificio fino alla linea di gronda o alla linea di bordo.
I principali elementi costituenti le coperture a falde sono :
- elementi di falda: gli elementi che formano le superfici delle falde;
- elementi di colmo: gli elementi disposti in corrispondenza delle linee di colmo e di displuvio per garantire la tenuta del raccordo tra le due falde;
- fermaneve: elementi collocati nella zona inferiore della falda allo scopo di impedire la caduta di neve e di ghiaccio dal tetto;
- converse: elementi collocati lungo le linee di compluvio per raccogliere e smaltire l'acqua;
- canali di gronda: elementi di raccolta e di deflusso dell'acqua proveniente dalle falde, disposti lungo le linee di gronda. Scaricano l'acqua nei doccioni o nei pluviali;
- doccioni: elementi terminali dell'impianto di raccolta dell'acqua piovana, costituiti da bocche e orifizi atti a convogliarne l'efflusso;
- pluviali: tubazioni verticali entro le quali viene convogliata l'acqua raccolta dai canali di gronda per trasferirla al piede dell'edificio;
- grembiali (o faldali o scossali): elementi collocati lungo le linee di bordo oppure le linee d'intersezione delle falde con superfici verticali (per esempio, pareti contigue alle falde) per raccogliere l'acqua e garantire la tenuta.
Nelle coperture possono essere inoltre inseriti degli elementi emergenti, detti corpi da tetto, aventi funzioni specifiche :
- abbaini: elementi edilizi sporgenti dalla superfìcie della falda, dotati di finestre per illuminare il sottotetto e per consentire l'accesso alla copertura;
- lucernari: elementi inseriti nei tetti a falde e nei tetti piani aventi la funzione di illuminare e ventilare gli ambienti interni;
- finestre per tetti: serramenti inseriti nei tetti a falde aventi la funzione di illuminare e ventilare l'ambiente sottotetto ed eventualmente di permettere la visuale verso l'esterno;
- botole da tetto (o "passi d'uomo"): elementi che consentono l'accesso alla copertura;
- comignoli: elementi di canna fumaria emergente dalla copertura allo scopo di espellere i fumi a una quota più elevata;
- aeratori: elementi per il passaggio dell'aria attraverso la copertura;
- sfiati: elementi terminali delle canalizzazioni per lo sfogo di aeriformi nell'atmosfera.
Da un punto di vista teorico un tetto a falde può essere considerato come un elemento edilizio costituito dalla sovrapposizione di diversi strati, ad ognuno dei quali compete ruolo funzionale specifico :
- manto di copertura: ha la funzione di strato di tenuta all'acqua;
- strato di ventilazione: ha lo scopo di controllare le
condizioni igrotermiche della copertura mediante il ricambio d'aria. Può essere costituito dallo spazio del sottotetto oppure da una intercapedine di spessore limitato disposta al disotto della falda. Anche al disotto del manto di copertura può essere realizzato uno strato di ventilazione per favorire l'eliminazione dell'umidità (ventilazione sottotegola)
- strato di isolamento termico: ha lo scopo di incrementare la coibenza fino al valore richiesto;
- barriera al vapore: impedisce il passaggio del vapore e, di conseguenza, la formazione di condensazione nella massa degli strati;
- struttura portante: ha la funzione di sostenere gli altri strati della copertura e di resistere ai carichi della neve e del vento.
Naturalmente tutti questi strati sono presenti soltanto nelle coperture più complesse.
Classificazione dei tetti a falde in base alla composizione degli strati :
In base alla composizione degli strati le coperture a falde possono essere così classificate ;
• coperture non isolate e non ventilate
• coperture non isolate e ventilate
• coperture isolate e non ventilate (dette a tetto caldo)
• coperture isolate e ventilate (dette a tetto freddo).
Le coperture isolate e non ventilate rappresentano la soluzione usualmente adottata nel caso di sottotetti abitabili. Quelle isolate e ventilate (a tetto freddo) sono invece adatte per creare migliori condizioni ambientali nei locali situati all'ultimo piano dell'edificio, perché nella stagione estiva la ventilazione facilita lo smaltimento del calore accumulato per irraggiamento.
1 Manto di copertura. 2 Ventilazione sottotegola. 3 Struttura portante 4 Strato di ventilazione. 5 Strato termoisolante. 6 Barriera al vapore
Classificazione dei tetti a falde in base alla pianta :
• tetti semplici: sono quelli normalmente impiegati per coprire costruzioni a pianta rettangolare;
• tetti composti: sono quelli utilizzati per coprire costruzioni a pianta articolata.
