Cos'è il Legno Lamellare e Perché Nasce
Oggi parliamo di travi lamellari e vediamo assieme cosa sono, quali sono le loro caratteristiche e perchè preferirle alle classiche travi massicce. 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.
Partiamo con il dire che le travi lamellari si definiscono “GL”, ovvero “glued laminated”, in italiano “a lamelle incollate”. 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. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Le lamelle sono delle tavole di spessore 40mm, perfettamente essiccate, piallate e refilate che vengono incollate assieme per formare, appunto, la trave lamellare della sezione desiderata.
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 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.
Legno Massiccio vs. Legno Lamellare: Un Confronto Strutturale
Le travi in massello possono essere ricavate con diverse modalità di taglio, ognuna con specifiche proprietà legate alla disposizione delle fibre, alla stabilità e alla resa estetica. Questa tipologia permette di adattare la trave alle esigenze del progetto, tenendo conto del comportamento sotto carico, delle deformazioni ammissibili e del risultato visivo. Il taglio "4 Fili" è ottenuta dal cuore della pianta e presenta una disposizione delle fibre equilibrata, particolarmente indicata per impieghi strutturali che richiedono solidità e uniformità. Le sezioni risultano regolari e la deformazione limitata, con un comportamento prevedibile nel tempo. Questo tipo di trave trova largo utilizzo in coperture e solai dove è necessaria una buona stabilità dimensionale.
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L’Uso Fiume mantiene una porzione maggiore della forma originale del tronco, con fibre che seguono il naturale andamento della pianta. Questo conferisce ottima resistenza alla flessione e una notevole capacità di sostenere carichi variabili. La superficie è più irregolare e conserva un aspetto tradizionale, rendendola ideale anche per interventi di recupero o per strutture che valorizzano l’estetica rustica del legno. Il "Tondo Tornito" è una trave realizzata lavorando meccanicamente il tronco fino a ottenere una sezione perfettamente cilindrica. Questa configurazione assicura uniformità geometrica e una buona distribuzione delle tensioni lungo tutta la lunghezza. È una soluzione utilizzata soprattutto per pergolati, strutture esterne e realizzazioni dove l’aspetto visivo ricopre un ruolo determinante, mantenendo un carattere naturale e armonioso.
Il legno lamellare rappresenta l’evoluzione tecnologica delle strutture lignee ed è ottenuto mediante l’incollaggio di lamelle selezionate in base alle migliori caratteristiche meccaniche. Questo processo permette di superare molti limiti del massello, offrendo elevata resistenza, indeformabilità e una straordinaria omogeneità strutturale. Perché preferire una trave lamellare a una trave massiccia? La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione.
Una trave lamellare non avrà spaccature (al massimo qualche piccola fenditura) né nel breve, né nel lungo periodo. Non ci saranno cali, torsioni, curvature, fenditure tipiche di una trave massiccia e, se inserita in un muro, nel tempo non si avrà un antiestetico e antiperformante distacco (come avviene nelle travi massicce) dovuto al restringimento della trave. La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera.
Il normale legname da costruzione montato è sottoposto ad un forte processo di essicazione: esso infatti si torce, si deforma e si ritira. Una trave di 24 cm, ad esempio, si ritira di 10-20 mm con un'essicazione del 30% su un'umidità del legno del 10%. Tutto ciò può causare anche fessurazioni. Il ritiro del legno da costruzione troppo bagnato, quando già montato, è la causa più comune di anermeticità delle pareti esterne e della conseguente comparsa di danni dovuti all'umidità. Le travi lamellari mostrano, attraverso la loro lavorazione, migliori caratteristiche rispetto al legno massello, per l'assenza di torsioni a lungo termine, e perché la tendenza alle fessurazioni risulta ridotta al minimo.
Essenze Legnose: Dalla Scelta alla Performance
Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere: abete rosso e bianco; frassino; larice; faggio; pino.
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Per la produzione delle lamelle si utilizzano soprattutto le conifere: abete rosso, abete bianco, pino e larice, però possono essere impiegate anche le latifoglie, come il faggio, il frassino, il rovere. La scelta dell’essenza influisce sulla resistenza meccanica, sulla durabilità e sul comportamento del materiale nel tempo, rendendola un elemento decisivo in ogni progetto edilizio. Le essenze maggiormente impiegate in ambito strutturale combinano leggerezza, stabilità e un rapporto resistenza/peso tra i più elevati nel panorama dei materiali da costruzione.
Abete: Leggerezza e Versatilità
L’abete è una delle essenze più utilizzate nelle strutture in legno grazie alla sua naturale leggerezza e all’ottima resistenza meccanica. La fibra omogenea e il peso contenuto lo rendono ideale per travi, coperture e solai, dove garantisce stabilità e affidabilità. La lavorabilità è elevata e la resa estetica pulita, con tonalità chiare che si integrano facilmente a qualsiasi contesto architettonico. È un materiale che assicura un buon isolamento termico e un comportamento costante anche nelle sezioni di grandi dimensioni.
