Il legno è uno dei materiali più utilizzati in edilizia per le sue proprietà di resistenza, sostenibilità ed estetica. Per chi non è del settore è molto difficile capire cosa differenzia i diversi tipi di legno. La scelta del tipo di legno giusto per una costruzione non è sempre immediata. Sia che stiate arredando casa, sia che stiate progettando la costruzione di strutture in legno come verande, tettoie o bersò, capire quali sono le peculiarità di ciascuna tipologia di legno permetterà di fare una scelta più oculata, consapevole e, soprattutto, vicina alle vostre aspettative e richieste.
Tra le opzioni più comuni troviamo il legno massello, il KVH (Konstruktionsvollholz) e il legno lamellare. Comprendere le caratteristiche di ciascuna tipologia vi permetterà di fare una scelta più vicina alle vostre esigenze, sia qualora stiate cercando soluzioni di arredo per la casa, sia qualora vi troviate a dover progettare strutture in legno più importanti, come gazebo, pensiline o dehor. È essenziale comprendere le caratteristiche distintive di ciascun materiale per consigliare al meglio i nostri clienti e garantire la realizzazione di opere di qualità.
Il Concetto di Legno Strutturale
Il presente contributo si concentra sul caso specifico del legno strutturale e dei materiali strutturali a base di legno. Per “legno strutturale” si intende il manufatto ligneo, il componente, l’elemento che svolgerà la funzione portante (o un lotto di essi). Fra “legno” e “legno strutturale” c’è una differenza concettuale simile a quella che sussiste ad es. fra “acciaio” e “putrella”. Il “legno” è un tessuto biologico a struttura cellulare composita derivante dalla sintesi clorofilliana di piante arboree. La sua produzione è interamente naturale e le sue caratteristiche fondamentali non possono essere significativamente alterate dall’uomo, che si limita - nei casi più spinti - a blande pratiche colturali volte a limitare la nodosità dei tronchi (potature) e a favorire l’armonico sviluppo degli individui geneticamente migliori (diradamenti e sfolli) in attesa che si concluda il lento ciclo vitale delle piante (per l’Abete, circa 100 anni) e giunga il momento favorevole per l’abbattimento dei tronchi e la rinnovazione della copertura arborea.
Caratteristiche Intrinseche e Classificazione del Legno
Nel caso delle travi di legno, è materialmente impossibile che siano prive di difetti significativi. La funzione del tronco dell’albero, ad esempio, è quella di sostenere una chioma formata da rami e foglie. Al momento in cui questi ultimi sono asportati in segheria, nel legno rimangono inevitabilmente le tracce della loro presenza, sotto forma di nodi. Citando un modo di dire diffuso tra i forestali e i tecnologi del legno, si può affermare che non c’è albero senza chioma, quindi non c’è trave di dimensioni rilevanti senza almeno qualche nodo.
Il tronco di un albero svolge anche la funzione di trasportare acqua e sali minerali alle parti verdi e poi quella di distribuire la linfa a tutte la zone vitali. Quindi, è inevitabile che il legno appena abbattuto contenga elevate percentuali di acqua e che la successiva perdita di umidità (stagionatura, essiccazione artificiale), comporti variazioni di massa e anche di volume (ritiro), con conseguenti deformazioni e apertura di fessurazioni. È ben difficile che l’accrescimento del tronco possa avvenire in modo perfettamente regolare, quindi è possibile riscontrare in molti alberi un andamento “a spirale” della fibratura del legno che può essere configurato come trascurabile per l’albero in piedi, ma come difetto nell’elemento strutturale ottenuto con la segagione.
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Tutte queste caratteristiche connaturate alla fisiologia degli alberi devono essere prese attentamente in considerazione, allo scopo di valutarne i possibili effetti sulle prestazioni finali delle travi. Di questo si occupa la “classificazione del legno strutturale secondo le resistenze meccaniche”, regolata da norme specifiche nazionali (per l’Italia vale la UNI 11035, per la Germania la DIN 4074, ecc.), tutte a loro volta soggette alle prescrizioni della norma armonizzata europea UNI EN 14081.
