Legno Lamellare in Architettura: Definizione, Proprietà e Applicazioni nelle Coperture

Quando si tratta di realizzare strutture solide, durature e dall’aspetto naturale per esterni, il legno lamellare è una delle scelte migliori sia dal punto di vista tecnico che estetico. Questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale, ed è sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo.

Che cos’è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare (o glulam) è un materiale strutturale composto da lamelle di legno massiccio incollate tra loro in senso longitudinale. 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.

Le lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm, vengono selezionate, essiccate, piallate e incollate sotto pressione con colle resistenti all’umidità, dando vita a travi ed elementi portanti dalla grande stabilità. Queste vengono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione.

Il legno lamellare è un materiale ingegnerizzato composto da sottili strati di legno massello incollati tra loro in direzione parallela alle fibre. La lavorazione a strati consente inoltre di eliminare i difetti naturali del legno, come nodi o crepe, assicurando una qualità uniforme del prodotto finale. 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.

Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. Le maggiori lunghezze sono raggiunte attraverso giunti a pettine (finger jointing), e i vari strati vengono piallati e incollati con una lavorazione continuamente controllata in modo da garantire la capacità portante dell’elemento finito.

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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. Il legno lamellare incollato migliora le caratteristiche del prodotto naturale, degli eventuali difetti fisici, riuscendo così a coprire anche grandi luci, superando il limite della lunghezza dei tronchi degli alberi. Conserva inoltre i pregi del materiale di base ma si presta ad utilizzi più vasti, consentendo di raggiungere lunghezze fino a 50 m, di poter essere curvato, rastremato, giuntato e combinato in maniera molto ampia.

Vantaggi Chiave del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:

1. Resistenza Meccanica Elevata: Offre una resistenza meccanica paragonabile a quella dell’acciaio, mantenendo un peso significativamente inferiore. La sua composizione uniforme garantisce un’elevata resistenza meccanica, rendendo la struttura stabile e solida.
2. Stabilità Dimensionale: 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. Il tetto in legno lamellare si distingue per la ridotta tendenza a deformarsi o imbarcarsi, anche in presenza di sbalzi termici.
3. Leggerezza: Ha un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato). Il peso specifico del legno lamellare è 1/5 rispetto a quello del 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).
4. Capacità Isolante: Il legno è un ottimo isolante naturale, in grado di mantenere una temperatura interna confortevole e ridurre i consumi energetici per il riscaldamento e il raffrescamento. Ha una capacità isolante molto alta. Il legno permette una buona traspirabilità della struttura che migliora il comfort ambientale degli ambienti e consente anche di ottenere un ottimo livello di isolamento termico e acustico, grazie alle proprietà fonoassorbenti del materiale. 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.
5. Resistenza al Fuoco: Contrariamente a quanto si possa pensare, il legno lamellare offre una buona resistenza al fuoco. L’alta resistenza al fuoco è dovuta alla lenta combustione che caratterizza il legno, grazie alla formazione sulla superficie esterna di uno strato carbonizzato che durante la combustione rallenta ed impedisce il procedere della stessa combustione in profondità. Le travi non collassano, quindi, all’improvviso. Ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata.
6. 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. A ciò si sommano le prestazioni elastiche, che consentono una maggiore flessibilità delle strutture, e ne fanno un’ottima soluzione in zone a rischio sismico.
7. Versatilità Progettuale: 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. Questo lo rende il materiale ideale per tettoie, pergole, porticati, pensiline, gazebo e altri elementi outdoor.
8. Sostenibilità: Il legno lamellare è un materiale eco-sostenibile: viene ricavato da legno certificato, riduce gli sprechi rispetto al massello ed è completamente riciclabile. La sua produzione comporta un impatto ambientale ridotto, soprattutto se si utilizzano legni certificati FSC o PEFC. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.
9. Rapidità di Messa in Opera: Il legno lamellare viene realizzato in maniera prefabbricata e, rispetto a strutture di tipo tradizionale, garantisce rapidità di messa in opera e minore impatto ambientale. La leggerezza e la versatilità del legno ne permettono molteplici applicazioni, con possibilità di assemblare la struttura a secco e in tempi rapidi.
10. Resa Estetica: Non si può trascurare l’indubbia resa estetica delle strutture in legno e l’ampia scelta di finiture e flessibilità nelle forme e nelle curvature realizzabili, mantenendo solidità e resistenza.

Applicazioni Architettoniche del Legno Lamellare

La versatilità del legno lamellare lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. L’impiego del legno lamellare si è diffuso in molteplici ambiti, proprio grazie alle tante caratteristiche menzionate. In particolare, la sua resistenza meccanica, la leggerezza, la sostenibilità e la resistenza al fuoco e agli eventi sismici lo rendono particolarmente adatto per grandi strutture ed edifici pubblici.

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 ed edifici destinati a civile abitazione.

Forse proprio le costruzioni pubbliche e i grandi edifici commerciali sono quelli dove più spesso si trova questo materiale. Il legno lamellare trova ampia applicazione anche negli stadi e, in generale, negli impianti sportivi. Anche in ambito residenziale non mancano gli esempi di grandi edifici realizzati in legno, anzi, negli ultimi anni sono aumentati i grattacieli sostenibili che hanno scelto questo materiale.

