Spesso quando si parla di case in legno si nomina il cosiddetto “legno lamellare”, evocandone benefici e vantaggi rispetto ad altri tipi di legno. Di cosa si tratta però nello specifico? Per fare chiarezza su questo materiale, ne esaminiamo in dettaglio le caratteristiche e i processi.
Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. È costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi (come elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso, lenta combustione in caso di incendio) e allo stesso tempo è un prodotto industriale innovativo che, attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione, riduce e supera i difetti propri del legno massiccio. Il legno lamellare nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale.
Cos'è il Legno Lamellare e Come Viene Prodotto
Il legno lamellare (o glulam) è un materiale strutturale composto da lamelle di legno massiccio incollate tra loro in senso longitudinale. Le lamelle vengono selezionate, essiccate, piallate e incollate sotto pressione con colle resistenti all’umidità, dando vita a travi e elementi portanti dalla grande stabilità.
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Dopo un’accurata selezione, le future lamelle vengono segate a misura e sagomate. Nella loro ricomposizione tramite incollaggio a caldo e sotto pressione, le lamelle sono posizionate tra loro con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave.
Il processo di incollaggio a pressione è un processo di formatura ed unione delle tavole di legno ottenuto mediante l’utilizzo di opportune colle sotto l’azione di una pressione costante e duratura nel tempo. Il lamellare si ottiene incollando fra loro delle tavole di legno (almeno tre) dette lamelle, sotto l’azione di una forza di pressione. Non è quindi un legno che nasce spontaneamente in natura in quanto viene realizzato dall’uomo a partire da essenze di legno aventi uno spessore compreso fra 3 e 4 cm ed una larghezza limitata a circa 25 cm.
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Il Legno Lamellare Incrociato (CLT)
Il legno lamellare incrociato (chiamato anche CLT, Cross Laminated Timber) è un pannello in legno multistrato massiccio, prefabbricato e su larga scala. Un pannello di legno lamellare è costituito da diversi strati di assi di legno essiccate in forno, impilate in direzioni alternate, incollate con adesivi strutturali e pressate per formare un pannello solido, dritto e rettangolare. Il numero di strati che li compone è molto spesso dispari (di solito da tre a sette) e possono essere levigati o prefiniti prima della spedizione.
Altra cosa da aggiungere è che i pannelli di legno lamellare vengono impilati trasversalmente ad angoli di 90 gradi e incollati in posizione. Possono essere fabbricati con dimensioni personalizzate, anche se le restrizioni di trasporto ne determinano la lunghezza.
Mentre sono in cantiere i pannelli lamellari vengono tagliati su misura, comprese le aperture di porte e finestre, con router CNC (Computer Numerical Controlled) all'avanguardia, in grado di eseguire tagli complessi con alta precisione.
Il Cross Laminated Timber può essere tranquillamente utilizzato nei sistemi strutturali, come pareti, solai e coperture, dove i pannelli fungono da elementi portanti. Pertanto, nelle applicazioni a parete, il legname utilizzato negli strati esterni di un legno CLT è generalmente orientato verticalmente in modo che le sue fibre scorrano parallele ai carichi di gravità, massimizzando la capacità di carico verticale della parete. Nelle applicazioni su pavimento e tetto, invece, il legname utilizzato negli strati esterni è orientato in modo che le sue fibre siano parallele alla direzione della campata.
Tipologie di Legno Lamellare e Essenze
Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere: abete rosso e bianco; frassino; larice; faggio; pino. La scelta del legno di partenza (essenza), oltre a garantire certe caratteristiche tecniche, deve rispettare la natura e contribuire a ridurre il costo del prodotto. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso).
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Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:
- incollato omogeneo in cui le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza;
- incollato combinato quando appartengono a differenti classi di resistenza.
Legno Lamellare vs. Legno Massello: Una Scelta Consapevole
La decisione tra lamellare e massello dipende dal risultato che si vuole ottenere. Il legno massello è costituito da un unico blocco di legno, lavorato e stagionato per conservare il fascino delle venature naturali. Questa scelta si abbina a contesti architettonici dove l’estetica ricopre un ruolo primario. Il tetto in legno massello trasmette un senso di calore e autenticità, tipico delle costruzioni tradizionali.
A differenza del legno massello, il legno lamellare ha meno difetti naturali (come nodi o fessurazioni) ed è più resistente a deformazioni, flessioni e spaccature. Per questo è spesso utilizzato in ambito architettonico e strutturale. Se si cerca un tetto resistente a sollecitazioni importanti e meno soggetto a deformazioni, il legno lamellare offre prestazioni migliori. Se invece si ama l’aspetto genuino del legno naturale e si desidera un impatto estetico più “materico”, il massello risulta più adatto.