La classificazione secondo le resistenze meccaniche è un “filtro” attraverso cui gli elementi di legno strutturale massiccio vengono selezionati: quelli con eccessiva difettosità vengono scartati e non possono essere utilizzati in campo strutturale; i restanti vengono assegnati a categorie corrispondenti a prestazioni crescenti con il diminuire della difettosità. Le prestazioni strutturali sono espresse da profili di valori caratteristici di resistenza meccanica, rigidezza e massa volumica. Questi valori caratteristici corrispondono a valori di 5‐percentile delle distribuzioni di frequenza ottenute sottoponendo a prove di rottura campioni assai numerosi di provini in dimensione d’uso, raggruppati in base alla specie legnosa, alla provenienza geografica e alla categoria di classificazione. L’insieme di questi tre criteri definisce il “tipo di legname”, o popolazione statistica di riferimento.
Il lavoro sperimentale per la determinazione dei profili di valori caratteristici per ciascun “tipo di legname” viene svolto, su base nazionale, da laboratori accreditati e i risultati sono validi e garantiti per tutto il territorio indicato nelle tabelle riportate nella norma di classificazione, senza necessità di ripetere ogni volta le prove sulle singole forniture di materiale classificato.
Per l’inserimento dei profili di valori caratteristici delle proprietà fisico‐meccaniche delle varie categorie nazionali nel sistema europeo di “classi di resistenza” (conformemente alla norma europea EN 3388), i dati sperimentali subiscono un’ulteriore valutazione da parte di un gruppo di lavoro “ad hoc” formato da specialisti di tutti i Paesi membri del Comitato Europeo di Normazione (CEN), con successivo inserimento nell’apposita norma‐quadro EN 1912, che riunisce in un unico documento tutti i tipi di legname che abbiano superato il severo vaglio degli esperti internazionali. Tale accettabile incertezza è dello stesso ordine di grandezza sia per i segati classificati a vista (da operatori qualificati) che per quelli classificati a macchina. Entrambi i sistemi di classificazione sono ammessi dalla normativa europea.
La classificazione a macchina, a fronte di maggiori costi e di una più impegnativa procedura di assicurazione qualità, permette di migliorare le rese di classificazione per ciascuna categoria, di classificare il materiale direttamente in classi di resistenza conformi alla EN 338 e infine di classificare categorie particolarmente performanti, che la classificazione a vista non arriva a individuare efficacemente.
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Il Legno Massiccio (o Massello)
Il legno massello è un materiale naturale ricavato direttamente dal tronco dell'albero, senza processi di incollaggio o laminazione. Apprezzato fin dai tempi più remoti, l’uso del legno massello è diffusissimo ancora oggi sia nel settore della cantieristica, sia nell’ambito dell’hobbistica e del fai da te che nel settore dell’arredo. Il legno massiccio è un elemento ligneo in un solo pezzo, senza giunti. Come tale, si porta dietro tutti i caratteri individuali del tronco d’albero da cui è stato ricavato, comprese tutte le forme fisiologiche di ottimizzazione strutturale che permettono agli alberi stessi di raggiungere dimensioni ragguardevoli e di resistere a un “collaudo in opera” continuato e molto intenso (vento e neve), lungo tutto il corso della loro vita.
Gli elementi di legno strutturale massiccio possono essere travi, tavole, listelli, ma in ogni caso si tratta di pezzi ottenuti per segagione, fresatura e/o piallatura, cioè per asportazione meccanica di materiale dal tronco originale. Allo stato dell'arte non sono tecnicamente possibili altre fasi di lavorazione (ad es. trattamenti fisici o chimici) attraverso cui le prestazioni meccaniche del segato finale possano essere artificialmente migliorate. Sono costituite da un tronco pieno, scortecciato e squadrato. Una trave in legno massiccio ha solitamente una sezione quadrata, circolare o rettangolare.
