ITTO20110597A1 - Elemento architettonico di copertura - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

"ELEMENTO ARCHITETTONICO DI COPERTURA"

La presente invenzione è relativa ad un elemento architettonico di copertura, in particolare per la realizzazione del tetto di un edificio.

Più particolarmente, l'invenzione si riferisce ad un elemento di copertura atto ad essere impiegato in uno specifico contesto ambientale e/o urbanistico, nel quale specifiche linee guida stabilite per legge impongono, ai costruttori, di rispettare predeterminati parametri estetici.

Esistono numerosi territori all'interno dei quali l'edificazione e la ristrutturazione di edifici sono sottoposte a vincoli di carattere architettonico e paesaggistico .

Al fine di assicurare che il paesaggio di una data area geografica sia adeguatamente conosciuto, tutelato e valorizzato, gli enti amministrativi nazionali e locali possono sottoporre ad una specifica normativa d'uso il territorio, approvando piani paesaggistici, ovvero piani urbanistico-territoriali con specifica considerazione dei valori paesaggistici.

Tali piani, in base alle caratteristiche naturali e storiche del territorio, individuano ambiti definiti in relazione alla tipologia, rilevanza e integrità dei valori paesaggistici. In particolare, possono definire, per ciascun ambito, specifiche prescrizioni e previsioni ordinate:

a) al mantenimento delle caratteristiche, degli elementi costitutivi e delle morfologie dei beni sottoposti a tutela, tenuto conto anche delle tipologie architettoniche, nonché delle tecniche e dei materiali costruttivi;

b) all'individuazione delle linee di sviluppo urbanistico ed edilizio compatibili con i diversi livelli di valore riconosciuti e con il principio del minor consumo del territorio, e comunque tali da non diminuire il pregio paesaggistico di ciascun ambito, con particolare attenzione alla salvaguardia dei siti inseriti nella lista del patrimonio mondiale dell'UNESCO e delle aree agricole;

c) al recupero e alla riqualificazione degli immobili e delle aree compromessi o degradati, al fine di reintegrare i valori preesistenti, nonché alla realizzazione di nuovi valori paesaggistici coerenti ed integrati;

d) all'individuazione di altri interventi di valorizzazione del paesaggio, anche in relazione ai principi dello sviluppo sostenibile.

In particolare, le zone alpine sono tipicamente caratterizzate da canoni architettonici che sono stati mantenuti sostanzialmente immutati nei secoli, sia in termini di forme e volumi, sia - soprattutto - in termini di materiali da costruzione impiegati. In tali ambiti paesaggistici, la normativa in vigore è decisamente rigida ed impone ai costruttori un allineamento praticamente assoluto con i canoni estetici consolidati nel tempo.

Di conseguenza, è avvertita sempre più spesso, nel settore, l'esigenza di fornire elementi architettonici di copertura, siano essi destinati alla costruzione di edifici nuovi o concepiti per la riqualificazione di edifici già esistenti, i quali permettano di soddisfare efficacemente determinati vincoli paesaggistici imposti dalle amministrazioni nazionali e locali.

Al tempo stesso, si avverte l'esigenza di coniugare i requisiti di carattere estetico e di rispetto dei vincoli paesaggistici con le funzionalità tecnologiche richieste.

In particolare, è da tempo sentita la necessità di introdurre, anche in aree geografiche sottoposte a vincoli paesaggistici, sistemi di produzione di energia cosiddetta alternativa o rinnovabile, al fine di perseguire un più efficace sfruttamento delle risorse del territorio, limitando al tempo stesso il più possibile l'impatto ambientale e visivo.

Sia presso le amministrazioni, sia presso la popolazione locale, l'introduzione di sistemi eolici, fotovoltaici, eccetera, è infatti spesso accolta addirittura con meno favore rispetto all'installazione dei più comuni e familiari tralicci dell'alta tensione.

Si avverte, pertanto, nel settore, l'esigenza di fornire un elemento architettonico di copertura in grado di superare, in generale, gli inconvenienti suddescritti e di soddisfare le necessità summenzionate.

