Pignatta da solaio: tipologie, vantaggi e svantaggi #adessonews

Scopri come le pignatte da solaio ottimizzano il peso, migliorano l’isolamento termico, le prestazioni strutturali e acustiche

Le pignatte sono elementi vuoti, generalmente parallelepipedi, che vengono collocati tra i travetti prefabbricati o gettati in opera nei solai misti.

La funzione primaria delle pignatte è quella di ridurre il peso del solaio, eliminando volume di calcestruzzo dove non è necessario ai fini strutturali, creando così dei vuoti che migliorano l’efficienza della struttura.

Pignatta da solaio: cos’è

La pignatta da solaio è un componente edilizio utilizzato nei solai misti, una tipologia di struttura portante impiegata soprattutto nelle costruzioni in cemento armato. Sono elementi modulari cavi in laterizio o in materiali sintetici che, associati a travetti prefabbricati o gettati in opera, costituiscono la struttura principale del solaio.

La pignatta svolge il ruolo di cassaforma a perdere, necessario alla formazione dei travetti. Viene in gergo descritto come elemento tecnico per l’alleggerimento dei solai, va però precisato che la sua presenza è funzionale alla realizzazione del solaio stesso senza la quale non potrebbero formarsi i travetti in opera o prefabbricati.

Dimensioni pignatte

La grandezza di una pignatta da solaio varia a secondo del tipo di solaio stesso, in commercio ne troviamo tante tipologie. Quelle più usate hanno le seguenti dimensioni [cm] (min÷max):

• larghezza B (38÷45)
• altezza H (12÷28)
• profondità L (25 – 30)

Una pignatta standard ha dimensioni 20 x 25 x 40.

Pignatta 20 x 25 x 40

Le dimensioni della pignatta influenzano direttamente le prestazioni del solaio, tra cui la rigidezza, la resistenza ai carichi, l’isolamento termico e acustico e la velocità di posa. In generale, dimensioni maggiori offrono una migliore distribuzione dei carichi e una maggiore capacità portante, ma comportano anche un aumento del volume di calcestruzzo richiesto, incrementando il peso e i costi del solaio. Nello specifico:

• rigidezza e comportamento a flessione: un’altezza maggiore delle pignatte aumenta lo spessore totale del solaio, incrementandone la rigidezza e migliorando il comportamento a flessione. Tuttavia, per mantenere un equilibrio tra peso e prestazioni, è necessario calibrare attentamente l’altezza in funzione delle esigenze progettuali;
• isolamento termico e acustico: le dimensioni delle pignatte, specialmente in altezza, influenzano anche le prestazioni di isolamento. Un’altezza maggiore aumenta lo spessore della cavità d’aria, migliorando l’isolamento termico, mentre una distribuzione più densa di pignatte più strette o con pareti più spesse può migliorare l’isolamento acustico, poiché le pareti più spesse assorbono meglio le onde sonore;
• ottimizzazione dei materiali: le dimensioni della pignatta, in particolare l’altezza, devono essere ottimizzate in relazione alla quantità di calcestruzzo necessaria per la soletta e i travetti. Pignatte più alte possono richiedere una quantità maggiore di calcestruzzo, aumentando i costi e il peso strutturale, ma consentono anche di ottenere solai con prestazioni migliori in termini di carichi accidentali e deformabilità.

Lunghezza della pignatta

La lunghezza della pignatta è una variabile che si adatta principalmente alla modularità del solaio e alla distanza tra i travetti portanti. Le dimensioni più comuni permettono una corretta distribuzione dei carichi tra i travetti prefabbricati, che solitamente hanno interassi standard di 50 cm. Le pignatte più lunghe possono contribuire a una riduzione del numero complessivo di giunti e raccordi nel solaio, riducendo i ponti termici e le discontinuità strutturali.

Larghezza della pignatta

La larghezza della pignatta è definita in base alla necessità di mantenere un adeguato spessore dei travetti in calcestruzzo o acciaio che la affiancano. Una larghezza inferiore aumenta la quantità di travetti necessari per coprire una determinata superficie di solaio, mentre larghezze maggiori consentono di ridurre il numero di travetti, incrementando l’efficienza costruttiva. Tuttavia, larghezze troppo elevate possono compromettere l’efficacia della distribuzione dei carichi e ridurre la capacità della struttura di assorbire deformazioni indotte da carichi accidentali o movimenti sismici.

