Che cos’è lo steel frame? Steel frame, steel framing e light steel frame: definizione e differenze

Lo steel frame, noto anche come steel framing, è un sistema costruttivo basato su una struttura portante in acciaio.

Spesso i termini steel frame e light steel frame o light steel framing vengono usati in modo intercambiabile, ma ci sono delle differenze che si evidenziano anche nel nome. Il light steel frame/framing (LSF) utilizza profili in acciaio leggero formati a freddo, più sottili e leggeri rispetto all'acciaio tradizionale. Questi profili sono spesso zincati per prevenire la corrosione e vengono assemblati a secco, rendendo il processo di costruzione più rapido e pulito.

Il light steel framing è particolarmente adatto per la realizzazione di edifici residenziali o commerciali a più piani e per progetti che richiedono una costruzione veloce ed efficiente.

Queste sono le principali caratteristiche che contraddistinguono light steel framing o steel framing:

• peso ridotto: le strutture in light steel frame sono più leggere; il trasporto e l'installazione sono facilitate.

• minore impatto sulle fondazioni: grazie alla leggerezza, il carico sulla struttura portante è inferiore rispetto a un edificio in acciaio tradizionale.

• adattabilità a edifici di piccole e medie dimensioni: il sistema è ideale per case prefabbricate e costruzioni modulari.

Il mercato dello steel framing

Il mercato globale delle strutture in acciaio è stato valutato a 36,05 miliardi di dollari nel 2022 e si prevede un'espansione con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 6,1% dal 2023 al 2030*. Questa crescita è attribuita all'aumento della domanda sia nei paesi sviluppati che in quelli emergenti.

Paesi in rapida urbanizzazione, come quelli dell'Asia-Pacifico e dell'America Latina, stanno registrando una crescente domanda di strutture in acciaio, trainata dallo sviluppo infrastrutturale e dalla necessità di costruzioni rapide ed efficienti.

*Fonte: https://www.infinitivedataexpert.com/it/industry-report/light-gauge-steel-framing-market

La prefabbricazione nello steel frame

Uno dei principali vantaggi dello steel frame è la possibilità di prefabbricare gran parte della struttura in stabilimento, riducendo tempi e costi di costruzione in cantiere. Il processo di prefabbricazione dello steel frame prevede la produzione e il taglio di profili in acciaio zincato con macchinari a controllo numerico, garantendo precisione millimetrica e riducendo gli scarti di materiale.

Industrializzare i processi e le soluzioni costruttive è il principio alla base dell’edilizia off site, perché parte del lavoro si svolge in fabbrica, accorciando i tempi di lavorazione e montaggio in cantiere.

Prefabbricazione case in legno e case in acciaio

Tra gli elementi che accomunano le tecniche costruttive in legno e in acciaio, non c’è soltanto la prefabbricazione, ma anche il fatto che il frame (la “cornice”) non arriva in cantiere vuota. Nel timber frame, ma anche nei cantieri in cui si usa il legno massiccio, in cantiere arrivano molto spesso dei moduli prefabbricati con pareti predisposte per l’allaccio degli impianti, con membrane adesive già incollate o aggraffate per l’impermeabilizzazione delle pareti.

Nello steel frame, i pannelli strutturali prefabbricati sono composti da un'intelaiatura in acciaio leggero zincato, realizzata con profili che vengono assemblati per formare pareti portanti, solai e coperture. A seconda del progetto, i pannelli possono essere lasciati nudi (solo struttura portante in acciaio) o essere già predisposti con strati aggiuntivi, come:

• isolanti termici e acustici (lana di roccia, poliuretano, EPS)

• rivestimenti interni ed esterni (cartongesso, fibrogesso, pannelli in legno o cemento fibrorinforzato)

• barriere al vapore e membrane impermeabilizzanti

La prefabbricazione modulare consente di ridurre i tempi di montaggio in cantiere e di migliorare le prestazioni termoacustiche della struttura (uno dei punti deboli dell’intelaiatura in acciaio), aumentando l'efficienza complessiva della costruzione.

Pro e contro delle case in acciaio

Nonostante i numerosi vantaggi, lo steel frame presenta alcune criticità che devono essere valutate prima di adottarlo come soluzione costruttiva.

Vantaggi case in acciaio

• Rapidità di costruzione grazie alla prefabbricazione

• Resistenza a terremoti e incendi

• Strutture leggere e versatili

Difetti case in acciaio

• Fanno da ponte termico. L'acciaio, infatti, è un ottimo conduttore di calore e, senza un adeguato isolamento termico, le strutture in steel frame risultano meno efficienti dal punto di vista energetico rispetto ad altri materiali.

• Acustica: rispetto al legno, le strutture in acciaio trasmettono più facilmente le vibrazioni, richiedendo soluzioni specifiche per migliorare l'isolamento acustico.

• Corrosione e manutenzione: sebbene l'acciaio zincato offra una buona protezione contro la ruggine, in ambienti particolarmente umidi o salini, la corrosione può diventare un problema nel lungo periodo.

• Costo iniziale elevato: rispetto al legno o alla muratura, il costo iniziale dello steel frame può essere più elevato, sebbene i minori costi di manutenzione possano compensarlo nel tempo.

• Mancanza di manodopera specializzata: in alcune aree (soprattutto quelle in via di sviluppo), i costruttori potrebbero non essere ancora completamente formati per lavorare con le strutture in steel frame, aumentando il rischio di errori di montaggio.

