Facciamo il punto.
Dall’integrazione tra acciaio, calcestruzzo e legno alle nuove sfide della sostenibilità e dell’industrializzazione: il punto di vista di Stefano China, Direttore Tecnico di Tecnostrutture, sugli edifici ibridi e sul futuro delle costruzioni contemporanee.
Edifici ibridi: una risposta concreta alla complessità dell’edilizia contemporanea
Negli ultimi anni il settore delle costruzioni sta attraversando una trasformazione profonda, spinta da fattori ormai impossibili da ignorare: la necessità di ridurre l’impatto ambientale dell’edilizia, la crescente complessità dei progetti e la richiesta di edifici sempre più performanti, flessibili e durevoli nel tempo.
In questo contesto, parlare semplicemente di materiali o tecnologie innovative non è più sufficiente. La vera sfida è ripensare il sistema edificio nella sua interezza, adottando soluzioni capaci di rispondere contemporaneamente ad esigenze strutturali, ambientali, economiche e costruttive e che consentano di implementare una gestione programmata dell’edificio durante l’intera vita utile.
L’edilizia contemporanea si confronta infatti con obiettivi che raramente possono essere soddisfatti da un solo materiale. Efficienza strutturale, controllo delle deformazioni, comportamento sismico, rapidità di realizzazione e sostenibilità richiedono un approccio integrato, capace di valorizzare le caratteristiche specifiche di materiali differenti.
È proprio da questa esigenza che nasce il concetto di edificio ibrido.
Negli ultimi anni il termine è diventato sempre più presente nel dibattito tecnico e progettuale. Tuttavia, come accaduto per altri concetti legati all’innovazione edilizia, il suo significato viene spesso semplificato o interpretato in modo non corretto.
Per approfondire il tema abbiamo raccolto il punto di vista di Stefano China, Direttore Tecnico di Tecnostrutture.
Che cosa si intende davvero per edificio ibrido?
Una delle convinzioni più diffuse è che un edificio possa essere definito “ibrido” semplicemente perché utilizza più materiali.
In realtà il concetto è molto più articolato.
Secondo Stefano China:
“Da progettista, parlare di edificio ibrido non significa fare una semplice somma di materiali, ma adottare un approccio progettuale in cui ogni materiale è utilizzato dove esprime al meglio le proprie prestazioni. Il legno, ad esempio, è efficace per i carichi verticali e per solai a basso peso proprio; l’acciaio garantisce duttilità e prestazioni nei collegamenti; il calcestruzzo contribuisce alla rigidezza di nuclei e impalcati.”
La vera ibridazione non riguarda quindi la presenza contemporanea di acciaio, calcestruzzo e legno, una condizione che caratterizza gran parte degli edifici moderni. Ciò che distingue un autentico sistema ibrido è la capacità di far collaborare i diversi materiali all’interno di un’unica logica strutturale.
“L’elemento distintivo dell’approccio ibrido sta però nelle interfacce tra i materiali. Quando le connessioni, ad esempio tra legno e calcestruzzo o tra acciaio e legno, sono progettate per garantire una reale collaborazione strutturale, attraverso il trasferimento delle azioni e la compatibilità delle deformazioni, allora si può parlare di un sistema ibrido a tutti gli effetti.”
In altre parole, il valore non risiede nel materiale utilizzato, ma nella progettazione delle connessioni che consentono ai diversi componenti di lavorare come un unico organismo strutturale.
“Quando invece i materiali sono semplicemente accostati senza una reale integrazione progettuale, si tratta più correttamente di costruzione mista e non di edificio ibrido.”
Perché gli edifici ibridi sono sempre più richiesti?
La crescente diffusione degli edifici ibridi non è il risultato di una tendenza passeggera.
Dietro il successo di queste soluzioni esistono motivazioni concrete che riguardano sostenibilità, prestazioni strutturali e gestione del processo costruttivo.
Negli ultimi anni progettisti e committenti si sono trovati a dover soddisfare contemporaneamente requisiti sempre più stringenti in termini di emissioni, prestazioni e tempi di esecuzione.
Secondo Stefano China, è proprio la necessità di far convivere tutti questi obiettivi che sta accelerando l’adozione dei sistemi ibridi:
“Sono tutti e tre i temi, ma con pesi diversi sul tavolo del progettista. La spinta ambientale è ormai un vincolo di gara (LEED, CAM, EPD, GWP), non più un valore aggiunto: imporre quote di legno o di acciaio riciclato modifica direttamente le scelte strutturali.”
La sostenibilità non rappresenta più un’opzione, ma un requisito progettuale sempre più presente negli appalti pubblici e privati.