In particolare, è avvertita nel settore l'esigenza di fornire un elemento architettonico di copertura atto a rispettare i vincoli paesaggistici e/o urbanistici specifici di date aree alpine favorendo, al contempo, l'introduzione di mezzi per lo sfruttamento di risorse energetiche alternative e/o rinnovabili.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un elemento architettonico di copertura il quale consenta di soddisfare in modo semplice ed economico almeno una delle suddette esigenze.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto relativa ad un elemento architettonico di copertura come definito nella rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne viene descritta nel seguito una preferita forma di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento alle figure allegate, nelle quali:

- la Figura 1 illustra schematicamente una vista in prospettiva di un elemento architettonico di copertura secondo l'invenzione;

- la Figura 2 illustra schematicamente una vista in sezione dell'elemento architettonico di Figura 1;

La Figura 3 illustra schematicamente una vista dall'alto dell'elemento architettonico delle Figure 1 e 2; e

- la Figura 4 illustra schematicamente un esempio di copertura (tetto) di un edificio realizzata in conformità con i vincoli paesaggistici in vigore in aree alpine piemontesi e valdostane a partire da elementi di copertura secondo l'invenzione.

Nelle Figure da 1 a 3 è indicato nel suo complesso con 1 un elemento architettonico di copertura.

L'elemento 1 comprende un corpo di base 2 comprendente una roccia metamorfica scistosa.

Preferibilmente, il corpo di base 2 è interamente costituito di tale roccia metamorfica scistosa.

Secondo una prima alternativa non illustrata, il corpo di base 2 comprende almeno uno strato disposto, in uso, superiormente ed affacciato verso l'esterno di un edificio del quale l'elemento 1 concorre a formare la copertura, costituito da tale roccia metamorfica scistosa.

Secondo una ulteriore alternativa non illustrata, tale strato del corpo di base 2, disposto, in uso, superiormente ed affacciato verso l'esterno, comprende polvere di tale roccia metamorfica scistosa, per esempio è formato da un conglomerato .

Più particolarmente, la facies di tale roccia è uno gneiss a regolari occhi feldspatici allungati, di dimensioni millimetriche, che vi conferiscono una struttura a tendenza occhiadina.

Preferibilmente, tale gneiss comprende feldspato (30-50%), quarzo (30-40%) e mica bianca e verdastra (10-20%). A quest'ultima cui si deve il caratteristico colore grigio-chiaro tendente al verdognolo.

La tessitura della roccia è piano-scistosa, per la presenza di sottili letti ricchi di mica bianca fengitica isoorientata, e la struttura è a tendenza poriiroblastica, anche se variabile a seconda della zona di estrazione.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, la roccia costitutiva del corpo di base 2 viene estratta da cave situate nelle Prealpi Cozie del Piemonte centro-occidentale, tra la Val Pellice e la Valle Po, nei territori dei Comuni di Luserna San Giovanni, Rorà, Bagnolo Piemonte e Barge.

L'impiego di tale roccia è molto antico e caratterizza tuttora la tipologia costruttiva degli edifici e l'arredo urbano delle aree di origine e dell'intero Piemonte, dal quale, a partire dagli anni 70 del '900, ha avuto una diffusione sia nazionale che internazionale. In particolare, tale roccia viene da sempre utilizzata per l'edificazione nelle aree alpine, per esempio di Piemonte e Valle D'Aosta.

Tipicamente, la pietra di Luserna ha densità dell'ordine di 2600 kg/m<3>e un coefficiente di dilatazione termica pari a circa 3,3·10<-6>K<-1>.

Inoltre, tale roccia presenta tipicamente valori di resistenza a trazione dell'ordine di 21÷22 MPa, resistenza a compressione nell'intervallo da 90 a 165 MPa, e una durezza Knoop dell'ordine di 4780 MPa.

In modo equivalente, il corpo di base 2 può essere realizzato a partire da una roccia avente analoghe proprietà meccaniche ed estetiche.

Per esempio, il corpo di base 2 può comprendere o essere integralmente costituito da - beola, una varietà di gneiss a grana medio fine. Più in particolare, la beola è una roccia metamorfica composta da stratificazioni di quarzo, feldspato e mica, di colore tendenzialmente grigio, proveniente dal Piemonte, dove viene estratta tradizionalmente nel Vercellese e nell'Ossola.

Il corpo di base 2 è costituito sostanzialmente da una lastra avente forma sostanzialmente quadrangolare.

Per esempio, il corpo di base 2 può avere sviluppo sostanzialmente quadrato con il lato L di lunghezza 80 cm e uno spessore S compreso tra 3 e 4 cm.