Tetti Semplici :
I tetti semplici a falde sono normalmente realizzati con diverse forme geometriche :
- tetti a una falda
- tetti a due falde o a capanna
- tetti a quattro falde o a padiglione
- tetti curvi.
Tetti a Falde tradizionali con pendenza multipla :
Le coperture a falde con pendenza multipla sono quelle che presentano tratti di falda con pendenze diverse. Tali coperture permettono di creare soluzioni di notevole eleganza, ma la loro complessità costruttiva e il costo ne limitano l'impiego a casi particolari. Esse possono essere realizzate soltanto con alcuni tipi di manti di copertura, quali per esempio lastre di ardesia, tegole canadesi ecc.
Coperture con doppia inclinazione
Le coperture a falde con doppia inclinazione sono caratterizzate da falde molto inclinate che si raccordano nella parte inferiore con un breve tratto di falda di minore pendenza. L'origine di queste coperture, ormai molto rare, va ricercata nelle antiche case con muri in terra, molto diffuse in alcune regioni europee, che erano prive di gronda e avevano il tetto poco aggettante rispetto al muro. La particolare conformazione del tetto consentiva di proiettare lontano dal muro l'acqua piovana, evitando che gli spruzzi raggiungessero il piede del muro di terra danneggiandolo.
Tetti a mansarda
Un tipo particolare di copertura a pendenza multipla, che ha rivoluzionato l'architettura dell'Europa Settentrionale, è la cosiddetta mansarda (dal nome degli architetti francesi Francois e J. Hardouin Mansart che per primi la realizzarono in vari edifici della seconda metà del sec. XVII). Essa è composta da falde che partono dalla linea di gronda con pendenza elevata e che si piegano verso il colmo con un tratto di pendenza minore. In tal modo l'ambiente sottostante la copertura risulta abitabile grazie all'inserimento nella falda più inclinata di finestre, dette anch'esse alla Mansart .
Tetti per edifici a pianta curvilinea :
Nel caso di edifici con pianta costituita da un poligono più o meno regolare oppure con pianta circolare, il tetto può assumere conformazioni particolari; in questi casi si possono avere:
• tetti a falde piane triangolari o trapezoidali, unite al vertice per formare una piramide;
• tetti a cupola, caratterizzati da profili curvi anche molto elaborati, che devono essere adattati alle sottostanti strutture (cupole in muratura, travature lignee, ecc.). Nelle soluzioni tradizionali essi erano spesso sormontati da lanterne con vetrate e dotati di cuspidi e fastigi decorativi.
I manti di copertura possono essere di tegole solo per il primo tipo, mentre per gli altri è in genere necessario ricorrere alle lastre di rame.
Tracciamento geometrico dei tetti a falde :
Il tracciamento geometrico dei tetti a falde, molto semplice nel caso di edifìci a pianta rettangolare, può invece comportare qualche difficoltà nel caso che la pianta abbia forma più complessa. Si tratta, tuttavia, di difficoltà facilmente superabili se si seguono le regole di geometria che sono alla base del tracciamento.
Metodo delle bisettrici
II metodo delle bisettrici, valido per i tetti con falde di uguale pendenza e linee di gronda orizzontali, è basato su una regola della geometria descrittiva secondo la quale la retta di interse z ione di due piani di uguale penden z a è costituita da punti equidistanti dalle tracce dei due piani sul piano orizzontale, cioè è la bisettrice dell'angolo formato da tali tracce.
Da questa regola discendono le seguenti conseguenze:
• le linee di compluvio e di displuvio sono le bisettrici degli angoli formati dalle linee di gronda di falde con pendenze convergenti oppure divergenti);
• nel caso dì falde con linee di gronda parallele, la linea di colmo è parallela ed equidistante da esse; tale linea è inoltre orizzontale ;
• nel caso di falde con linee di gronda non parallele, la linea di colmo è situata sulla bisettrice dell'angolo formato dalle linee di gronda. Essa è inoltre inclinata rispetto all'orizzontale.
Osservando la figura si può notare che:
- i due esempi di copertura riportati nel primo caso , pur avendo pendenze di falda diverse, hanno la stessa rappresentazione in pianta;
- le linee di massima pendenza delle falde sono sempre perpendicolari alle linee di gronda.
Criteri per la scelta della forma del tetto
- evitare di assegnare pendenze differenti alle falde di uno stesso tetto;
- ridurre al minimo indispensabile la presenza dei compluvi e delle intersezioni delle falde con superfici verticali che possano favorire infiltrazioni di acqua al disotto del manto di copertura;
- proteggere con converse e grembiali adeguatamente dimensionati le eventuali linee di compluvio e di intersezione con superfici verticali;
- disporre le falde tenendo conto della direzione prevalente del vento, dell'esposizione all'irraggiamento solare ecc .