Allo stesso tempo entrano in gioco aspetti strutturali.
“La componente prestazionale guida la scelta nei multipiano: il legno da solo fatica oltre i 6-8 piani per rigidezza laterale e vibrazioni di solaio, mentre con un nucleo in cls o telai in acciaio si superano agevolmente 10-15 piani.”
A questi elementi si aggiunge il tema dell’efficienza realizzativa.
“La gestione di progetto, infine, fa la differenza in cantiere: industrializzazione spinta, riduzione del personale in quota, tempi di montaggio dimezzati.”
La sintesi è chiara:
“L’edificio ibrido nasce quando l’unico modo di chiudere contemporaneamente i tre vincoli – carbon footprint, prestazioni, tempi – è far convivere materiali complementari.”
Acciaio e calcestruzzo: un esempio concreto di ibridazione strutturale
Quando si parla di edifici ibridi si pensa spesso all’integrazione tra legno e altri materiali. In realtà uno degli esempi più consolidati ed efficaci è rappresentato dalla collaborazione tra acciaio e calcestruzzo.
Si tratta di due materiali con caratteristiche complementari che, se correttamente progettati, possono generare sistemi particolarmente efficienti.
Come spiega Stefano China:
“L’integrazione tra acciaio e calcestruzzo è uno degli esempi più consolidati ed efficaci di ibridazione strutturale, perché mette a sistema materiali con comportamenti complementari. L’acciaio garantisce resistenza a trazione, duttilità e prestazioni elevate nei collegamenti, mentre il calcestruzzo lavora in modo ottimale a compressione e contribuisce alla rigidezza complessiva dell’elemento.”
L’obiettivo non è sommare due materiali diversi, ma farli lavorare insieme come un unico elemento strutturale.
“In Tecnostrutture questo principio si traduce in soluzioni progettate per sfruttare al massimo la collaborazione tra i due materiali. L’obiettivo è ottenere elementi strutturali in cui acciaio e calcestruzzo non lavorano separatamente, ma come un unico sistema, capace di rispondere in modo efficiente sia alle azioni statiche sia a quelle dinamiche.”
Tra gli aspetti più importanti rientra il controllo del comportamento nel lungo periodo.
“Un aspetto fondamentale è il controllo del comportamento nel tempo: la collaborazione tra i materiali deve garantire non solo resistenza, ma anche compatibilità delle deformazioni e affidabilità sotto carichi ripetuti o variabili.”
È questo principio che guida lo sviluppo dei sistemi NPS®.
“Soluzioni come le travi e i pilastri NPS rappresentano un esempio concreto di questo approccio: la componente metallica prefabbricata e il calcestruzzo gettato in opera sono progettati per lavorare insieme anche in campo elasto-plastico, migliorando prestazioni, sicurezza e controllo del comportamento strutturale.”
Negli edifici ibridi il dettaglio conta quanto il sistema
Se il concetto di edificio ibrido appare ormai consolidato dal punto di vista teorico, le principali sfide emergono quando il progetto passa alla scala del dettaglio costruttivo.
Secondo Stefano China, la criticità più importante riguarda proprio la gestione delle interfacce tra materiali differenti.
“La criticità maggiore, oggi, è la gestione delle interfacce. Il comportamento strutturale globale è ben coperto da letteratura e software di analisi, ma il dettaglio di nodo legno-cls o acciaio-legno non è quasi mai normato in modo univoco.”
La progettazione dei collegamenti richiede infatti competenze specialistiche e una capacità di coordinamento elevata.
A rendere il tema ancora più delicato contribuiscono le differenti caratteristiche fisiche dei materiali coinvolti.
“La seconda criticità è la differenza fra i moduli elastici e i comportamenti viscosi e igrometrici: il legno deforma nel tempo molto più del cls e la connessione deve compensarlo.”
Anche il cantiere continua a svolgere un ruolo determinante.
“La terza riguarda il cantiere: tolleranze diverse, sequenze di montaggio strette, controllo dell’umidità del legno prima della chiusura.”
La conclusione di China sintetizza perfettamente il tema:
“In pratica, oggi il dettaglio del nodo è il vero collo di bottiglia, più della scelta del sistema globale.”
Il futuro degli edifici ibridi tra industrializzazione e personalizzazione
Quale sarà l’evoluzione degli edifici ibridi nei prossimi anni?
Secondo Stefano China il futuro seguirà due direzioni apparentemente opposte ma in realtà complementari: maggiore standardizzazione dei componenti e crescente personalizzazione dei progetti.