Larice: Resistenza e Durabilità
Il larice è apprezzato per la sua naturale resistenza all’umidità e agli agenti atmosferici. La fibra compatta lo rende particolarmente adatto agli impieghi esterni o in condizioni ambientali più esigenti. Rispetto all’abete presenta una densità maggiore e una colorazione più intensa, caratteristiche che contribuiscono sia alla solidità strutturale sia al valore estetico della trave. Il larice offre una buona durabilità senza necessità di trattamenti invasivi ed è una scelta frequente per coperture, facciate e travature a vista.
Considerazioni Economiche
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).
Comparazione Essenze: Abete vs. Larice
| Caratteristica | Abete | Larice |
|---|---|---|
| Resistenza Meccanica | Ottima, con fibra omogenea | Ottima, con fibra compatta |
| Leggerezza | Elevata, peso contenuto | Maggiore densità rispetto all'abete |
| Resistenza all'Umidità e Agenti Atmosferici | Buona | Naturale e alta, particolarmente adatto per esterni |
| Resa Estetica | Tonalità chiare, pulita | Colorazione più intensa |
| Durabilità | Buona | Buona, spesso senza trattamenti invasivi |
| Costo (in Europa) | Prevalentemente usato, economico | Generalmente più costoso |
La lavorazione del legno
Classificazioni e Qualità del Legno Lamellare
Il legno lamellare può essere classificato in: incollato omogeneo, in cui le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza; e incollato combinato, quando appartengono a differenti classi di resistenza.
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Classi di Resistenza (GL)
Le travi lamellari si definiscono “GL”, ovvero “glued laminated”. Quelli che si usano solitamente sono i GL24H, dove “24” indica la resistenza della trave (alla flessione) ed è definita dalla Normativa Europea di riferimento. Esistono, però, anche delle classi superiori (28, 30 e 32), che indicano travi che, a parità di sezione, hanno una portata maggiore e che quindi resistono maggiormente alle sollecitazioni. Solitamente si utilizza il GL24H, mentre le classi superiori vengono usate saltuariamente e solitamente per lavori particolari.
La lettera “H”, che sta per “homogeneous” (omogeneo), indica che le lamelle utilizzate per realizzare quella trave hanno tutte la stessa portata (nel nostro esempio 24). Esistono infatti anche travi GL24C (es.) dove “C” sta per “combined” (combinato), ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti ma la cui media dà comunque 24. La qualità delle lamelle viene valutata in base ai nodi, spaccature, fenditure, difetti. Meno difetti presenta la lamella, maggiore sarà la sua portata.
Nella normativa europea sono definite le diverse classi di resistenza. La classe di resistenza standard dei prodotti Mosser è la GL 24c. Questa classe di resistenza è creabile idealmente con il materiale grezzo disponibile ed è da considerare dunque come la classificazione più economica e più gradevole alla vista. Su richiesta è disponibile con sovrapprezzo anche la classe di resistenza GL 24h. Per componenti con requisiti di resistenza più elevati offriamo su richiesta e per determinate sezioni trasversali anche le classi di resistenza GL 28c (a partire da 140/320 mm) e GL 30h (a partire da una larghezza di 120 mm). La Norma Uni EN 1194 prevede di utilizzare lamelle aventi la classe di resistenza C24 in esterno, combinate con lamelle C16 per la parte interna della trave.
Qualità Estetica: "Vista" o "Industriale"
La normativa europea che definisce la classificazione delle travi fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza/portata che devono avere. Non valuta l’estetica della trave (che è intrinseca nella qualità) a meno che i difetti di quest’ultima non ne compromettano la portata. Ciò nonostante esistono due tipologie di travi lamellari: vista o industriali.
Le travi lamellari qualità “vista” non devono presentare macchie o nodi scappati al disopra di un determinato diametro. Sono tollerate lievi fenditure, ma solo di pochi millimetri (non devono inficiarne la resistenza). Le travi lamellari qualità “industriale”, invece, devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.
Il "Verso" di Lavoro delle Lamelle e la Norma UNI EN 386:2003
Esiste un "verso" di lavoro delle travi in legno lamellare? La norma UNI EN 386:2003 fissa i requisiti prestazionali e requisiti minimi di produzione per la realizzazione del prodotto legno lamellare. Tale normativa dà inoltre indicazioni sulla disposizione delle lamelle all'interno del pacco. Le lamelle devono generalmente avere il midollo rivolto verso lo stesso lato (vedere figura 1a). Per il glulam da utilizzare nella classe di servizio 3, le lamelle estreme su ogni bordo devono avere il lato del midollo rivolto verso l’esterno (vedere figura 2b).
I lamellari duo e trio hanno le lamelle esterne incollate con gli anelli annuali di accrescimento contrapposti fra loro. In una trave lamellare le sollecitazioni a flessione sono nulle in mezzaria e massime in periferia, come evidenziato dal grafico delle tensioni.