Altezza della pignatta

L’altezza della pignatta è una dimensione critica poiché influenza direttamente lo spessore totale del solaio e, di conseguenza, la sua resistenza strutturale e le prestazioni di isolamento termico e acustico. Un’altezza maggiore permette di aumentare lo spessore complessivo del solaio, incrementando la sua rigidezza e la capacità di resistere a carichi flettenti. Solai con pignatte più alte sono tipicamente utilizzati per ambienti con luci maggiori o dove è necessario sostenere carichi elevati. Tuttavia, un aumento dell’altezza della pignatta comporta anche un aumento del volume di calcestruzzo necessario per il getto della soletta superiore e dei travetti, aumentando il peso complessivo del solaio.

Spessori delle pareti

Le pignatte, soprattutto quelle in laterizio, presentano una struttura cava con pareti di spessore variabile. Lo spessore delle pareti interne ed esterne è determinante per garantire sia la resistenza meccanica della pignatta stessa durante la fase di costruzione sia le proprietà di isolamento termico e acustico. Solitamente, lo spessore delle pareti varia tra 1 e 2 cm per le pignatte in laterizio. Nel caso delle pignatte in materiali plastici o EPS, le pareti possono essere anche più sottili, grazie alla leggerezza e alla flessibilità del materiale.

Pignatte solaio: le funzioni principali

Le pignatte all’interno di un solaio ricoprono diverse funzioni fondamentali che vanno oltre il semplice alleggerimento della struttura. Ogni funzione deve essere analizzata in relazione ai requisiti strutturali, termici e acustici del solaio, poiché contribuisce a definire le prestazioni globali del sistema.

Alleggerimento della struttura

L’alleggerimento della struttura rappresenta la funzione principale delle pignatte. Tale riduzione del peso proprio (peso morto) del solaio è cruciale per la progettazione di edifici multipiano, dove il peso delle strutture superiori si accumula sugli elementi portanti inferiori (travi, pilastri e fondazioni).

In un solaio pieno, la massa è interamente costituita da calcestruzzo, che ha una densità di circa 2400 kg/m³. L’inserimento delle pignatte consente di sostituire una parte del volume di calcestruzzo con cavità vuote, o con materiali più leggeri, ottenendo una riduzione complessiva del peso fino al 30-50%. Il peso proprio del solaio influisce direttamente sulle sollecitazioni cui sono soggetti i pilastri e le travi. Una riduzione del peso consente di diminuire i momenti flettenti e i tagli agenti sulle travi e ridurre la compressione nei pilastri, migliorando così il comportamento sismico dell’edificio.

La riduzione della massa permette di alleggerire l’intera struttura portante senza compromettere la rigidezza e la capacità portante. Questo consente di ottimizzare la sezione resistente dei travetti, mantenendo elevata la resistenza a flessione e taglio grazie alla geometria nervata del solaio. La riduzione del peso globale riduce il carico trasmesso alle fondazioni, riducendo anche i cedimenti differenziali e gli effetti sismici sull’edificio. La massa minore comporta una minore sollecitazione sismica durante un terremoto, poiché le forze sismiche sono direttamente proporzionali alla massa.

Isolamento termico

Le pignatte, specialmente quelle realizzate in laterizio o in materiali sintetici, offrono proprietà isolanti che migliorano le prestazioni energetiche e acustiche del solaio. Questo è un aspetto molto importante specialmente in edifici residenziali, commerciali e industriali, dove comfort abitativo e risparmio energetico sono obiettivi primari.

Il laterizio è un materiale poroso che possiede una conducibilità termica relativamente bassa (λ ≈ 0,30-0,40 W/m·K). Le pignatte in laterizio, grazie alla loro struttura cava, formano uno strato d’aria all’interno del solaio, creando una barriera termica. Questo riduce il flusso di calore attraverso il solaio, migliorando l’efficienza energetica dell’edificio. I materiali plastici come il polistirene espanso (EPS) o il polipropilene (PP) hanno conducibilità termiche ancora più basse (λ ≈ 0,035-0,045 W/m·K), offrendo un isolamento termico superiore rispetto al laterizio. Inoltre, la loro leggerezza consente di aumentare lo spessore della pignatta senza incrementare significativamente il peso del solaio, migliorando ulteriormente le prestazioni termiche.