Nella fattispecie illustrata nelle Figure 1 e 3, in particolare, il corpo di base 2 è limitato da una faccia superiore, una faccia inferiore, quattro pareti laterali principale e due pareti laterali secondarie. Le quattro pareti laterali principali definiscono lo sviluppo sostanzialmente quadrangolare del corpo di base 2 stesso, le due pareti laterali secondarie essendo opposte tra loro e collegando tra loro rispettive pareti laterali principali .

Vantaggiosamente, il corpo di base 2 definisce, su una sua faccia (tipicamente la faccia superiore che sarà, in uso, esposta all'esterno dell'edificio), una sede 3 cieca atta ad alloggiare al suo interno un pannello 4 a celle fotovoltaiche .

Nella fattispecie illustrata nelle Figure 1 e 3, la sede 3 ha anch'essa pianta quadrangolare ed area inferiore a quella del corpo di base 2.

Preferibilmente, la sede 3 è ricavata nel corpo di base 2 mediante l'impiego di una fresatrice a controllo numerico.

Per esempio, il pannello 4 comprende una pluralità di celle fotovoltaiche 5 cablate in superficie con una griglia di materiale conduttore che ne canalizza gli elettroni, ciascuna singola cella essendo connessa alle altre mediante nastrini metallici, in modo da formare opportune serie e paralleli elettrici.

Ciascuna cella 5 fotovoltaica è tipicamente costituita da una lamina di materiale semiconduttore, il più diffuso dei quali è il silicio, e si presenta in genere di colore nero o blu e con dimensioni variabili dai 4 ai 6 pollici.

Tipicamente, la struttura complessiva del pannello 4 è una struttura multistrato, nella quale le celle sono comprese a sandwich tra due strati opposti di una resina tipo etilene-vinile acetato (ÈVA) e, ancora, tra uno strato inferiore in materiale plastico, per esempio polipropilene, ed uno strato superiore in vetro.

Vantaggiosamente, lo spessore complessivo del pannello 4 e, conseguentemente, lo spessore della sede cieca 3 saranno ridotti al minimo al fine di non indebolire la struttura del corpo di base 2.

Preferibilmente, il pannello 4 è interamente contenuto all'interno del volume definito dalla sede cieca 3.

Preferibilmente, il pannello 4 a celle è fissato entro la sede cieca 3 mediante una composizione 6 di fissaggio, (per esempio una resina) impermeabile ed elettricamente isolante.

Più particolarmente, tra la faccia inferiore del pannello 4 a celle e la superficie della sede cieca 3 che alla faccia inferiore del pannello 4 si affaccia, viene applicato uno strato di spessore dell'ordine di 0,5 mm di un grasso termoconduttivo (per esempio Loctite TG100® della Henkel), il quale ha una conducibilità termica dell'ordine 3,4 W/mK. Alla periferia del pannello 4 a celle, ovvero a colmare la porzione periferica di volume della sede cieca 3 non impegnata dal pannello 4 stesso, viene applicato un cordolo di sigillante siliconico tipo Terostat-MS 939® della Henkel), il quale presenta un valore di allungamento a rottura (secondo ISO 37, 200 mm/min) di circa il 250% e ritiro volumetrico (DIN 52451) inferiore al 2%.

Più preferibilmente, la composizione 6 di fissaggio ha caratteristiche cromatiche assimilabili a quelle della roccia costituente il corpo di base 2. In altre parole, la composizione di fissaggio 6 risulta, una volta in posa, alla vista, confondibile con il corpo di base 2 stesso.

Inoltre, come illustrato in Figura 2, l'elemento 1 comprende mezzi (non illustrati) per il collegamento elettrico del pannello 4 ad altri pannelli o ad altri componenti di un relativo impianto fotovoltaico (non illustrati). Più in particolare, come illustrato, il corpo di base 2 comprende preferibilmente un'apertura 7 atta ad alloggiare i mezzi di collegamento elettrico, i quali saranno collegati, ad una estremità, alle celle del pannello 5 e, all'estremità opposta (non mostrata) ad altri elementi di un impianto fotovoltaico. Comunemente, per l'uso all'interno di impianti fotovoltaici vengono selezionati cavi di connessione che presentano un'adeguata resistenza ai raggi UV ed alle temperature.

Vantaggiosamente, anche alla periferia dell'apertura 7 viene applicato un cordolo di sigillante siliconico del tutto analogo a quello utilizzato perifericamente tra pannello 4 a celle e corpo di base 2.

