Resistenza strutturale: telaio in acciaio rispetto ad altri materiali
Capacità di sopportare carichi e sollecitazioni industriali nei sistemi di magazzini prefabbricati in acciaio
Per quanto riguarda la gestione del peso e l'ottimizzazione dello spazio all'interno di un magazzino, i sistemi di struttura in acciaio sono superiori ai materiali più datati. Secondo studi FEMA del 2023, l'acciaio supera il calcestruzzo armato nel rapporto peso-resistenza di circa 5 ipfm. Le costruzioni in acciaio consentono luci prive di pilastri superiori a 300 piedi, aumentando lo spazio disponibile per i responsabili dei magazzini. Inoltre, le costruzioni in acciaio presentano circa il 40% in meno di punti critici soggetti a sollecitazioni e a guasti legati al traffico. Nelle costruzioni in acciaio, uno dei fattori più importanti è il comportamento dell'acciaio durante un evento sismico. La resistenza a snervamento dell'acciaio si attesta tipicamente tra 50 e 65 ksi; pertanto, le costruzioni in acciaio sono meno soggette al crollo in caso di evento sismico, a differenza di quelle in legno o in mattoni. Secondo la NCSEA, i materiali tradizionali si flettono pericolosamente a circa il 30% del carico per cui sono stati progettati. Questa differenza fondamentale giustifica l’impiego di costruzioni in acciaio nelle zone a rischio sismico e da terremoto.
Analisi comparativa della resilienza dell'acciaio zincato, del calcestruzzo armato, del legno e della muratura nel contesto dei magazzini
La durata di un magazzino dipende dalla scelta del materiale in relazione alle tre metriche di resilienza indicate di seguito.
A differenza del calcestruzzo, che è soggetto alla corrosione indotta da cloruri, il legno, pur non essendo soggetto a corrosione, presenta una vulnerabilità all’umidità, al marciume e ai danni causati da parassiti, richiedendo pertanto un numero di ispezioni strutturali pari a tre volte quello previsto per i magazzini con struttura in acciaio, conformemente alle linee guida per la manutenzione ISO 15686.
Resilienza ambientale e nei confronti dei rischi delle moderne strutture prefabbricate per magazzini
I magazzini in acciaio costruiti in loco offrono un’eccellente protezione strutturale e funzionalità in qualsiasi ambiente grazie al loro eccellente progetto ingegneristico.
Un magazzino in acciaio prefabbricato in cantiere con costruzione realizzata fuori sede può essere progettato per offrire protezione contro la corrosione causata dai cicli termici e per garantire l'impermeabilizzazione in ambienti ad alta umidità. La struttura portante in acciaio zincato del magazzino resiste ai danni corrosivi provocati dalle nebbie saline marine per oltre 50 anni. Guarnizioni personalizzate contro le intemperie impediscono all'acqua piovana di penetrare nella struttura metallica dell'edificio. Con l'aumento dell'umidità, vengono prevenuti i ponti termici dovuti alla condensa generata dall'umidità. L'acciaio presenta un basso coefficiente di dilatazione termica (7 milionesimi per °F). Ciò garantisce all'edificio dimensioni stabili in un intervallo di temperatura compreso tra -40 °F e 120 °F. Le dimensioni stabili riducono l'usura dei giunti e prolungano la vita utile dell'edificio, comportando una minore necessità di manutenzione. Evidenze provenienti da casi reali supportano i gestori di magazzini situati in zone costiere, nonché relazioni di prove indipendenti, secondo cui i costi di manutenzione sono circa il 40% inferiori rispetto a quelli dei magazzini costruiti con metodi tradizionali.
Conformità alla classificazione antincendio, controllo dei parassiti e antisismica
Considerazioni sulla progettazione per carico del vento per magazzini prefabbricati in acciaio
I moderni magazzini prefabbricati in acciaio offrono un elevato grado di resistenza al fuoco, superiore di molto ai requisiti standard previsti dai codici edilizi. Poiché l’acciaio utilizzato per la costruzione dei magazzini non è infiammabile, questi ultimi ottengono il massimo rating antincendio disponibile, senza necessità di trattamenti chimici. Inoltre, i pannelli in acciaio impiegati per realizzare gli edifici sono saldamente interbloccati, eliminando qualsiasi punto di ingresso per parassiti e insetti. I magazzini in acciaio sono dotati di strutture portanti progettate per soddisfare i più recenti requisiti della norma ASCE 7-22, rendendoli in grado di resistere a accelerazioni sismiche fino a 0,3g e a velocità del vento superiori a 150 mph. La progettazione dei magazzini riduce inoltre le forze di sollevamento superiori di circa il 25%, migliorando le prestazioni durante le tempeste, come dimostrato da test effettuati in galleria del vento. Questi miglioramenti nelle prestazioni si traducono in costi operativi inferiori per i proprietari immobiliari. I dati relativi ai sinistri assicurati indicano che i magazzini prefabbricati presentano una probabilità del 30% inferiore di generare una richiesta di risarcimento danni assicurata rispetto ad altri tipi di magazzini costruiti nella stessa area geografica.