La presenza delle pignatte può contribuire a ridurre la trasmittanza termica del solaio, rendendolo più efficiente in termini di isolamento. Questo aspetto è particolarmente importante per conformarsi alle normative sul risparmio energetico, come il D.Lgs. 192/2005 e il Decreto 26.6.2015 in Italia, che impongono limiti stringenti per gli edifici nuovi o ristrutturati.

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Isolamento acustico

Le pignatte, in particolare quelle in laterizio, offrono un’attenuazione del rumore da calpestio, grazie alla loro struttura porosa e alla capacità di assorbire le vibrazioni. I solai a pignatte possono essere integrati con strati fonoassorbenti per migliorare ulteriormente la performance acustica.

Il comportamento del solaio a pignatte nei confronti dei rumori aerei (come le voci o i suoni provenienti da altre stanze) dipende dallo spessore complessivo del solaio e dal materiale della pignatta. Il laterizio, grazie alla sua massa, offre una buona attenuazione dei rumori aerei. L’aggiunta di materiali sintetici ad alta densità o di strati insonorizzanti può ulteriormente migliorare le prestazioni.

Alloggiamento degli impianti

Una funzione meno visibile, ma altrettanto importante delle pignatte, è la possibilità di sfruttare i vuoti interni per il passaggio di impianti elettrici, idraulici o di ventilazione, soprattutto nei solai con travetti prefabbricati.

Le cavità interne delle pignatte possono essere utilizzate per il passaggio di tubi e cavi, evitando di dover eseguire fori o scassi successivi nella struttura. Questo è particolarmente vantaggioso nei solai prefabbricati, dove la struttura è già predefinita. Il corretto posizionamento degli impianti è cruciale per non compromettere l’integrità strutturale del solaio. La distribuzione degli impianti deve essere studiata attentamente durante la fase di progettazione, in modo da non interferire con le armature principali dei travetti e del calcestruzzo di completamento.

Quando si utilizza la cavità delle pignatte per il passaggio degli impianti, è importante considerare la sicurezza antincendio. I materiali utilizzati per le tubazioni o i cavi devono essere ignifughi o adeguatamente protetti, specialmente nelle pignatte in plastica che potrebbero cedere in caso di alte temperature.

Miglioramento dell’economia strutturale

L’utilizzo delle pignatte non si limita all’alleggerimento del solaio, ma ha anche un impatto significativo sull’economia generale della struttura, contribuendo a una progettazione più efficiente in termini di costi e materiali.

Grazie alle pignatte, il volume di calcestruzzo utilizzato per realizzare il solaio è ridotto significativamente, con un risparmio di materiale che può arrivare fino al 40% rispetto a un solaio pieno. Questo si traduce in un risparmio economico importante, soprattutto in progetti di grandi dimensioni. Nei solai a pignatte, l’armatura metallica è concentrata nei travetti e nella soletta di completamento, ottimizzando così l’uso dell’acciaio. Le pignatte non necessitano di armature aggiuntive, riducendo il peso e il costo dell’acciaio utilizzato nel progetto.

Le pignatte prefabbricate, specie quelle in plastica o EPS, sono leggere e facili da maneggiare, contraendo i tempi di posa in opera. Questo migliora la produttività del cantiere, con un impatto diretto sui costi di manodopera e di noleggio delle attrezzature. Le pignatte in laterizio hanno una lunga durata e richiedono una manutenzione minima. Quelle in materiale plastico, sebbene più leggere, devono essere scelte con attenzione per garantire una durabilità sufficiente, specialmente in ambienti aggressivi o esposti a cicli termici significativi.

Solaio travetti e pignatte

Il solaio costituito da travetti e pignatte è costituito da travetti prefabbricati in calcestruzzo armato o precompresso, disposti a interasse regolare, tra i quali vengono inserite le pignatte.