Timber frame vs light steel frame

Timber frame

• Peso: leggero

• Resistenza al fuoco: mediocre

• Resistenza ai sismi: alta

• Isolamento termico: eccellente

• Impatto ambientale: basso

• Durata nel tempo: media

• Tempo di costruzione: veloce

Light Steel Frame

• Peso: medio

• Resistenza al fuoco: alta

• Resistenza ai sismi: alta

• Isolamento termico: scarso

• Impatto ambientale: basso

• Durata nel tempo: alta

• Tempo di costruzione: molto veloce

Legno vs acciaio

Legno

• Sostenibilità: Materiale naturale e rinnovabile, ma richiede gestione forestale responsabile.

• Resistenza strutturale: Buona resistenza, ma può subire deformazioni nel tempo.

• Durata nel tempo: Sensibile a umidità, muffe e parassiti; necessita di trattamenti protettivi.

• Peso e trasportabilità: Leggero e facile da trasportare e lavorare in cantiere.

• Isolamento termico: Elevate capacità isolanti naturali.

• Isolamento acustico: Buona capacità di assorbire rumori anche se sono previste soluzioni specifiche per la propagazione sonora.

• Resistenza al fuoco: Può bruciare, ma con una combustione prevedibile (sezioni grandi resistono a lungo).

• Velocità di costruzione: Montaggio rapido grazie a prefabbricazione e facilità di lavorazione.

• Costi di costruzione: Generalmente più economico, ma dipende dalla qualità del legno e dai trattamenti necessari.

• Adattabilità e design: Ottima per edifici tradizionali e bioedilizia.

Acciaio

• Sostenibilità: Acciaio riciclabile al 100%, ma con un processo di produzione ad alta intensità energetica.

• Resistenza strutturale: Elevata resistenza, stabilità dimensionale e durabilità.

• Durata nel tempo: Non marcisce e ha una lunga durata con poca manutenzione.

• Peso e trasportabilità: Paragonabile al legno e comunque leggero rispetto a cemento e muratura.

• Isolamento termico: Necessita di materiali isolanti aggiuntivi per evitare dispersione termica.

• Isolamento acustico: Può richiedere soluzioni specifiche per ridurre la propagazione sonora.

• Resistenza al fuoco: Non brucia, ma a temperature elevate può perdere resistenza strutturale.

• Velocità di costruzione: Montaggio rapido grazie alla prefabbricazione e alla modularità degli elementi.

• Costi di costruzione: Costi iniziali leggermente superiori, ma minori spese di manutenzione nel lungo periodo.

• Adattabilità e design: Maggiore libertà progettuale grazie alla resistenza strutturale dell’acciaio.

In un’ottica migliorativa e prevedendo che l’edilizia ibrida possa confermarsi nel prossimo futuro come uno tra i metodi costruttivi più diffusi, legno e acciaio andrebbero combinati per ottenere edifici più performanti. Le case in legno e acciaio sfruttano la resistenza dell'acciaio e le proprietà isolanti del legno, garantendo un'elevata efficienza energetica e una costruzione più sostenibile. In particolare, le strutture in acciaio prefabbricate integrate con elementi in legno migliorano il comfort abitativo e riducono i ponti termici.

I prodotti nati per proteggere le strutture in legno si prestano anche al mantenimento delle strutture in acciaio, soprattutto le membrane autoadesive e i nastri per la tenuta all’aria e all’impermeabilizzazione e le lamine fonoisolanti.

In quale altro campo viene usato lo steel frame?

Lo steel framing è una soluzione sempre più adottata anche nei settori delle facciate ventilate, dell’overcladding e del recladding, dove leggerezza, resistenza e velocità di installazione sono fondamentali.

L’impiego di rivestimenti in acciaio e alluminio per facciate, abbinati a sistemi di fissaggio avanzati e soluzioni per la tenuta all’aria, al vento e impermeabilizzanti, contribuisce a migliorare le prestazioni termiche e acustiche delle strutture in steel frame.

La sicurezza di questi edifici passa anche attraverso soluzioni specifiche per la manutenzione delle facciate, come dispositivi anticaduta che facilitano le operazioni di pulizia e ispezione.

Un altro aspetto critico è la prevenzione del rischio incendi: l’effetto camino, tipico delle facciate ventilate, può essere contrastato con l’impiego di membrane antifuoco e sistemi di compartimentazione che limitano la propagazione delle fiamme. Grazie a queste tecnologie, è possibile realizzare involucri edilizi sicuri, performanti e conformi alle normative più recenti.

Soluzioni per proteggere le strutture in acciaio

Lo steel frame si sta affermando come una tecnologia costruttiva versatile ed efficiente, trovando applicazione nella realizzazione di edifici ex novo, ma anche nel recladding e nelle facciate ventilate. Grazie alla prefabbricazione, alla rapidità di montaggio e alla resistenza strutturale, rappresenta una soluzione strategica per i professionisti del mercato edilizio.

Come ogni sistema costruttivo, lo steel framing ha i suoi punti deboli che possono essere migliorati integrando prodotti e tecnologie capaci di portare gli edifici alla durabilità nel tempo, all’efficienza energetica, alla sicurezza contro il fuoco come membrane antifuoco, rivestimenti avanzati e dispositivi per la sicurezza delle facciate.

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