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Un tetto in legno lamellare può essere un’ottima soluzione per la copertura di una casa. I principali vantaggi di scegliere il legno lamellare per la costruzione di grandi strutture, al di là di quale sia la funzione e l’ambito di riferimento, riguardano prima di tutto la possibilità di ridurre i tempi di realizzazione.

Tipologie e Classificazione

Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. Per la produzione delle lamelle si utilizzano legni provenienti da conifere (abete rosso, abete bianco, pino e larice) o latifoglie (faggio, frassino, rovere).

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.

La classe di resistenza a flessione viene indicata con la sigla GL e varia in relazione alla tipologia di specie legnosa e della modalità con la quale vengono inserire le lamelle con gli anelli annuali di accrescimento rivolti nello stesso senso o in maniera contrapposta. La norma UNI EN 1194:2000 specifica il sistema di classi di resistenza del legno lamellare incollato di conifere per usi strutturali, con i valori caratteristici.

Un sistema ancora più avanzato è rappresentato dal sistema XLAM, pannelli in legno a strati incrociati (CLT, Cross Laminated Timber).

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Trattamenti e Manutenzione

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.

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, puoi usare lo stesso colore di impregnante per uniformare la struttura, ma attenzione: il risultato potrebbe essere leggermente più scuro. In alternativa, puoi optare per un impregnante o finitura trasparente per mantenere il tono originale.

Confronto con altri materiali

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.

La decisione tra lamellare e massello dipende dal risultato che vuoi ottenere. Se cerchi un tetto resistente a sollecitazioni importanti e meno soggetto a deformazioni, il legno lamellare offre prestazioni migliori. Se invece ami l’aspetto genuino del legno naturale e desideri un impatto estetico più “materico”, il massello risulta più adatto.

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.

Quando si valuta un tetto in legno lamellare rispetto a una copertura in cemento o in acciaio, è importante considerare diversi aspetti tecnici. 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. Anche i tempi di posa risultano spesso più rapidi grazie a elementi prefabbricati e lavorazioni “a secco”. 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. In termini di manutenzione, richiede attenzioni specifiche nel tempo (soprattutto in presenza di umidità), mentre cemento e acciaio hanno esigenze diverse legate a durabilità e protezioni. Sul piano estetico il lamellare offre un fascino caldo e architettonico, ideale anche per ambienti moderni.

Durevolezza e Resistenza Sismica

Sono innumerevoli gli esempi di edifici che sfidano il passare del tempo. Possiamo pensare alla Pagoda del tempio di Horyu-ji a Nara, Giappone, anno di costruzione 607 d.c. (5 piani). La realizzazione di edifici plurisecolari multipiano in legno come le pagode giapponesi, fatte esclusivamente in legno, sfata ogni dubbio in merito alla durabilità del materiale, a patto che si tratti di materiale d’origine di qualità e di adeguata messa in opera. La durevolezza aumenta se si tratta di legno lamellare.

Il materiale del tetto può influenzare molto la resistenza della struttura durante l’azione sismica. Le costruzioni realizzate dopo il terremoto del 1783 in Calabria, e realizzate con struttura in muratura con intelaiature in legno, erano state già pensate come la migliore soluzione per resistere ai terremoti, in quanto l’elasticità del legno è capace di assorbire le azioni sismiche, la presenza della muratura dà resistenza e rigidezza, mentre il telaio in legno assicura duttilità al pannello.

Il terremoto del 1783 aveva fatto emanare ai Borbone un regolamento che, fondato sugli studi di Giovanni Vivenzio, proponeva il sistema della casa baraccata, realizzata con un doppio telaio in legno inserito nella muratura portante. Prove di laboratorio, che hanno riprodotto i pannelli in muratura con la medesima intelaiatura in legno, hanno dimostrato l’efficacia di questo metodo costruttivo.

Aspetti Normativi e Calcolo Strutturale

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. Per questa ragione, è fondamentale affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software di calcolo strutturale legno, con cui è possibile modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.

Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. 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 allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione: R_d = (k_mod·R_k)/γ_M ≥ S_d

Dove:

• R_k 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 k_h (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018).
• k_mod 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 k_mod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018).
• γ_M è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella Tab. 4.4.III D.M. 2018.

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. 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 normative tecniche utilizzabili per la progettazione di strutture in legno lamellare sono le norme: UNI 90504 “Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi in legno” e UNI ENV 1995-1-2 “Eurocodice 5 - progettazione di strutture di legno. parte 1-2 progettazione strutturale contro l’incendio”. La norma EN 14080, che consente di ottenere la marcatura CE, disciplina tutte le fasi di realizzazione del prodotto: selezione delle tavole, formazione dei giunti, tipologie e caratteristiche degli adesivi, prove da effettuare sulle singole lamelle e sul prodotto finale. Le NTC 2018 hanno introdotto anche novità per garantire il prodotto prefabbricato e la formazione dei Direttori di stabilimento dei Centri di lavorazione e dei Produttori di legno strutturale.

Struttura in legno lamellare: relazione di calcolo

Puoi scaricare gratuitamente la relazione di calcolo e il tabulato della struttura in legno lamellare elaborata con il software calcolo strutturale legno. Nella seguente 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.

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