I travetti agiscono come nervature portanti che trasferiscono i carichi al resto della struttura, mentre le pignatte, grazie alla loro leggerezza e alla forma cava, riducono l’uso di calcestruzzo mantenendo lo spessore del solaio e migliorando le prestazioni termiche e acustiche. Il sistema viene completato con il getto di una soletta in calcestruzzo che, una volta indurita, rende il solaio un elemento monolitico capace di distribuire i carichi e resistere a sollecitazioni di flessione. Questo tipo di solaio è apprezzato per la sua versatilità, poiché le dimensioni di travetti e pignatte possono essere modulate in funzione delle esigenze progettuali, offrendo soluzioni efficienti sia dal punto di vista statico che economico.

Pignatta edilizia: le tipologie

Le due tipologie principali di pignatte sono quelle in laterizio e quelle in materiali plastici o sintetici, ciascuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi a seconda del contesto applicativo. La scelta della tipologia di pignatta deve essere attentamente ponderata in funzione delle prestazioni strutturali, delle caratteristiche di isolamento termico e acustico, dei requisiti di resistenza al fuoco, e delle condizioni sismiche del sito di costruzione.

Pignatta in laterizio

Il laterizio è storicamente il materiale più utilizzato per la realizzazione delle pignatte, grazie alle sue proprietà meccaniche e alle caratteristiche termiche favorevoli. Le pignatte in laterizio sono realizzate attraverso un processo di formatura e cottura dell’argilla a temperature elevate (superiori ai 900°C), che conferisce al materiale una notevole resistenza e durabilità.

Le pignatte in laterizio sono generalmente parallelepipedi cavi, con cavità longitudinali interne disposte in modo da ridurre il peso del componente senza comprometterne la capacità di sostenere i carichi durante la fase di costruzione. Le dimensioni standardizzate possono variare in funzione delle esigenze progettuali, ma solitamente oscillano tra 40 e 50 cm di lunghezza, 15 e 25 cm di larghezza e da 10 a 25 cm di altezza. Nonostante non siano elementi direttamente portanti, le pignatte in laterizio devono comunque essere in grado di sopportare i carichi temporanei durante la fase di costruzione, soprattutto il peso del calcestruzzo fresco e dei carichi accidentali (es. operai, attrezzature). Le resistenze tipiche del laterizio cotto sono comprese tra 15 e 30 MPa, valori sufficienti a garantire l’integrità delle pignatte nelle normali condizioni di utilizzo.

Il laterizio è un materiale poroso, che intrappola aria al suo interno. Questa caratteristica, unita alla struttura cava delle pignatte, permette un buon isolamento termico, con valori di conducibilità termica relativamente bassi (λ ≈ 0,30-0,40 W/m·K). Questo rende le pignatte in laterizio adatte a contesti in cui è richiesta una buona efficienza energetica. È, inoltre, un materiale incombustibile, con ottime prestazioni in caso di incendio. Il comportamento al fuoco delle pignatte in laterizio è classificato come Classe A1 (non combustibile), e offre una resistenza molto elevata a temperature estreme, il che le rende particolarmente adatte per edifici che richiedono una protezione antincendio elevata, come ospedali o edifici pubblici.

Vantaggi e svantaggi

Le pignatte in laterizio presentano diversi vantaggi che le rendono una scelta popolare nel campo delle costruzioni. Uno dei loro principali punti di forza è la durabilità. Questo materiale, essendo resistente agli agenti atmosferici e chimici, garantisce una lunga vita utile e ridotte necessità di manutenzione. Inoltre, le pignatte in laterizio offrono un buon isolamento termico grazie alla porosità del materiale e alla presenza delle cavità interne, che contribuiscono a trattenere l’aria e ridurre il trasferimento di calore. Anche la resistenza al fuoco rappresenta un grande vantaggio: essendo incombustibile, il laterizio offre una protezione eccellente contro gli incendi, rendendolo una scelta ideale per edifici che necessitano di elevati standard di sicurezza antincendio.