“Entrambe le direzioni, ma su livelli diversi. La standardizzazione avanzerà sui componenti, travi NPS, pannelli CLT con connettori certificati, nodi industrializzati, perché solo così si comprime il costo e si garantisce qualità in serie.”
Parallelamente, ogni edificio continuerà a richiedere soluzioni specifiche.
“La parte su misura rimarrà sul sistema-edificio: la combinazione di componenti standard sarà tarata su geometria, luce, sismicità e LCA del singolo progetto, con un ruolo crescente di progettazione parametrica e di BIM/IFC nello scambio dati fra ingegnere e produttore.”
Anche la digitalizzazione avrà un ruolo sempre più centrale.
“Vedo crescere anche i digital twin di cantiere, programmi di montaggio 4D, tracciabilità degli elementi via QR, perché senza dati di cantiere strutturati non si chiude il bilancio di carbonio reale dell’opera.”
La sintesi è efficace:
“Prodotti più standard, progetti più specifici, dati più trasparenti.”
Gli edifici ibridi non sono una moda. Sono un’evoluzione del costruire
Dalle risposte di Stefano China emerge un concetto chiave: l’edificio ibrido non nasce dalla volontà di combinare materiali diversi, ma dalla necessità di rispondere alla crescente complessità dell’edilizia contemporanea.
Sostenibilità, prestazioni strutturali, rapidità costruttiva e controllo del processo richiedono oggi soluzioni che sappiano valorizzare le caratteristiche specifiche di acciaio, calcestruzzo e legno all’interno di un sistema progettato in modo integrato.
In questo scenario, l’ibridazione non rappresenta una tecnologia specifica o una tendenza temporanea. È piuttosto un metodo progettuale che mette al centro la collaborazione tra materiali, la qualità delle connessioni e la capacità di governare la complessità.
L’edificio ibrido non consiste nel costruire con più materiali.
Consiste nel farli lavorare insieme in modo intelligente.
Edifici Ibridi nella pratica: esempi reali
L’industrializzazione delle costruzioni non è solo una teoria progettuale.
Trova applicazione in edifici molto diversi tra loro per funzione, scala e complessità.
Il sistema strutturale misto acciaio-calcestruzzo NPS®, sviluppato da Tecnostrutture, rappresenta un esempio concreto di tecnologia Off-Site applicata all’edilizia contemporanea.
Tra i casi più significativi:
L’edificio Palazzo Giulio comprende quattro piani con una superficie complessiva di circa 1830 mq. L’intervento ha comportato la demolizione di un fabbricato esistente e la sua ricostruzione con la stessa sagoma e finitura esterna. Situato in una stretta strada urbana, il cantiere ha presentato sfide logistiche significative.
Il progetto si distingue per le forme articolate e le coperture complesse. La sfida principale è stata rispettare la struttura preesistente.
Centro di mobilità UrbanLand, Germania
Il progetto prevede l’impiego di travi NPS® Basic con luci di circa 10 metri in combinazione con un solaio misto legno-calcestruzzo.
Questa soluzione consente di ottenere un intradosso perfettamente complanare, senza travi sporgenti, garantendo maggiore flessibilità nella distribuzione degli spazi, un utilizzo efficiente dell’altezza dell’edificio e una qualità architettonica superiore..
Esclusivo complesso di appartamenti realizzati a Claviere, al confine tra Italia e Francia. Il complesso residenziale ha finiture di ottimo livello.
Le facciate hanno un rivestimento in pietra naturale locale e legno. Tutto l’edificio, incluso il tetto, ha caratteristiche di coibentazione atte a soddisfare i requisiti per la classe energetica “A” nazionale.
FAQ
Un edificio ibrido è una costruzione in cui materiali diversi, come acciaio, calcestruzzo e legno, sono progettati per collaborare strutturalmente tra loro attraverso connessioni specifiche e una progettazione integrata.
Gli edifici ibridi consentono di combinare sostenibilità ambientale, elevate prestazioni strutturali, rapidità costruttiva e maggiore flessibilità progettuale sfruttando le caratteristiche migliori di ciascun materiale..
In una costruzione composita i materiali coesistono all’interno dell’edificio. In un edificio ibrido, invece, i materiali sono progettati per collaborare strutturalmente come un unico sistema..
Sì. L’integrazione tra legno, acciaio e calcestruzzo permette di realizzare edifici multipiano con elevate prestazioni in termini di rigidezza, resistenza e comportamento sismico.
Le connessioni garantiscono il trasferimento delle azioni tra materiali diversi e permettono la collaborazione strutturale del sistema nel tempo. Per questo rappresentano uno degli aspetti più importanti della progettazione.