Edifici prefabbricati ed edifici in opera: definizione, differenze e criticità sismiche

Che si tratti di un capannone industriale realizzato con elementi prefabbricati o di una costruzione in opera per fini residenziali o commerciali, ogni metodologia costruttiva presenta caratteristiche tecniche specifiche le cui vulnerabilità sono da analizzare contestualmente con anno di costruzione, eventuali interventi di ristrutturazione e zona sismica in cui sorge quello specifico sito. Comprendere le differenze tra un edificio prefabbricato e un edificio in opera è il punto di partenza per qualsiasi intervento di riqualificazione o adeguamento sismico consapevole.

Fattori da analizzare prima della riqualificazione sismica

Prima di avviare un intervento di riqualificazione sismica su un immobile aziendale o produttivo, è fondamentale condurre un’analisi preliminare approfondita che consenta di pianificare l’intervento in modo efficace e mirato.
Il primo passo è la valutazione della vulnerabilità sismica dell’edificio, affidata a un tecnico abilitato, che permette di determinare l’attuale classe di rischio sismico e il margine di miglioramento raggiungibile. Occorre poi analizzare la tipologia costruttiva della struttura, poiché ogni sistema richiede tecniche di intervento specifiche. Un altro fattore cruciale è la destinazione d’uso dell’immobile: per un’azienda, la continuità operativa durante i lavori è spesso una priorità che influenza tempi e modalità di esecuzione. Infine, non va trascurata la valutazione degli incentivi fiscali disponibili, come il Sismabonus, che può ridurre significativamente il costo dell’intervento e migliorare il ritorno sull’investimento. Affrontare questi aspetti con metodo è il punto di partenza per una riqualificazione sismica efficace e sicura.

Cemento armato prefabbricato: caratteristiche strutturali

Gli edifici prefabbricati sono costruzioni realizzate attraverso l’assemblaggio di elementi strutturali prodotti in stabilimento e successivamente trasportati e montati in cantiere. A differenza della costruzione tradizionale in opera, questo sistema produttivo garantisce tempi di realizzazione più rapidi, costi controllati e un elevato standard qualitativo dei componenti. Diffusi soprattutto nel settore industriale e produttivo, i prefabbricati in cemento armato rappresentano oggi una soluzione ampiamente adottata per capannoni, magazzini e complessi aziendali. Tuttavia, molti edifici prefabbricati realizzati prima degli anni 2008 presentano criticità dal punto di vista sismico, rendendo necessaria una valutazione strutturale approfondita.

Tipologie di elementi strutturali nei prefabbricati in cemento

Gli edifici prefabbricati in cemento armato sono composti da elementi strutturali distinti, tra cui:

Elementi verticali

• Pilastri: sono l’ossatura portante verticale dell’edificio, incastrati alla base tramite fondazioni a bicchiere o piastre;
• Pannelli di facciata: elementi di tamponamento.

Elementi orizzontali

• Travi: principali e secondarie, appoggiate sui pilastri, sorreggono la copertura;
• Tegoli e lastre di copertura: elementi che formano il piano di copertura, spesso a forma di T o doppia T;
• Solai: nei prefabbricati multistory, costituiti da lastre alveolari o predalle.

Elementi di fondazione

• Fondazioni a bicchiere; le più diffuse nei capannoni, accolgono la base del pilastro;
• Travi di fondazione: collegano i bicchieri e distribuiscono i carichi sul terreno.

Collegamenti e giunti

• Giunti di assemblaggio; punti critici dal punto di vista sismico, storicamente realizzati con semplice appoggio senza vincoli meccanici.

Proprio i collegamenti tra gli elementi rappresentano il tallone d’Achille principale dei prefabbricati più datati, dove l’assenza di vincoli meccanici può causare il distacco e il crollo delle travi in caso di sisma e dunque il collasso della struttura.

Edifici prefabbricati in cemento armato

Gli edifici prefabbricati implicano la produzione in stabilimento dei singoli elementi strutturali ed un successivo assemblaggio nell’area designata. 

Nei capannoni prefabbricati lo schema statico più diffuso è quello a struttura isostatica, caratterizzato da:

• Pilastri incastrati alla base e liberi in testa;
• Travi e tegoli semplicemente appoggiati sui pilastri, senza vincoli rigidi;
• Assenza di controventamenti orizzontali tra gli elementi.

Questo schema ha il vantaggio di essere semplice da produrre e montare, ma presenta una criticità importante: in caso di sisma, i collegamenti per semplice appoggio possono non garantire la tenuta, con il rischio concreto che travi e tegoli scivolino fuori sede e collassino. Gli schemi statici più evoluti, adottati nelle costruzioni più recenti, prevedono invece vincoli meccanici rigidi tra gli elementi, trasformando la struttura da isostatica a iperstatica, molto più performante sotto l’azione sismica.

Lo stesso vale per i pannelli di tamponamento. Pur essendo classificati come elementi secondari perché progettati con la finalità di tamponare l’edificio, hanno un rischio elevato di ribaltamento durante un sisma. Se si pensa alle dimensioni di un pannello prefabbricato, che nella norma raggiunge i 10 m di altezza per 2.5 metri di larghezza, con un peso di circa 300/350 DaN/mq si può comprendere come manufatti di tal genere possono essere pericolosi se sganciati dalla struttura principale.

Questa tipologia di stabile, nella maggior parte dei casi, ha una destinazione d’uso di carattere industriale.

Edifici in opera in cemento armato

Gli edifici realizzati in opera con la tecnologia in armatura lenta hanno generalmente una destinazione d’uso residenziale e, diversamente dagli edifici prefabbricati, le strutture realizzate in opera non comprendono degli elementi staccati l’uno dall’altro ma bensì elementi strutturali determinati da un unico getto di calcestruzzo.