Il legno massello è la porzione di legno estratta dal durame, la parte più interna del tronco. Questo tipo di legno, come detto, è ottenuto direttamente dalla lavorazione del tronco di un albero e, di conseguenza, possiede la bellezza e l’eleganza tipica dell’elemento naturale. Ogni tavola di legno massello è unica. È resistente e durevole: durante la lavorazione il legno massello non subisce alterazioni strutturali, ma viene solo (eventualmente) essiccato, segato o piallato per poterlo adattare ai diversi usi. È un materiale unico: ogni tavola presenta nodi, fessurazioni e imperfezioni estetiche derivanti dalla natura tipica del legno, che conferisce ad ogni pezzo il grande pregio dell’unicità.
Di contro, il legno massiccio pone dei limiti alla dimensione della sezione trasversale e alla lunghezza dell’elemento strutturale da realizzare. Il legno massiccio può presentare imperfezioni dovute a nodi, tende a creparsi e a subire cali di sezione e torsioni. Il legno massello è meno stabile: pur essendo decisamente solido, il legno massello è meno stabile perché soggetto alla presenza di naturali fessurazioni da ritiro, nodi e imperfezioni derivanti dalla natura tipica del legno. Il legno massiccio, sebbene robusto, può essere soggetto a deformazioni e fessurazioni nel tempo, specialmente se non è stato adeguatamente stagionato. Il legno massiccio mantiene un’estetica più tradizionale e rustica, con venature che raccontano la storia dell’albero da cui proviene.
Il Legno Strutturale con Giunti a Dita (KVH)
Il KVH (Konstruktionsvollholz) è un legno strutturale ingegnerizzato, essiccato tecnicamente e giuntato a pettine. Questi assortimenti sono composti da due o tre lamelle, generalmente di abete rosso, assemblate mediante processo produttivo controllato in stabilimento. Le tavole che costituiscono tale assortimento vengono segate, essiccate, classificate in base alla resistenza, giuntate, piallate ed incollate. Questo procedimento serve ad ottenere elementi di legno massiccio giuntati aventi caratteristiche ben definite e praticamente senza limiti di lunghezza. Si tratta di legno massiccio squadrato e piallato, giuntato a pettine sull’intera sezione trasversale (conformemente alla UNI EN 385).
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Il giunto a pettine è un giunto longitudinale tra due elementi di legno massiccio, sulle cui testate sono stati intagliati, mediante fresatura, denti aventi stesso profilo e stesso passo, che si incastrano fra di loro senza gioco e che sono uniti tramite incollaggio. L’ideazione della giunzione a dente di sega si fa risalire a Leonardo Da Vinci. La selezione del legno alla base delle travi giuntate a pettine e l’essicazione uniforme riducono al minimo le fessurazioni ed evitano i difetti tipici del legno massello.
Entrambi gli assortimenti (KVH e lamellare) attualmente non hanno una norma armonizzata di riferimento per poterne permettere la relativa marcatura CE. Attualmente i produttori, in assenza di una norma armonizzata che definisca le modalità di presunzione di conformità di prodotto, attuano i controlli prescritti all’interno della EN 385 »Legno strutturale con giunti a dita - Requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione«. Nel caso di giunti a dita a tutta sezione il produttore dovrà comprovare la piena efficienza e durabilità del giunto stesso, considerando le azioni alle quali il giunto sarà soggetto per gli impieghi previsti nella struttura.
Dal punto di vista prestazionale, una trave bilama (un tipo di KVH) ha una capacità portante simile a quella di una trave lamellare. Il KVH è meno soggetto a deformazioni rispetto al massello ed è indicato per costruzioni portanti.
Il Legno Lamellare Incollato
Il legno lamellare incollato è un materiale da costruzione prodotto industrialmente tramite l’incollaggio di più strati di lamelle; queste ultime sono costituite da tavole di legno incollate di testa tramite giunti a dita. Il legno lamellare è un materiale composto da più strati di legno incollati tra loro con resine speciali. Questo processo lo rende estremamente resistente e versatile. Il legno lamellare è un materiale composito, costituito da più tavole incollate a caldo e sotto pressione. È un prodotto umano, ma non per questo risulta meno naturale. È infatti ottenuto dall’unione di tavole o lamelle essiccate e incollate tra loro.