Tipicamente, in un impianto fotovoltaico, i singoli pannelli sono collegati tra loro in serie, e serie di pannelli sono, a loro volta, collegati in parallelo tra loro e con una pluralità di altri elementi per il funzionamento dell'impianto per la generazione di energia elettrica. In particolare, tali altri elementi possono comprendere, per esempio:

- un inverter, deputato a stabilizzare l'energia raccolta, a convertirla in corrente alternata ed, eventualmente, ad iniettarla in rete;

- quadristica di protezione e controllo, da situare in base alle normative vigenti tra 1'inverter e la rete che questo alimenta;

un regolatore di carica, deputato a stabilizzare l'energia raccolta e a gestirla all'interno del sistema; una batteria di accumulo, costituita da una o più batterie ricaricabili opportunamente connesse (serie/parallelo) deputata/e a conservare la carica elettrica fornita dai moduli in presenza di sufficiente irraggiamento solare per permetterne un utilizzo differito da parte degli apparecchi elettrici utilizzatori.

Vantaggiosamente, l'elemento architettonico 1 può essere utilizzato come componente costitutivo di un impianto fotovoltaico. Tale impianto comprenderà, tipicamente, una pluralità di elementi architettonici 1 i cui pannelli fotovoltaici 4 saranno opportunamente collegati elettricamente tra loro in serie e/o parallelo e con gli altri elementi caratteristici di un impianto fotovoltaico.

Nella Figura 3 è illustrata schematicamente una porzione di una copertura 10 (tetto) di un edificio realizzata con elementi architettonici 1.

Più particolarmente, la copertura 10 comprende una pluralità di elementi architettonici di copertura convenzionali ed almeno un elemento architettonico 1.

Preferibilmente, l'orditura degli elementi architettonici di copertura nella copertura 1 è realizzata secondo i vincoli paesaggistici in vigore nell'area di edificazione o riqualificazione, tenendo conto delle necessità di raffreddamento.

Vantaggiosamente, la disposizione dell'apertura 8 rispetto allo sviluppo del corpo di base 2 e la selezione dei mezzi di collegamento elettrico (per esempio una scatola di giunzione) sono tali da garantire un'interfaccia ottimale con il materiale roccioso e con l'orditura della copertura 10.

Da un esame delle caratteristiche dell'elemento architettonico di copertura 1 secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essi consentono di ottenere.

In particolare, l'elemento architettonico 1 secondo l'invenzione integra la funzione di supporto di un pannello fotovoltaico con i requisiti, in termini di caratteristiche strutturali ed estetiche, imposti dai vincoli paesaggistici di specifiche aree geografiche, in particolare le zone alpine e prealpine di gran parte del nord Italia.

Di conseguenza, l'elemento architettonico di copertura 1 consente vantaggiosamente l'introduzione dello sfruttamento di una importante risorsa energetica alternativa in un contesto territoriale nel quale i vincoli paesaggistici vigenti ostacolerebbero l'installazione di impianti fotovoltaici di tipo convenzionale.

Risulta, infine, chiaro che al sistema descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni indipendenti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Elemento architettonico di copertura (1) comprendente un corpo di base (2) comprendente una roccia metamorfica scistosa; caratterizzato dal fatto di comprendere: un pannello (4) a celle fotovoltaiche, il detto corpo di base (2) definendo su una sua faccia una sede (3) cieca atta ad alloggiare il detto pannello (4); e mezzi per il collegamento elettrico di detto pannello (4) ad altri componenti di un relativo impianto fotovoltaico. 2.- Elemento secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo di base è fatto di detta roccia metamorfica scistosa, la detta roccia essendo uno gneiss a occhi feldspatici allungati regolari. 3.- Elemento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il detto pannello (4) è interamente contenuto all'interno del volume definito dalla sede cieca 3. 4.- Elemento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto pannello (4) è fissato a detto corpo di base (2) mediante una composizione di fissaggio (6) impermeabile, elettricamente isolante, ed avente conducibilità termica compresa tra 1 e 5 W/mK. 5.- Elemento secondo la rivendicazione 4, in cui detta composizione di fissaggio (6) ha caratteristiche cromatiche assimilabili a quelle della roccia costituente il detto corpo di base (2). 6.- Elemento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, il detto corpo di base comprendendo un'apertura 7 atta ad alloggiare i detti mezzi per il collegamento elettrico. 7.- Copertura di un edificio comprendente una pluralità di elementi architettonici di copertura, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti elementi è un elemento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6. 8.- Impianto fotovoltaico comprendente almeno un elemento architettonico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.