I Vantaggi del Legno Lamellare
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Questa composizione uniforme garantisce un’elevata resistenza meccanica, rendendo la struttura stabile e solida. Il tetto in legno lamellare si distingue per la ridotta tendenza a deformarsi o imbarcarsi, anche in presenza di sbalzi termici. È particolarmente indicato in ambienti soggetti a carichi importanti, come nevicate o forti venti.
Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il legno naturale tagliato in lamelle di limitata larghezza e lunghezza, sovrapposte e legate tra loro mediante collanti ad alta resistenza, dando origine a elementi di forma e dimensione prestabilita. L’impiego del legno lamellare trova sempre più spazio nel campo delle costruzioni; in particolare, è largamente impiegato in costruzioni a grandi luci in quanto è l’unico materiale che unisce leggerezza, resistenza e versatilità.
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Ecco i principali benefici:
- Resistenza e Durabilità: resistenza a flessione e trazione; alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici. La durevolezza aumenta se si tratta di legno lamellare. La resistenza di questi elementi è dovuta alla loro composizione.
- Leggerezza e Economicità: ha un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato) con maggiore sostenibilità dei carichi, riduzione delle opere di fondazione in cemento, notevole risparmio dei tempi di cantiere e generale diminuzione dei costi (tra cui quelli di trasporto). Economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato. Il legno lamellare si distingue per il peso più contenuto, che può ridurre i carichi sulla struttura e facilitare la progettazione, soprattutto in zona sismica.
- Isolamento e Sicurezza al Fuoco: capacità isolante molto alta. Questo crea un isolamento termico che fa sì che la combustione avvenga lentamente. Ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata; alta resistenza al fuoco.
- Proprietà Antisismiche: proprietà antisismiche, grazie a leggerezza, elasticità e resistenza meccanica il legno assorbe le sollecitazioni e sopporta le deformazioni; inoltre, in caso di danni si ripara più facilmente. Il materiale del tetto può influenzare molto la resistenza della struttura durante l’azione sismica.
- Flessibilità Progettuale: versatilità, può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno. Il legno lamellare è perfetto per progetti su misura. È possibile realizzare forme curve, tetti inclinati, travature ampie e strutture personalizzate in base agli spazi disponibili. Per quanto riguarda la lunghezza, le dimensioni di una trave in legno lamellare possono essere varie. L’unico accorgimento è quello di studiarne la luce in modo tale che sia possibile il trasporto e la messa in opera della stessa.
- Basso Impatto Ambientale: basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; facilmente riciclabile. Il legno lamellare è un materiale eco-sostenibile: viene ricavato da legno certificato, riduce gli sprechi rispetto al massello ed è completamente riciclabile. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.
- Rapidità di Installazione: Anche i tempi di posa risultano spesso più rapidi grazie a elementi prefabbricati e lavorazioni “a secco”.
Applicazioni del Legno Lamellare
La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. Vengono utilizzate travi in legno lamellare per costruire case e ville a basso consumo energetico. Nella seconda metà degli anni ’90 (dal 1996 in poi), sono state realizzate le prime strutture, un nuovo modo di pensare il legno lamellare. Come anche altri prodotti in legno, il lamellare può essere utilizzato in applicazioni ibride con materiali come cemento e acciaio.
Infatti, oltre a giocare un ruolo importante nelle ristrutturazioni (solai, soppalchi, coperture), il legno lamellare viene applicato nella bioedilizia in alternativa al cemento armato per la realizzazione di:
- strutture leggere (casette, bungalow, gazebi, tettoie);
- coperture per capannoni, centri sportivi, scuole, centri commerciali, piscine, auditorium, riqualificazione di teatri;
- abitazioni a basso consumo energetico;
- edifici destinati a civile abitazione.
La capacità dei pannelli di resistere alle elevate forze di compressione e di scaffalatura li rende particolarmente convenienti per applicazioni a più piani e a campata lunga. La resistenza al taglio del legno lamellare offre ai progettisti una serie di nuovi usi per il legno. Questi includono ampie solette prefabbricate, pareti a un livello e altezze delle piastre del pavimento più alte.
Coperture e Tetti in Legno Lamellare
Perché sempre più persone scelgono tetti in legno lamellare? Il tetto costituisce un elemento chiave nella struttura di qualsiasi edificio residenziale. Se per le coperture non si utilizza un semplice legno, bensì un legno lamellare, le proprietà del tetto aumentano grazie alla composizione di questo elemento. La copertura in legno è studiata per garantire comfort, salubrità e benessere all’ambiente abitativo.