Cenni Storici e Processo Produttivo
Le prime intuizioni risalgono già al XV e XVI sec. con la realizzazione di elementi compositi (ad es: catene di capriate o centine per controsoffitti curvi) fino ad arrivare al XIX sec. con la realizzazione di archi costituiti da pacchi di tavole curvate chiodate e bulloni passanti. Nel XIX secolo Migneron e Wiebeking misero a punto un sistema che prevedeva un arco con lamelle formate da travi curvate a freddo e tenute a pressione mediante staffe metalliche. Una svolta radicale si ebbe dalla coniugazione tra la tecnica della laminazione del legno e quella dell’incollaggio.
Dopo un’accurata selezione, le future lamelle vengono segate a misura e sagomate. Per superare i limiti derivanti dalla lunghezza delle lamelle, le tavole vengono giuntate tra loro mediante giunti a pettine. Per ottenere una trave lamellare completa, è necessario sovrapporre ed incollare vari strati a caldo (sotto pressione). Le operazioni di incollaggio rappresentano la fase più importante e delicata dal punto di vista operativo e tecnologico. Per realizzare l’incollaggio fra le lamelle bisogna sottoporre l’elemento strutturale a una pressione il più possibile uniforme. Tale operazione viene effettuata in apposite presse. L’operazione di posizionamento delle lamelle e di chiusura della pressa deve essere fatta il più rapidamente possibile per evitare che la colla cominci a indurire. Per la chiusura delle presse si procede dal centro verso le estremità. Le travi completate dispongono di fori e incavi per il fissaggio.
La produzione del legno lamellare
Vantaggi e Sfide del Legno Lamellare
Il legno lamellare è un materiale stabile (più stabile del legno massello): la lavorazione infatti elimina la naturale espansione/contrazione e distorsione del legno per dar vita a pezzi altamente performanti, che vengono venduti e utilizzati in versione esclusivamente piallata. Ha inoltre meno fessurazioni da essiccazione (quasi inesistenti). Il legno lamellare ha una struttura più omogenea: la lavorazione riduce difetti estetici tipici del legno massello. Il legno lamellare non ha vincoli di dimensione: essendo ricavato da lamelle incollate, il legno lamellare può essere di qualsiasi dimensione. È quindi perfetto per realizzare strutture molto grandi, che si sviluppano magari in altezza. Dal punto di vista estetico, il legno lamellare risulta laminato sia in lunghezza che in altezza. Il legno lamellare offre un aspetto più uniforme e moderno. Grazie al processo di produzione, le imperfezioni naturali del legno possono essere eliminate o ridotte, ottenendo superfici più lisce e omogenee.
Estetica: l’utilizzo di tavolame essiccato ed incollato consente di ridurre notevolmente le fessure da ritiro, fino a quasi renderle impercettibili. Prestazionale: potendo utilizzare infatti le parti migliori del tavolame e potendolo anche disporre nella posizione desiderata all’interno della sezione, è possibile sia utilizzare il materiale disponibile in maniera più efficiente e responsabile sia ottenerne una qualità più omogenea. Queste caratteristiche, unitamente all’ottimo rapporto prestazioni meccaniche-peso del legno ed alla sua sostenibilità di produzione, rendono il legno lamellare incollato particolarmente indicato per la realizzazione di strutture a grandi luci e con forme curve (ad es. coperture ed archi). Vengono utilizzate travi in legno lamellare per costruire case e ville a basso consumo energetico. In particolare è sempre certificato ad uso strutturale.
Nonostante l’utilizzo del legno lamellare abbia solo qualche decennio di vita, quindi relativamente giovane rispetto alle secolari strutture in legno ubicate all’interno del nostro patrimonio architettonico, sono già presenti situazioni in cui appare palese, anche agli occhi poco esperti, uno stato di conservazione alquanto precario. D’altronde, non bisogna dimenticare che il lamellare si compone di elementi in legno massiccio il cui assemblaggio permette di superare limiti ingegneristici e architettonici, ma che al tempo stesso contribuiscono a mantenere caratteristiche analoghe come un comportamento igroscopico, anisotropo, a essere soggetto a variazioni di volume (ritiri e rigonfiamenti) e infine a essere degradato.
