L'industria edile europea utilizza 1,2 milioni di tonnellate di alluminio ogni anno, ponendosi così come il secondo maggior settore di utilizzo del metallo.
Si trova ovunque: nei rivestimenti di tetti e pareti, nelle finestre e nelle porte, nelle scale e ringhiere, nelle strutture dei tetti, nelle scaffalature, nelle serre e nelle verande.
La leggerezza dell'alluminio non solo lo rende più maneggevole, ma consente considerevoli risparmi di peso nelle strutture portanti.
La sua pellicola di ossido autoprotettiva, che si riproduce continuamente, gli consente di resistere all'usura degli elementi senza ulteriori protezioni superficiali.
Inoltre può essere anodizzato in una vasta gamma di colori o anche verniciato in fabbrica, senza quindi aver bisogno di altre finiture o riverniciature sul posto.
Lamiere sagomate in piacevoli disegni sono il principale rivestimento di facciate; pannelli stampati e modellati plasticamente sono il carattere distintivo di facciate di importanti edifici.
La capacità, quasi unica, dell'alluminio di essere estruso in profilati anche complessi, lo rende particolarmente adatto per serramenti per i quali, in alcuni Paesi, è il materiale che detiene fino all'80 % del mercato.
I tubi di alluminio si adoperano sempre più in strutture di rivestimento, spesso in forme originali ma economiche come i sistemi geodetici che si possono vedere nelle cupole, nelle sale da concerto, nelle arene, nelle coperture di grandi serbatoi e in altre strutture a guscio.
La tendenza alla produzione in loco di piccole quantità di componenti architettoniche progettate secondo richiesta individuale, è significativamente in crescita in Europa.
Questa tendenza, che aiuta a distinguersi in un settore dove l'uniformità è troppo comune, è facilitata dalla possibilità di lavorare economicamente l'alluminio senza ricorrere all'impiego di costose attrezzature.
L'alluminio offre molti vantaggi
Un'ampia scelta di leghe
L'alluminio, nella sua forma pura, è un metallo poco resistente, e pertanto non adatto alle applicazioni per l'edilizia.
Grazie all'aggiunta di elementi leganti quali rame, manganese, magnesio, zinco ecc. e grazie a processi produttivi adeguati, è possibile modificare le proprietà fisiche e meccaniche dell'alluminio per soddisfare i bisogni di un gran numero di applicazioni.
Flessibilità nella progettazione
Il processo di estrusione permette di ottenere una gamma quasi infinita di forme e sezioni, consentendo così ai progettisti di integrare varie funzioni in un unico profilo.
Le lamiere verniciate e i pannelli compositi possono essere piatti, curvi, a forma di cassetta, o in struttura “a sandwich” con altri materiali.
Inoltre, l'alluminio può essere segato, forato, rivettato, fissato con viti, piegato e saldato, sia in officina che in loco.
Una lunga vita utile
I prodotti in alluminio per l'edilizia sono realizzati in leghe resistenti ad acqua, corrosione ed immuni dagli effetti nocivi dei raggi UV, garantendo così un'ottima resa per un lungo periodo di tempo.
La cupola della Chiesa di San Gioacchino a Roma venne rivestita di lamiere di alluminio nel 1898, ed appare in ottime condizioni anche oggi, dopo oltre cento anni.
Bassi costi di manutenzione
A parte la pulizia periodica per motivi estetici, né l'alluminio grezzo, né quello verniciato, necessitano di particolare manutenzioni, e questo si traduce in un vantaggio economico ed ecologico notevole, vista la lunga durata dei prodotti realizzati con questo materiale.
Centinaia di finiture diverse
L'alluminio può essere anodizzato o verniciato in qualunque colore, ottenendo qualunque tipo di effetto ottico e di finitura tattile, per soddisfare tutte le esigenze decorative dei progettisti.