Le coperture in legno lamellare permettono un'elevata insonorizzazione; infatti la struttura, fatta di strati di materiale leggero e di camere d'aria, si comporta in maniera ottimale rispetto a soluzioni più pesanti. Dal punto di vista delle prestazioni termiche, il legno offre un buon comportamento isolante naturale, migliorando comfort e consumi energetici se abbinato a un corretto pacchetto di copertura.
Quando si valuta un tetto in legno lamellare rispetto a una copertura in cemento o in acciaio, è importante considerare diversi aspetti tecnici. Sul piano estetico il lamellare offre un fascino caldo e architettonico, ideale anche per ambienti moderni.
Legno Lamellare per Esterni: Stabilità e Protezione
Sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale. Uno dei principali vantaggi del legno lamellare è la sua stabilità dimensionale. Questo significa che, anche con variazioni di temperatura e umidità tipiche degli spazi esterni, il materiale mantiene forma e integrità molto meglio rispetto al legno massello.
Inoltre, grazie al trattamento con impregnanti o smalti specifici per l’esterno, il legno lamellare può durare nel tempo senza perdere le sue caratteristiche meccaniche ed estetiche. Una struttura in legno lamellare ben progettata e trattata richiede pochissima manutenzione. Per far ciò, però, è necessario che il legno lamellare venga ottenuto correttamente e sfruttando al massimo le sue caratteristiche.
Trattamenti e Protezione nel Tempo
Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali:
- Impregnante all’acqua, che penetra nel legno e lascia traspirare la fibra. Ideale per mantenere l’aspetto naturale, va rinnovato ogni 1-3 anni, soprattutto nelle parti esposte al sole.
- Smalto coprente, più spesso e protettivo, che forma una pellicola resistente agli agenti atmosferici. La durata è maggiore, fino a 5 anni. Il risultato è una struttura esteticamente moderna, simile a un mobile.
In entrambi i casi, sono disponibili tantissimi colori ed è possibile ritoccare solo le parti più esposte (di solito colonne e testate dei travetti), mentre le parti interne della struttura, essendo protette dal tetto, necessitano raramente di manutenzione. In fase di ritocco, si può usare lo stesso colore di impregnante per uniformare la struttura, ma attenzione: il risultato potrebbe essere leggermente più scuro. In alternativa, si può optare per un impregnante o finitura trasparente per mantenere il tono originale.
Calcolo Strutturale e Verifiche per il Legno Lamellare
Per progettare adeguatamente una struttura in legno lamellare è indispensabile effettuare il calcolo strutturale e tutte le verifiche richieste dalla norma di riferimento in modo da non compromettere la sicurezza della struttura stessa. Nella pratica progettuale, viene effettuato un calcolo ‘a strisce‘.
Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. Le verifiche di resistenza degli elementi strutturali in legno sono riferite alla direzione della fibratura coincidente sostanzialmente con il proprio asse longitudinale e sezione trasversale costante.
Ad esempio:
- elementi con prevalente comportamento assiale (controventi o appartenenti a travature reticolari) sono verificate a trazione e/o compressione;
- elementi con funzioni portanti nei confronti dei carichi verticali sono verificati a pressoflessione retta e taglio;
- elementi con funzioni resistenti nei confronti di azioni orizzontali sono verificati a pressoflessione/tensoflessione deviata e taglio oppure a sforzo normale se hanno la funzione di controventi.
Le verifiche da effettuare previste al § 4.4.8 del D.M. 2018 sono: di trazione parallela alla fibratura; di compressione parallela alla fibratura; di pressoflessione/tensoflessione; di taglio; di taglio e torsione; di stabilità; di deformabilità.
Le verifiche allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione: Rd = (kmod·Rk)/γM ≥ Sd
Dove:
- Rk è il valore caratteristico della resistenza del materiale; per sezioni in legno massiccio o lamellare incollato sottoposti a flessione o a trazione parallela alla fibratura che presentino rispettivamente una altezza o il lato maggiore della sezione trasversale inferiore a 150 mm per il legno massiccio e 600 mm per il legno lamellare incollato, i valori caratteristici della resistenza vengono incrementati tramite il coefficiente moltiplicativo kh (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018);
- kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura (i valori di kmod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018);
- γM è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella Tab. 4.4.III D.M. 2018.
Nei tabulati di calcolo, per ogni tipo di verifica e per ogni elemento interessato dalla verifica, sono riportati i valori delle resistenze e delle sollecitazioni che hanno dato il minimo coefficiente di sicurezza, calcolato generalmente con la relazione: CS = Rd/Sd
Nella relazione tecnica, relativamente alla parte in legno, vengono riportate le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, la classe di servizio, per poi tener conto della sensibilità del legno alla variazione di umidità e dell’influenza di questa sulle caratteristiche di resistenza e di deformabilità, e infine, le modalità di verifica secondo quanto prescritto dalla normativa tecnica.