Edifici a struttura in acciaio per strutture sanitarie

Garantire la sicurezza della vita e la conformità normativa negli edifici con struttura in acciaio

Prestazioni di resistenza al fuoco allineate con NFPA 99 e Capitolo 12 del IBC per le zone sanitarie critiche

Il fatto che l'acciaio non bruci lo rende particolarmente adatto per gli edifici sanitari, in particolare nelle aree in cui la sicurezza dei pazienti è assolutamente critica, come le unità di terapia intensiva e le sale operatorie. Questi ambienti richiedono spesso pareti in grado di resistere al fuoco per oltre due ore consecutive. Le costruzioni in acciaio soddisfano sia le norme NFPA 99 relative alla separazione tra diverse sezioni dell’edificio, sia i requisiti del codice internazionale per le costruzioni (International Building Code) volti a garantire l’integrità strutturale in caso d’incendio. Quando si applicano rivestimenti speciali che si espandono al riscaldamento e si installano pannelli resistenti al fuoco, l’acciaio mantiene la propria resistenza anche se esposto a temperature intorno ai 1000 gradi Fahrenheit per periodi prolungati. I responsabili degli ospedali ci riferiscono che ottengono le approvazioni da parte delle autorità regolatorie circa il 30 percento più velocemente con strutture in acciaio rispetto ad altri materiali, consentendo così un risparmio di tempo e di costi durante quelle lunghe procedure di approvazione.

Controllo delle vibrazioni negli ambienti clinici sensibili: conformità agli standard ISO 2631-2 e AIA nelle sale per risonanza magnetica (MRI) e nelle sale operatorie (OR)

Regolare correttamente i livelli di vibrazione è estremamente importante nelle sale per risonanza magnetica (MRI) e nelle sale operatorie, poiché anche minimi movimenti della struttura edilizia possono compromettere la qualità delle immagini o influenzare l’accuratezza degli interventi chirurgici. Le strutture in acciaio progettate specificamente per questi ambienti consentono di rispettare gli standard ISO 2631-2 relativi alle vibrazioni inferiori a 6.000 micrometri al secondo quadrato. Ciò viene ottenuto integrando soluzioni quali smorzatori di massa che assorbono i movimenti indesiderati e speciali basamenti di fondazione che isolano le apparecchiature dalle strutture circostanti. Secondo le raccomandazioni dell’American Institute of Architects per le strutture sanitarie, dove la sensibilità è un fattore critico, esistono fondamentalmente tre principali approcci che vengono consigliati:

• Lastre di pavimento flottanti con strati polimerici viscoelastici che riducono la trasmissione delle vibrazioni di 40 dB
• Geometria ottimizzata della campata strutturale che sopprime le frequenze di risonanza al di sotto degli 8 Hz
• Sistemi di monitoraggio continuo in tempo reale che verificano la conformità al rigoroso limite di velocità di vibrazione < 8 µm/s durante il funzionamento attivo delle attrezzature

Massimizzazione della flessibilità clinica e dell’integrazione dei servizi con edifici a struttura in acciaio

Campate prive di pilastri e pianificazione modulare delle aree per adattarsi all’evoluzione dei flussi di lavoro medici e alla scalabilità delle attrezzature

L'acciaio consente di realizzare spazi larghi oltre 30 metri senza colonne, trasformando quei piani fissi in aree flessibili per le attività mediche. Gli ospedali possono modificare la disposizione delle sale radiologiche, ampliare le aree dedicate ai trattamenti o addirittura riconvertire spazi obsoleti in qualcosa di completamente diverso, senza dover demolire pareti. Quando la costruzione viene progettata con moduli prefabbricati (bay), l’allineamento strutturale risulta migliore, rendendo molto più semplice lo spostamento delle attrezzature. Il rapporto del 2022 sull’adattamento funzionale di edifici esistenti ha rilevato che la riorganizzazione di reparti come le postazioni infermieristiche o l’installazione di apparecchiature per interventi chirurgici robotici avviene circa il 40% più velocemente rispetto a edifici in calcestruzzo. Inoltre, l’acciaio possiede un’eccellente resistenza specifica (rapporto tra resistenza e peso), che consente agli ospedali di installare fin dalla fase iniziale tutta una serie di tecnologie pesanti sopra i controsoffitti, senza dover successivamente rinforzare la struttura quando arrivano nuove apparecchiature per immagini o sistemi digitali.

Consegna integrata di impianti MEP tramite cassette in acciaio per solai e sistemi a doppia soletta—che consentono aggiornamenti rapidi e non invasivi