Questi trattamenti servono anche ad aumentare la durevolezza del materiale e la sua resistenza alla corrosione, e ne rendono la superficie più facile da pulire.
Elevato rapporto resistenza/peso
Questa proprietà unica consente agli architetti di soddisfare specifici requisiti di resa, riducendo al minimo il carico fisso della struttura di sostegno dell'edificio.
Questo rappresenta un vantaggio fondamentale per le applicazioni in coperture e pannellature. Inoltre, grazie all'intrinseca resistenza e rigidità del metallo, è possibile realizzare telai in alluminio per finestre e pareti continue molto sottili, massimizzando così la superficie vetrata e l'esposizione solare a parità di dimensioni esterne. Infine, la leggerezza di questo materiale ne rende più agevole il trasporto e la movimentazione in sito, riducendo il rischio di incidenti sul lavoro.
Elevato potere riflettente
Questa peculiare caratteristica rende l'alluminio un materiale molto efficiente per la gestione della luce.
È possibile infatti, tramite collettori di raggi solari e canali luminosi in alluminio, ridurre il consumo di energia per l'illuminazione ed il riscaldamento in inverno.
Per ridurre l'impiego di aria condizionata in estate, è inoltre possibile utilizzare dispositivi di schermatura in alluminio.
Conduttività termica
L'alluminio è un buon conduttore di calore, il che lo rende un eccellente materiale per gli scambiatori di calore utilizzati nei sistemi di ventilazione ad alta efficienza energetica o nei collettori di calore solare.
Anche se può rappresentare uno svantaggio nelle applicazioni in finestre e facciate, questo aspetto può essere superato tramite un design adeguato del profilato e grazie al taglio termico realizzato con materiali a bassa conduttività.
Materiale non combustibile
L'alluminio non brucia ed è pertanto classificato come materiale non combustibile (Euroclasse di reazione al fuoco A1).
Ciononostante, le leghe di alluminio si fondono a circa 650°C, ma senza rilasciare gas nocivi. Coperture e muri esterni di strutture industriali vengono realizzati sempre più con rivestimenti di sottili pannelli di alluminio, destinati a fondersi in caso di forte incendio, consentendo la fuoriuscita di calore e fumo e riducendo così i danni provocati dall'incendio.
Nessun rilascio di sostanze pericolose
Diversi studi hanno dimostrato che i prodotti per l'edilizia in alluminio non presentano pericoli per la salute degli occupanti o dell'ambiente esterno. In entrambi i casi, gli studi di oggi provano che le leghe utilizzate, i trattamenti superficiali (verniciatura ed anodizzazione) ed i materiali impiegati sono tutti ad effetto neutro. I prodotti per l'edilizia in alluminio non hanno impatti negativi né sulla qualità dell'aria all'interno degli edifici né su terreno, acque di superficie o sotterranee.
Sicurezza ottimale
Laddove venga richiesta grande sicurezza, è possibile utilizzare telai d'alluminio appositamente progettati e rinforzati. Poiché i vetri per questi tipi di applicazioni possono risultare pesanti, il peso totale della struttura resta gestibile grazie alla leggerezza della struttura in alluminio.
L'alluminio migliora la resa energetica degli edifici
Illuminazione naturale
Flessibilità progettuale, resistenza, durevolezza e stabilità dimensionale sono qualità importanti dei profilati di alluminio; non sorprende pertanto che questi prodotti costituiscano i componenti strutturali naturali per la realizzazione di grandi superfici vetrate quali verande, pareti continue, lucernari, pareti divisorie e grandi finestre scorrevoli. I profilati di alluminio ed il vetro costituiscono la combinazione perfetta per garantire un elevato livello di illuminazione naturale all'interno degli edifici. Ad esempio, a parità di dimensioni della finestra, l'impiego di sottili profilati a taglio termico in alluminio consente di aumentare le aree trasparenti sino al 20% rispetto ad una finestra realizzata con altri materiali.