II progetto del tetto deve in ogni caso essere improntato alla semplicità e alla regolarità, avendo presente che quanto più esso è semplice e regolare tanto più razionali ed economiche saranno la sua costruzione e la sua manutenzione.
La struttura portante dei tetti a falde può essere realizzata mediante varie soluzioni:
• orditura di legno
• capriate in profilati di acciaio
• capriate di calcestruzzo armato precompresso
• solai in calcestruzzo armato
Orditura di legno :
Elementi costituenti
L'orditura di legno è costituita dalle travi portanti, che formano la cosiddetta grossa orditura e da elementi di dimensioni più piccole, disposti per fornire l'appoggio al manto di copertura, che costituiscono la piccola
orditura . Le essenze legnose più comunemente impiegate per la realizzazione dell'orditura dei tetti sono il lance e l'abete.
Gli elementi costituenti l'orditura di legno dei tetti sono:
• trave di colmo: trave di appoggio della sommità dei falsi puntoni, realizzata in legname tondo, squadrato o segato . La trave di colmo è sostenuta da pilastri disposti a interassi di 3 - 5 m ;
• falsi puntoni (o paradossi): travi inclinate dell'orditura alla piemontese, con sezione di 12 x 18 - 16 x 23 cm , disposti a interasse di 100 - 150 cm ;
• terzere (o arcarecci, o correnti): elementi orizzontali dell'orditura alla lombarda, aventi sezione di 12 x 17 - 19 x 25 cm , disposti a interasse di 120 - 170 cm ;
• cantonali: travi inclinate disposte in corrispondenza delle linee di displuvio, aventi una funzione analoga a quella dei falsi puntoni;
• travicelli (o correntini): elementi di sezione 5x7-6x9 cm, disposti orizzontalmente sui falsi puntoni con interasse di 40 - 60 cm per fornire l'appoggio ai listelli per la posa di tegole curve;
• travetti (o correntini): elementi inclinati di sezione 5 x 7 - 8 x 10 cm , disposti sulle terzere con interasse di 40 - 60 cm per fornire l'appoggio ai listelli per la posa di tegole a innesto;
• listelli: elementi di sezione 4 x 4 - 5 x 5 cm , per la posa degli elementi del manto di copertura;
• tavolati: superfici di appoggio di alcuni tipi di tegole o di lastre;
• passafuori: elementi inclinati di sostegno degli sporti, fissati sui falsi puntoni dell'orditura alla piemontese o sui puntoni delle capriate dell'orditura alla lombarda;
• dormienti (o banchine): elementi che formano l'appoggio dell'estremità inferiore dei falsi puntoni sulle
pareti perimetrali;
• controcatene: elementi di collegamento dei falsi puntoni, disposti sotto la trave di colmo
• saettoni: elementi di irrigidimento delle travi.
La grossa orditura può assumere due configurazioni, che in Italia sono tradizionalmente indicate come:
• Orditura alla Piemontese
• Orditura alla Lombarda
Orditura alla Piemontese
L'orditura alla piemontese è costituita da travi inclinate, dette falsi puntoni, poggianti sulle pareti perimetrali e sulla parete di spina in corrispondenza del colmo. In assenza del muro di spina i falsi puntoni poggiano su una trave di colmo sostenuta da pilastri.
Orditura alla Lombarda
L'orditura alla lombarda è costituita da terzere, disposte orizzontalmente e poggiate su capriate opportunamente intervallate oppure su pareti trasversali alla pianta dell'edificio.
Capriata Semplice in Legno
La capriata semplice di legno (o incavallatura) è formata da due travi inclinate, dette puntoni, collegate tra loro alla sommità mediante un elemento verticale, detto monaco (o ometto), e alla base mediante una trave, detta catena .
La capriata può essere considerata come la forma più semplice di struttura reticolare in cui la catena ha la funzione di contrastare la spinta esercitata verso l'esterno dai puntoni, mentre il monaco costituisce il vincolo a cerniera posto alla loro sommità. La capriata semplice viene di solito utilizzata per luci che vanno dai 5 ai 7 metri
Altri tipi di Capriate in legno
Per coprire luci maggiori di quelle consentite dalla capriata semplice e per realizzare falde di maggiore pendenza, si ricorre ad altri tipi di capriate tradizionalmente utilizzate, quali:
• capriata di tipo palladiano
• capriata composta
• capriata composta alla palladiana
• capriata zoppa.
Tali capriate sono dotate di elementi, detti saetti o saettoni, disposti obliquamente tra la base del monaco e i puntoni, oppure di sottocatena, nel caso delle travi composte.