I cassettoni in acciaio per pavimenti, realizzati in fabbrica, creano effettivamente spazi speciali tra un piano e l’altro, nei quali possono essere alloggiati tutti gli impianti meccanici, elettrici e idraulici. Questi vengono posizionati direttamente sopra le aree cliniche, eliminando la necessità di praticare fori nei soffitti e contribuendo così a mantenere condizioni sterili negli ospedali. Quando il personale addetto alla manutenzione deve intervenire per riparare o modificare qualcosa, è sufficiente rimuovere alcune pannellature del soffitto, evitando così disordini nelle zone in cui potrebbero diffondersi facilmente infezioni. Esiste inoltre un altro sistema, denominato pavimenti a doppia soletta, che nasconde cablaggi e tubazioni all’interno della struttura stessa del pavimento. Ciò consente agli ospedali di aggiornare i cavi per le apparecchiature di imaging, le linee per i gas medicali o persino le reti informatiche durante la notte, mentre tutti dormono. Non è quindi necessario chiudere interi reparti per giorni consecutivi. Secondo alcuni studi basati sullo standard UL 3300, le strutture che adottano questi sistemi registrano un’accelerazione di circa il 70% nei tempi di aggiornamento tecnologico. Ciò è del tutto comprensibile, poiché i pazienti non desiderano che il loro trattamento venga interrotto solo perché qualcuno deve installare nuovi cavi da qualche parte.

Accelerazione della consegna e riduzione al minimo delle interruzioni grazie alla fabbricazione fuori cantiere

Moduli in acciaio prefabbricati che riducono i tempi di costruzione in cantiere del 35–50%: lezioni apprese dal progetto Kaiser Permanente San Diego

La fabbricazione fuori sito consente di eseguire in parallelo i lavori di costruzione nello stesso periodo. Nel cantiere reale vengono gettate le fondazioni, mentre i moduli in acciaio vengono realizzati in ambienti controllati di fabbrica. Queste fabbriche utilizzano sistemi avanzati di Building Information Modeling (BIM), insieme a processi automatizzati e saldatori robotici, per produrre questi componenti di precisione. Prendiamo come esempio il recente progetto di espansione della struttura di Kaiser Permanente a San Diego: l’intero cronoprogramma di costruzione è stato ridotto del 35–50%. Un risultato davvero impressionante, considerando che è stato possibile aggiornare strutture ancora in piena attività, compresi il reparto di emergenza e le sale per le indagini diagnostiche per immagini, entrambi rimasti operativi normalmente durante tutta la fase di intervento. Qual è il vantaggio maggiore? Non si deve più attendere il passaggio del maltempo prima di poter riprendere i lavori. Inoltre, gli errori commessi in cantiere diminuiscono drasticamente, fino al 90% secondo alcune stime. Per quanto riguarda gli impianti meccanici, elettrici e idraulici (MEP), questi vengono già integrati direttamente nei componenti strutturali. Ciò comporta una riduzione del numero di operatori richiesti in cantiere, con un calo stimato della manodopera pari al 30–40%. Il risultato è un’installazione più rapida delle infrastrutture critiche, senza perturbare il normale funzionamento dell’ospedale.

Sostenere gli obiettivi a lungo termine in materia di igiene, durata e sostenibilità

Gli edifici in acciaio per ambienti sanitari offrono vantaggi duraturi poiché sono naturalmente igienici, resistenti e rispettosi dell’ambiente. Le superfici in acciaio non assorbono alcunché, quindi i microrganismi non possono aderirvi, e sopportano qualsiasi metodo di pulizia — dai detergenti aggressivi alla sterilizzazione ad alta temperatura — senza degradarsi. Studi indicano che queste strutture in acciaio richiedono circa il 30 percento in meno di manutenzione durante tutto il loro ciclo di vita rispetto ad altri materiali, mantenendo tuttavia integra la propria resistenza anche dopo decenni di utilizzo. Dal punto di vista ambientale, l’acciaio si distingue perché è completamente riciclabile. Quando i componenti vengono realizzati in fabbrica prima del trasporto sul cantiere, i rifiuti da costruzione sul luogo effettivo si riducono di quasi il 90 percento, contribuendo così a far ottenere agli ospedali quelle ambite certificazioni per edifici sostenibili. Inoltre, gli edifici in acciaio mantengono temperature più fresche d’estate e più calde d’inverno, riducendo i costi di riscaldamento e raffreddamento. Tutti questi fattori rendono la costruzione in acciaio una scelta intelligente per le moderne strutture mediche che intendono mantenere elevati standard di igiene, gestire responsabilmente le risorse e prepararsi alle future sfide legate ai cambiamenti climatici.

Domande Frequenti

Perché l'acciaio è preferito per le costruzioni nelle zone sanitarie?
L'acciaio è privilegiato negli ambienti sanitari grazie alla sua resistenza al fuoco, alla sua adattabilità e alla capacità di soddisfare rigorosi standard di sicurezza e normative.

In che modo l'acciaio contribuisce a mantenere la flessibilità clinica negli ospedali?
La flessibilità strutturale dell'acciaio consente spazi adattabili e modifiche agevoli per rispondere all'evoluzione dei flussi di lavoro medici, senza necessità di ristrutturazioni importanti.

Quali sono i vantaggi della prefabbricazione fuori cantiere nelle costruzioni in acciaio?
La prefabbricazione fuori cantiere riduce drasticamente i tempi di costruzione in loco, minimizza gli errori e permette il proseguimento delle attività ospedaliere senza interruzioni.

In che modo gli edifici in acciaio contribuiscono alla sostenibilità?
L'acciaio è completamente riciclabile, riduce gli sprechi e garantisce una regolazione termica naturale, contribuendo agli obiettivi di efficienza energetica e sostenibilità.