Valore del ciclo di vita a lungo termine: flessibilità della manutenzione e costo totale di proprietà
prospettiva del costo totale di proprietà su 30 anni: dati NIST e NCSEA sulla durabilità dei magazzini prefabbricati rispetto a quelli convenzionali
Studi recenti del NIST e del NCSEA dimostrano che, nei primi trent’anni di funzionamento, i costi di manutenzione e adattabilità dei nuovi magazzini costruiti con metodi edilizi convenzionali sono circa dal 20 al 30 percento superiori rispetto a quelli dei magazzini realizzati con metodi costruttivi in acciaio prefabbricato (PS). Perché ciò avviene? La ragione principale è che l’acciaio zincato, materiale costruttivo principale dei magazzini PS, non si ossida e quindi elimina la necessità di costosi trattamenti chimici richiesti per i componenti in legno e acciaio (nonché in acciaio-composito) dei magazzini convenzionali. Inoltre, la progettazione modulare e flessibile dei magazzini PS consente un’espansione agevole, evitando costose ristrutturazioni per modifiche o ampliamenti degli affittuari, a differenza dei magazzini convenzionali realizzati in legno e mattoni, che richiedono una manutenzione continua e riparazioni dovute ai danni causati da parassiti, acqua e fuoco, comportando spese aggiuntive dal 15 al 25 percento rispetto ai magazzini PS. Dopo trent’anni di utilizzo, la maggior parte della struttura portante in acciaio (il materiale più riciclato al mondo) dei magazzini PS sarà ancora in grado di sostenere il 95% del carico progettuale originario, in netto contrasto con le classiche composizioni di travetti metallici a maglia aperta, il cui carico residuo può scendere sotto il 70% e, in molti casi, addirittura al di sotto del 50% di quello originario. Infine, l’isolamento energeticamente efficiente e il sistema di riscaldamento efficiente impiegati nei magazzini PS consentono una riduzione dei costi di riscaldamento compresa tra l’18 e il 22 percento rispetto ai sistemi di isolamento e riscaldamento utilizzati nelle costruzioni convenzionali (in legno). Considerando tutti questi fattori, la ristrutturazione di edifici esistenti e la costruzione di nuovi magazzini convenzionali rappresentano infine una scelta poco vantaggiosa rispetto all’acquisto di magazzini in acciaio prefabbricato.
Quali vantaggi offrono le strutture in acciaio per la costruzione di magazzini rispetto ai metodi più convenzionali?
Rispetto ai metodi più convenzionali, come il legno e la muratura, le strutture in acciaio hanno costi di manutenzione inferiori, poiché l’acciaio risulta più economico anche nelle situazioni di grande campata, dove è richiesto un minor numero di supporti, e nelle zone soggette a movimenti sismici, dove l’acciaio offre una resistenza, duttilità e prestazioni complessive superiori.
Perché l’acciaio zincato è più vantaggioso in un ambiente di magazzino umido o vicino alla costa?
L’acciaio zincato presenta una lunga durata di servizio in presenza di acciaio e umidità, poiché il rivestimento in zinco, noto come acciaio zincato, è di tipo sacrificale e protettivo: la corrosione generalmente inizia con l’esposizione all’umidità e al sale.
Quali sono i vantaggi della costruzione in acciaio prefabbricato in relazione al fuoco e agli infestanti?
L'acciaio, come materiale da costruzione, ottiene un punteggio elevato per resistenza al fuoco e agli infestanti; poiché le strutture in acciaio sono oggi trattate con sostanze ritardanti la fiamma, questo avviene perché il materiale non brucia e perché gli infestanti non possono nutrirsi di metallo: pertanto, le strutture in acciaio ottengono un punteggio elevato, in quanto pannelli e telai possono essere resistenti agli infestanti.
Dal punto di vista dell'investimento, è una buona idea utilizzare costruzioni prefabbricate in acciaio?
Le costruzioni prefabbricate in acciaio comportano un rischio d'investimento inferiore nel tempo, grazie alla minore manutenzione richiesta, poiché l'acciaio conserva la propria integrità; rispetto alle costruzioni tradizionali, l'uso del metallo consente di ridurre il rischio, in quanto le strutture in acciaio sono adattabili ai cambiamenti delle esigenze aziendali, richiedendo costi inferiori per interventi di adeguamento.