Per stanze e sale senza finestre, i canali di luce in alluminio sono in grado di convogliare la luce naturale dal tetto sino alle stanze più scure. Aumentando l'apporto di luce naturale si aumenta il comfort degli occupanti, riducendo al contempo il bisogno di ricorrere alla luce artificiale, con un notevole contributo alla sostenibilità globale dell'edificio.
Risparmio energetico durante la stagione fredda
Nei periodi freddi è necessario ridurre il più possibile le perdite di calore, massimizzando al contempo l'accumulo termico da fonte solare. In questo caso, verrà usata una grande superficie vetrata ben isolata nella posizione più luminosa, caratterizzata da un elevato accumulo termico, proprio come avviene frequentemente negli edifici passivi ed energeticamente efficienti. Anche ampliando al massimo le aree trasparenti delle finestre attraverso l'impiego di serramenti sottili è possibile ottimizzare lo sfruttamento dei raggi solari. L'uso di scuretti/persiane in alluminio durante i periodi freddi dell'anno aiuta inoltre a ridurre la dissipazione del calore durante le ore notturne. L'utilizzo del principio delle zone cuscinetto, come avviene ad esempio nelle facciate appese, consente di ridurre ulteriormente le perdite di energia. Le lamiere di alluminio proteggono anche i materiali isolanti dal lato interno, offrendo una barriera impermeabile ad umidità, gas e luce. Inoltre riflettono il calore infrarosso all'interno dell'edificio, migliorandone l'isolamento. I sistemi costituiti da pannellature in alluminio ventilate proteggono il lato esterno degli isolanti dalla pioggia, che causa il deterioramento delle proprietà di risparmio termico di questi materiali. Inoltre, il vuoto d'aria agisce come un ulteriore elemento che trattiene il calore, riducendo la dissipazione.
I sistemi a facciate appese consentono di ridurre considerevolmente le perdite di energia.
Risparmio energetico durante la stagione calda
Nelle stagioni calde, diventa necessario ridurre al minimo l'accumulo termico, così da ottimizzare il comfort termico degli occupanti dell'edificio e ridurre il bisogno di ricorrere all'aria condizionata. Di conseguenza, nelle regioni calde, bisogna utilizzare vetri a basso accumulo termico associati a dispositivi schermanti quali scuretti o lamelle frangisole. Nelle regioni dove le temperature variano sensibilmente dalla stagione invernale a quella estiva, diviene pertanto di fondamentale importanza progettare dei sistemi schermanti in grado di ottimizzare l'accumulo solare secondo le diverse stagioni. Una facciata continua può essere progettata anche in modo da ridurre l'accumulo termico, utilizzando lo strato esterno e/o dei dispositivi schermanti installati nella cavità tra di due strati. Le coperture ventilate in alluminio riflettono parzialmente le radiazioni solari ed assicurano una ventilazione naturale, che riduce il quantitativo di calore assorbito dall'edificio durante la stagione calda.
Tenuta ermetica degli edifici
Le norme internazionali ed i regolamenti edilizi sia europei che nazionali stanno diventando sempre più severi, allo scopo di aumentare la tenuta ermetica degli edifici, minimizzando in tal modo le perdite di calore. I prodotti in alluminio sono ideali per queste applicazioni, in quanto non sono porosi e la loro stabilità meccanica garantisce le migliori prestazioni nel tempo.