Tuttavia, le cause di molti fallimenti non vanno attribuite alla natura organica del materiale, ma a un’errata progettazione o a un’errata esecuzione dell’opera; un dettaglio costruttivo sbagliato o dimenticato e rimandato durante la fase esecutiva, mette in luce la limitata conoscenza del progettista nell’utilizzo del materiale, così come un’errata realizzazione dell’opera presuppone la necessità di impiegare imprese altamente specializzate e con notevole esperienza nelle costruzioni in legno. Ed è proprio da qui che occorre trarre insegnamento per non ricadere più negli stessi errori.
Legno Massello, KVH e Lamellare: un Confronto Dettagliato
La scelta tra legno lamellare e legno massiccio dipende da una serie di fattori, tra cui l’uso previsto, le preferenze estetiche e il budget. Noi di Grosso Legnoarchitetture valutiamo attentamente queste variabili per consigliare i nostri clienti e garantire la realizzazione di tetti in legno che siano duraturi, funzionali e belli. Il legno lamellare offre resistenza e stabilità superiori, mentre il legno massiccio porta con sé un fascino naturale e tradizionale. La selezione del legno alla base delle travi giuntate a pettine e l’essicazione uniforme riducono al minimo le fessurazioni ed evitano i difetti tipici del legno massello.
| Caratteristica | Legno Massello / Massiccio | Legno Strutturale con Giunti a Dita (KVH) | Legno Lamellare Incollato |
|---|---|---|---|
| Composizione | Ricavato direttamente dal tronco dell'albero, un unico pezzo. | Elementi di legno massiccio assemblati tramite giunti a pettine. Composto da due o tre lamelle di abete rosso. | Materiale composito, più strati di lamelle (tavole) incollate tra loro. |
| Processo Produttivo | Segagione, fresatura, piallatura. Nessun processo di incollaggio. | Segato, essiccato, classificato, giuntato a pettine, piallato, incollato. Processo controllato in stabilimento. | Selezione, segagione, sagomatura lamelle, giunzione a pettine delle lamelle, incollaggio a caldo e sotto pressione di più strati. |
| Limiti di Dimensioni/Lunghezza | Limiti di grandezza legati al tronco dell'albero. | Praticamente senza limiti di lunghezza grazie ai giunti a pettine. Sezione trasversale di legno massiccio. | Nessun vincolo di dimensione, può essere di qualsiasi dimensione, perfetto per grandi strutture. |
| Stabilità Dimensionale | Meno stabile, soggetto a fessurazioni da ritiro, nodi, deformazioni. | Meno soggetto a deformazioni rispetto al massello, essiccazione uniforme. | Molto stabile, elimina espansione/contrazione e distorsione, meno fessurazioni da essiccazione (quasi inesistenti). |
| Estetica | Tradizionale e rustica, venature uniche, nodi e imperfezioni naturali. | Meno fessurazioni, aspetto più uniforme del massello. | Più uniforme e moderno, imperfezioni ridotte o eliminate, superfici lisce, alla vista si possono “leggere” le giunzioni tra lamella e lamella. |
| Capacità Portante / Prestazioni | Dipendente dalle caratteristiche intrinseche del tronco. | Capacità portante simile a quella del lamellare (per travi bilama). | Resistenza e stabilità superiori, ottimo rapporto prestazioni meccaniche-peso, qualità più omogenea. |
| Costo | Più economico di base, ma si avvicina al lamellare se a vista e lavorato. | Costo intermedio tra massello e lamellare (implicito, da confrontare con entrambi). | Il più costoso. |
| Applicazioni Tipiche | Lavori estetici, hobbistica, falegnameria, ebanisteria. | Costruzioni portanti. | Grandi strutture, forme curve (coperture, archi), case e ville a basso consumo energetico. |
Budget: Il legno massello è più economico, mentre il lamellare è il più costoso. Stabilità dimensionale: KVH e lamellare sono meno soggetti a deformazioni rispetto al massello. Applicazione: Il lamellare è indicato per grandi strutture, il KVH per costruzioni portanti e il massello per lavori estetici.
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