Piccola Orditura
La piccola orditura è formata da vari elementi, quali listelli, travicelli (o correntini) e travetti, disposti a determinati interassi a seconda degli elementi del manto di copertura e poggiati sulla grossa orditura. Alcuni
tipi di manti richiedono invece un tavolato continuo per il fissaggio degli elementi di tenuta.
La piccola orditura costituisce in genere la parte del tetto destinata ad essere sostituita dopo un determinato
periodo di tempo, durante i lavori di rifacimento della copertura.
Capriate di acciaio
Le capriate di profilati di acciaio possono avere forme diverse a seconda della conformazione delle falde, delle luci da coprire, della eventuale presenza di carichi sospesi ai nodi della briglia inferiore e del sistema di illuminazione naturale del fabbricato. I tipi più comuni sono le capriate semplici, quelle alla Polonceau, all'inglese, a shed., realizzate in forma di trave reticolare. Il manto di copertura delle capriate di acciaio è in genere realizzato con lamiere grecate sostenute da arcarecci.
a) Polonceau ad un contrafisso b) Polonceau a tre contrafissi c) Inglese a diagonali compresse d) Inglese a diagonali tese e) Di tipo belga f) A shed.
Capriate prefabbricate di calcestruzzo armato precompresso
Le travi di calcestruzzo armato precompresso più diffusamente impiegate per la copertura degli edifici industriali sono del tipo a parete piena a doppia pendenza; ne esistono però anche altri tipi a forma di trave reticolare, come quelle per le coperture a shed . Sulle travi di calcestruzzo armato vengono sovrapposti pannelli prefabbricati per formare il piano d'appoggio del manto di copertura.
Travi a shed in calcestruzzo armato prefabbricato b) multipla con briglia superiore di collegamento.
Solai di copertura in calcestruzzo armato
La struttura di sostegno delle falde può essere costituita da solai e solette di calcestruzzo armato oppure, come accade nelle coperture dei capannoni industriali, anche da pannelli prefabbricati. Queste soluzioni offrono alcuni importanti vantaggi, come quello di evitare le operazioni di manutenzione tipiche delle orditure di legno e quello di ottenere un miglior livello di inerzia termica della copertura: per quest'ultima ragione sono particolarmente adatte nel caso dei sottotetti abitabili. Esse comportano però maggiori costi di esecuzione, specialmente quando il tetto presenta una forma che richieda casserature complesse.
Tecniche di posa del manto di copertura su solai in calcestruzzo armato
• cordoli di malta: la tecnica consiste nel formare sull'estradosso del solaio dei cordoli di malta, paralleli alla linea di gronda, di dimensioni e distanze adatte per il posizionamento delle tegole. Questa soluzione è di impiego poco frequente e non consente di inserire uno strato isolante sotto il manto;
• listelli: la tecnica è analoga alla precedente, ma anziché cordoli di malta si usano listelli di legno;
• controlistelli e listelli: sull'estradosso del solaio vengono inchiodati dei controlistelli di legno paralleli alla linea di massima pendenza e ad essi si soprappongono dei listelli disposti ad interassi adatti per posizionare le tegole. Questa soluzione consente una migliore ventilazione sottotegola e il più agevole inserimento di uno strato isolante costituito da pannelli oppure da un getto di calcestruzzo di argilla espansa.
La pendenza del tetto deve essere scelta, oltre che in relazione alla eventuale necessità di fruire di una sufficiente altezza del locale sottotetto, in base ai seguenti criteri:
• la pendenza minima delle falde deve essere sufficiente a garantire la tenuta all'acqua, in relazione al tipo di materiali impiegati per il manto di copertura e alla loro sovrapposizione. In caso di pendenza insufficiente deve essere predisposto uno strato impermeabilizzante al disotto del manto di copertura;
• la pendenza massima deve essere scelta in relazione all'esigenza di assicurare il posizionamento degli elementi del manto di copertura, in modo che non avvengano scivolamenti e spostamenti verso il basso.
Sulla determinazione della pendenza ottimale influisce anche la lunghezza della falda: nelle falde troppo lunghe, soprattutto se di scarsa pendenza, possono infatti verificarsi infiltrazioni attraverso il manto per effetto di fenomeni di capillarità, specialmente in presenza di abbondanti precipitazioni atmosferiche. Quando è richiesto dall'esposizione al vento, o quando la pendenza della falda supera un certo limite, è necessario fissare le tegole inchiodandole o legandole con filo di ferro zincato ai listelli dell'orditura.
Pendenze consigliate per i vari tipi di orditura