I Vantaggi Insuperabili del Legno Lamellare nelle Costruzioni Moderne
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale: resistenza a flessione e trazione; versatilità, può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno; leggerezza: 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); capacità isolante molto alta; alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici; 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; basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; facilmente riciclabile; alta resistenza al fuoco.
Resistenza al Fuoco e Sismica
Nonostante il legno sia annoverato tra i materiali da costruzione infiammabili, in virtù delle sue proprietà, in caso d’incendio esso presenta un comportamento relativamente vantaggioso. Il legno, utilizzato come elemento costruttivo compatto, mostra un'elevata resistenza al fuoco, giacché solo la parte esterna viene carbonizzata, mentre la sua struttura interna si mantiene intatta. Con le costruzioni di legno è possibile soddisfare anche le classi di protezione antincendio più elevate. Il peso inferiore delle costruzioni in legno reca enormi vantaggi in zone sismiche, vantaggi accresciuti dalla maggiore elasticità del materiale e dagli elementi di giunzione utilizzati. Il cemento armato è rigido e quando qualcosa si rompe tende a cedere rapidamente.
Vantaggi Architettonici e di Design
I pregi tecnici citati portano anche vantaggi architettonici e di forma. Le travi lamellari si accompagnano in modo eccellente con altri materiali, quali pietra naturale, calcestruzzo, acciaio o vetro. Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang. Il lamellare consente la realizzazione di travi di grandi luci, fino a 100 metri, rendendolo ideale per capriate, archi, coperture complesse e progetti architettonici che richiedono ampia libertà formale. Le travi lamellari mostrano una maggiore resistenza ed una rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione, raggiungendo lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm.
Applicazioni: Dall'Architettura alle Infrastrutture
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. La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. 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.
Come abbiamo già capito il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. Alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.
Calcolo Strutturale e Conformità Normativa
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, ti suggerisco di affidarti a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui puoi 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: 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.
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. Nei tabulati di calcolo che ti fornisco di seguito, 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
È possibile 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.
Processi Produttivi Avanzati e Durabilità
Le travi di legno lamellare incollato sono elementi strutturali prodotti in stabilimenti industriali aventi spazi interni, dedicati alla produzione, mediamente grandi dato che le dimensioni del prodotto finito possono raggiungere anche i 50 metri di lunghezza. Le lamelle subiscono un primo controllo visivo (oppure con scanner speciali per i componenti di legno) che ne identifica i difetti. Un operatore (oppure lo stesso scanner) li evidenzia e invia la lamella ad una macchina troncatrice che elimina la parte difettosa.
Con la produzione di travi lamellari, le lamelle, già prima dell'incollaggio, vengono essiccate in modo tecnico fino a raggiungere un'umidità del legno del 12 % e successivamente piallate. Questo processo controllato riduce fenomeni di ritiro e fessurazione, garantendo un comportamento controllato e costante nel tempo.
Per l'incollaggio delle travi lamellari e degli elementi per solaio in legno lamellare si utilizzano colle di resina melamminico-ureica o colle poliuretaniche prive di formaldeide. L'incollaggio è impermeabile e resistente agli agenti atmosferici e forma delle giunzioni di colla chiare che non diventano scure.
I moderni impianti di centro taglio permettono di lavorare i componenti con precisione e accuratezza millimetrica. Con le odierne lavorazioni con centro taglio si è nell’ambito dell’High-Tech, laddove la precisione è di gran lunga superiore rispetto a quella del cemento armato. Utilizzare degli utensili robusti, costruiti con materiali certificati da professionisti, è uno dei tanti segreti per riuscire ad essere efficienti e produttivi nella propria attività.
Grazie all’elevato grado di prefabbricazione dei componenti in legno, delle costruzioni di tetti e telai, è possibile realizzare in pochi giorni un progetto di costruzione. Sul cantiere sono necessari elevatori molto più leggeri rispetto a quelli che servirebbero per il cemento armato. La movimentazione ed il collegamento di componenti nelle costruzioni in legno sono effettuabili molto rapidamente e non necessitano di tempi di essiccazione o indurimento.
Protezione e Lunga Durata
Se si protegge per bene il legno dall’azione degli agenti atmosferici attraverso misure costruttive (tettoie, copertina in lamiera di finestre, ecc.), questo può conservarsi in maniera praticamente illimitata. È importante soprattutto che in nessun’area della costruzione possa formarsi umidità o condensa. La protezione costruttiva del legno è la misura più efficace con cui è possibile prolungare notevolmente la durata di vita di una costruzione in legno. I funghi che distruggono il legno necessitano di umidità per crescere, un'umidità che può essere esclusa con un montaggio delle travi lamellari a regola d'arte sotto i tetti o negli ambienti interni. Se ciò non è possibile sono necessarie misure chimiche appropriate, al fine di influenzare la durata di vita. Con protezione chimica del legno s’intende sostanzialmente un trattamento della superficie per mezzo di vernice o vernice trasparente, che protegge il legno dalle radiazioni UV e da eventuale umidità.