Riscaldamento ad energia solare e fotovoltaica
Utilizzare l'energia solare è ovviamente un modo naturale per raggiungere l'equilibrio energetico positivo dell'involucro di un edificio. Ad esempio, l'uso di pannelli e tubi termici ad energia solare è un modo molto efficiente di produrre acqua calda per uso domestico e commerciale. Grazie alla sua conduttività termica e resistenza, l'alluminio anodizzato, se possibile in combinazione con riflettori in alluminio per concentrare i raggi solari, sembra essere la scelta migliore per catturare le radiazioni solari. Grazie alle proprietà di resistenza meccanica e di leggerezza di questo materiale, i profilati di alluminio vengono largamente impiegati nei sistemi fotovoltaici, in particolare nelle installazioni destinate alle coperture degli edifici, dove è necessario contenere il più possibile il peso. Le celle fotovoltaiche possono anche essere costruite direttamente all'interno di ampie aree vetrate quali le verande, o nei sistemi di schermatura in alluminio. I profilati di alluminio sono specificatamente progettati per accogliere in maniera facile e durevole l'elettrificazione dell'intero sistema fotovoltaico. L'alluminio è dunque un materiale chiave per lo sviluppo dei sistemi di produzione di energia solare che stanno dando un contributo significativo alla dimensione di sostenibilità degli edifici.
L'alluminio consente ristrutturazioni efficienti
L'alluminio consente di trasformare dei veri e propri “mostri energetici” in edifici ad elevata efficienza energetica. Ad esempio, il “Torenflat” (enorme condominio di appartamenti di notevole altezza) contiene 84 appartamenti disposti lungo corridoi centrali su 19 livelli residenziali. Un importante obiettivo della ristrutturazione, durante la quale le persone hanno continuato ad abitare nel palazzo, era quello di eliminare tutti i ponti termici del complesso. Questo è stato possibile racchiudendo l'intero edificio in una “camicia calda”, una leggera pelle termica composta da unità in alluminio interamente prefabbricate che sono state fissate sulla struttura già esistente. Ciascun appartamento è stato così rivestito in un solo giorno di lavoro. Rivestendo l'edificio in questo modo, è stata notevolmente migliorata la resa termica dello stabile: la classe energetica dell'edificio è infatti aumentata di tre categorie secondo il sistema di classificazione olandese. Il progetto ha unito un investimento limitato con il massimo risultato socio-economico.
Involucri architettonici intelligenti per edifici
Le facciate intelligenti che comprendono sistemi in alluminio possono ridurre il consumo energetico degli edifici sino al 50%. La caratteristica fondamentale degli edifici intelligenti è la loro interazione ottimale con l'esterno, riducendo notevolmente il bisogno di riscaldamento, raffreddamento, ventilazione ed illuminazione artificiali durante le diverse stagioni dell'anno. Tutto questo si raggiunge tramite numerose tecniche e processi, tra cui impianti fotovoltaici, meccanismi di ventilazione ottimizzati ed una appropriata gestione della luce. L'alluminio ha un ruolo fondamentale per la sostenibilità degli edifici di nuova costruzione e per la ristrutturazione di quelli esistenti. Grazie alle sue proprietà, l'alluminio contribuisce in maniera rilevante a migliorare le prestazioni energetiche, il comfort e la sicurezza degli edifici. L'alluminio ha un ruolo importante nella produzione di energia rinnovabile da fonti solari.
Demolizione e recupero del materiale degli edifici
Alla conclusione del suo lunghissimo ciclo di vita, l'elevato valore intrinseco dell'alluminio diventa un importante incentivo economico a favore del riciclo, attraverso svariati processi adatti alla natura dei rottami edili, garantendo così un ciclo “dalla culla alla culla” ed importanti benefici per l'ambiente. Pertanto, il riciclo dei prodotti d'alluminio dall'edilizia non è solo un'opzione potenziale, ma una realtà di oggi. Uno studio condotto dalla Delft University of Technology ha rivelato che l'alluminio impiegato nel settore delle costruzioni edilizie presenta un indice di recupero a fine vita molto interessante.
Gli indici di raccolta dell'alluminio, calcolati sulla base dei dati raccolti da un ampio campione di edifici ad uso commerciale e residenziale in 6 Paesi europei, hanno superato il 92% (96% di media), confermando così il valore e la conservazione del materiale alla fine del ciclo di vita dei prodotti in alluminio.
I prodotti in alluminio così raccolti vengono poi riutilizzati o riciclati.