Tuttavia, questi vantaggi sono accompagnati da alcuni svantaggi. Il primo è il peso: le pignatte in laterizio sono significativamente più pesanti rispetto alle alternative in materiali sintetici, il che può comportare un aumento dei carichi strutturali. Questo aspetto deve essere considerato attentamente, soprattutto in contesti dove è fondamentale ridurre il peso complessivo dell’edificio, come nelle zone sismiche. Un altro svantaggio è la relativa fragilità del laterizio, che, pur essendo resistente a compressione, può risultare fragile e soggetto a rotture durante il trasporto e la posa in opera. Questo aumenta la possibilità di danni durante le fasi di cantiere e richiede una maggiore attenzione nella manipolazione.

Pignatta in materiali plastici o sintetici

Le pignatte in materiali sintetici, come il polistirene espanso (EPS), il polipropilene (PP) o il polietilene (PE), rappresentano un’alternativa più recente rispetto alle pignatte in laterizio. Questi materiali sono stati introdotti per ridurre ulteriormente il peso del solaio e migliorare le prestazioni termoacustiche.

La principale caratteristica delle pignatte in materiali plastici è la loro estrema leggerezza, che può ridurre il peso complessivo del solaio fino al 50% rispetto alle pignatte in laterizio. Questo consente di realizzare strutture più snelle, riducendo i carichi permanenti sulle travi, sui pilastri e sulle fondazioni. Queste pignatte hanno una conducibilità termica molto bassa (λ ≈ 0,035-0,045 W/m·K), migliorando significativamente l’isolamento termico del solaio. L’EPS, in particolare, è un eccellente isolante termico e può contribuire in modo sostanziale alla riduzione dei consumi energetici dell’edificio.

Sebbene le pignatte in materiali plastici siano più leggere, la loro resistenza meccanica è generalmente inferiore rispetto a quelle in laterizio. Pertanto, devono essere progettate con cura per evitare deformazioni o schiacciamenti durante la fase di posa e il getto del calcestruzzo. La resistenza può essere potenziata utilizzando nervature o rinforzi interni, soprattutto nei casi in cui sono soggette a carichi significativi durante la costruzione.

Esse presentano generalmente una resistenza al fuoco inferiore rispetto a quelle in laterizio. Tuttavia, esistono versioni di pignatte in EPS o PP trattate con additivi ignifughi, che migliorano il comportamento al fuoco, pur rimanendo inferiori alle prestazioni del laterizio. In contesti in cui è richiesto un elevato livello di protezione antincendio, come in edifici pubblici o scolastici, è fondamentale verificare che le pignatte soddisfino le normative locali sulla resistenza al fuoco.

Vantaggi e svantaggi

Le pignatte realizzate in materiali plastici o sintetici, come il polistirene espanso (EPS) o il polipropilene (PP), offrono una serie di vantaggi che le rendono sempre più popolari. La leggerezza è senza dubbio il loro principale punto di forza: queste pignatte possono ridurre il peso del solaio fino al 50% rispetto a quelle in laterizio. Questa caratteristica non solo facilita il trasporto e la posa in opera, ma riduce anche i carichi permanenti sulle strutture portanti, migliorando la resistenza sismica dell’edificio. Un altro vantaggio importante è la facilità di installazione: essendo leggere e modulari, le pignatte in plastica si posano rapidamente, con un conseguente abbattimento dei costi di manodopera e dei tempi di costruzione. Inoltre, offrono un eccellente isolamento termico, grazie alla bassissima conducibilità dei materiali sintetici, contribuendo significativamente al miglioramento dell’efficienza energetica dell’edificio.

Tuttavia, anche queste pignatte hanno dei limiti. Il primo riguarda la loro resistenza meccanica, inferiore rispetto al laterizio. Questo aspetto richiede un’attenzione particolare nella progettazione e durante la posa, per evitare deformazioni o danni sotto i carichi di costruzione. Un altro svantaggio è la resistenza al fuoco: i materiali plastici, anche se trattati con additivi ignifughi, non raggiungono le prestazioni antincendio delle pignatte in laterizio. Questo può essere un limite per l’utilizzo in contesti dove la sicurezza antincendio è un aspetto prioritario. Infine, vi è una questione legata alla durabilità: nonostante la resistenza chimica dei materiali plastici, l’esposizione prolungata a condizioni ambientali avverse, come i raggi UV o le variazioni termiche, può compromettere le loro proprietà nel tempo, richiedendo verifiche specifiche per garantirne la lunga durata.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/pignatta-da-solaio/