Le vulnerabilità presenti in questa tipologia di edificio sono varie, tra le principali il collasso per piano soffice e l’irregolarità in pianta e in altezza. Per piano soffice si intende quando uno dei piani dell’edificio (tipicamente il piano terra, spesso adibito a garage o spazi commerciali aperti) presenta una rigidezza molto inferiore rispetto ai piani sovrastanti. In caso di terremoto, tutta la deformazione si concentra su quel piano debole, con il rischio concreto di collasso per piano soffice. L’irregolarità in pianta e in altezza generano effetti torsionali che amplificano localmente le sollecitazioni sismiche, danneggiando gli elementi più deboli. Altra vulnerabilità per questi edifici sono i tamponamenti realizzati in blocchi che, come per i pannelli degli edifici prefabbricati, in caso di crollo rappresenterebbero un pericolo alla persona ed ai beni contenuti.

Tabella comparativa: edifici Prefabbricati e edifici in Opera

Parametro	Edifici Prefabbricati	Edifici in Opera
Costi di costruzione	Generalmente inferiori del 15–25% rispetto al tradizionale (esclusi trasporti)	Maggiori per la manodopera in cantiere, ma senza costi di trasporto degli elementi
Tempi di realizzazione	Ridotti del 30–50%: il montaggio avviene in poche settimane una volta pronti gli elementi	Più lunghi: ogni fase richiede i tempi di maturazione del cls (28 giorni per la resistenza nominale)
Qualità del calcestruzzo	Elevata: produzione controllata in stabilimento, cls C32/40–C50/60	Variabile: dipende dalle condizioni di cantiere; classi tipiche C25/30–C32/40
Resistenza sismica (nodi)	Critica: i giunti fra gli elementi sono le zone più vulnerabili senza adeguati dispositivi antisismici	Migliore: la struttura monolitica garantisce continuità strutturale nei nodi trave-pilastro
Flessibilità architettonica	Limitata nelle fasi di progetto avanzate; elevata personalizzazione solo in fase iniziale	Alta: modifiche realizzabili anche in corso d’opera
Manutenzione	Ridotta: elementi prodotti con calcestruzzo ad alta durabilità	Standard: dipende dalla qualità del getto e dall’esposizione ambientale
Destinazione d’uso prevalente	Industriale, logistica, grande distribuzione	Residenziale, uffici, terziario
Impatto ambientale	Minore spreco di materiali in produzione; trasporti possono incidere nelle emissioni	Maggiore utilizzo di casseforme e spreco di materiale in cantiere

Attenuazione delle vulnerabilita’ strutturali

Dopo aver analizzato le criticità strutturali, è necessario valutare le opzioni a propria disposizione per eliminarle o, quantomeno, mitigarle.

Negli edifici prefabbricati, per evitare la perdita d’appoggio dei vari elementi, la tecnica più comunemente utilizzata è l’installazione di dispositivi antisismici con la funzione di collegare i vari elementi strutturali tra loro, Conseguentemente è necessario intervenire fissando i pannelli di tamponamento prefabbricati per scongiurarne il ribaltamento in caso di sisma, così come vi è la necessità di fissare tegoli e coppelle, prestando attenzione al comportamento globale della struttura principale.

Diverse invece sono le azioni sugli edifici in opera, perchè non esiste una soluzione universale: la scelta della tecnica dipende dalle vulnerabilità specifiche dell’edificio, dalla sua destinazione d’uso e dai vincoli architettonici presenti. Le strategie di intervento si dividono in due grandi famiglie: quelle che aumentano la resistenza della struttura e quelle che riducono la domanda sismica su di essa.
Attuando le procedure descritte, gli edifici (prefabbricati e in opera) risulteranno in sicurezza, ma, per incrementare la capacità di resistere alle azioni sismiche, è di estrema rilevanza considerare un intervento di miglioramento o di adeguamento sismico.

Normativa di riferimento per edifici Prefabbricati e in Opera

La progettazione e la verifica sia degli edifici prefabbricati che degli edifici in opera in Italia è disciplinata da un quadro normativo preciso. Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018, D.M. 17 gennaio 2018) rappresentano il riferimento principale, integrate dalla Circolare applicativa n. 7 del 21 gennaio 2019. A livello europeo, gli Eurocodici, in particolare l’Eurocodice 2 (EN 1992-1-1) per le strutture in calcestruzzo e l’Eurocodice 8 (EN 1998-1) per la progettazione in zona sismica, forniscono i criteri tecnici di base per entrambe le tipologie costruttive.

Per le strutture prefabbricate, la norma EN 13369 “Regole comuni per i prodotti prefabbricati di calcestruzzo” stabilisce i requisiti di produzione, controllo qualità e marcatura CE. Per gli interventi di riqualificazione sismica sugli edifici in opera esistenti, il riferimento normativo è il Capitolo 8 delle NTC 2018 (Costruzioni Esistenti), che definisce i livelli di intervento ammissibili, miglioramento e adeguamento sismico, e i metodi di analisi applicabili, tra cui l’analisi lineare statica, l’analisi modale e l’analisi non lineare.

La corretta applicazione di questo quadro normativo è imprescindibile sia in fase di progettazione di nuovi edifici prefabbricati in cemento armato, sia durante gli interventi di riqualificazione su edifici esistenti realizzati in opera.

Seriana S.p.A., grazie allo studio approfondito di ogni singolo edificio, progetta soluzioni su misura che non interferiscono con l’assetto architettonico esistente al fine di proteggere sia la struttura che le persone che vi lavorano o abitano all’interno.