Il legno lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato che ha trasformato il modo di concepire le strutture moderne, unendo l'eleganza naturale del legno con prestazioni meccaniche e di stabilità superiori. Nato dall'esigenza di superare i limiti intrinseci del legno massiccio, sia per dimensioni che per concezione strutturale, il legno lamellare si è affermato come una soluzione innovativa e sostenibile per una vasta gamma di applicazioni.
In questo articolo, esploreremo in dettaglio cos'è il legno lamellare, come viene prodotto, le sue caratteristiche distintive, i numerosi vantaggi e le sue diverse applicazioni nel campo dell'architettura e dell'ingegneria.
Cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare è un materiale composito, o glulam (dall'inglese "glued laminated timber"), prodotto unendo diversi strati sottili di legno, chiamati lamelle, con adesivi speciali ad alta resistenza. Questi strati sono sovrapposti e legati tra loro mediante incollaggio a caldo e sotto pressione, dando origine a elementi di forma e dimensione prestabilita.
Questo processo conferisce al legno lamellare una robustezza e una stabilità superiori rispetto al legno massello, rendendolo ideale per costruzioni di grandi dimensioni. Può sostenere carichi pesanti e resistere alle deformazioni naturali causate dal tempo che passa. Il legno lamellare è un materiale costruito per sfruttare al massimo le qualità del legno naturale ed è realizzato unendo strati sottili di legno con adesivi speciali.
É 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.
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Processo di Produzione del Legno Lamellare
Il processo di produzione del legno lamellare inizia con l'attenta selezione della materia prima, che consiste in legno naturale tagliato in lamelle. Queste lamelle vengono poi sottoposte a un trattamento di essiccazione per raggiungere il livello di umidità perfetto, un passaggio molto importante perché se il legno è troppo umido o troppo secco, l'incollaggio non funziona bene e il prodotto finale non sarà resistente.
- Essiccazione: Il legno viene asciugato per raggiungere il livello di umidità ideale.
- Taglio in Lamelle: Dopo l'essiccazione, il legno viene tagliato in pezzi sottili, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm, per evitare che il legno si deformi in futuro.
- Ricomposizione e Incollaggio: Le lamelle vengono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave. Vengono poi incollate insieme utilizzando adesivi speciali sotto calore e pressione, che aiutano a far aderire bene i pezzi di legno.
Questo metodo di stratificazione e incollaggio riduce l'impatto negativo dei nodi e di altri piccoli difetti presenti in ciascuna lamella, ottimizzando i valori strutturali di questa risorsa rinnovabile.
La produzione del legno lamellare
Legno Lamellare Incrociato (CLT)
Una tipologia specifica e avanzata è il legno lamellare incrociato, chiamato anche CLT (Cross Laminated Timber). Si tratta di 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 (di solito a 90 gradi), 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).
I pannelli CLT 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.
Le Caratteristiche e i Vantaggi del Legno Lamellare
Il legno lamellare presenta numerose caratteristiche che lo rendono un materiale da costruzione di eccellenza, offrendo vantaggi sia dal punto di vista tecnico che ecologico e strutturale.
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Caratteristiche Uniche
- Resistenza e Stabilità: 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. La disposizione delle venature contrapposte tra le lamelle aumenta la sua capacità di sopportare carichi senza deformarsi.
- Flessibilità di Forma e Dimensione: Può essere prodotto in diverse forme e dimensioni, adattandosi a progetti che richiedono travi molto lunghe o forme complesse. Questo lo rende ideale per strutture su larga scala.
- Leggerezza: Ha un peso specifico inferiore a 500 kg al m³ (circa l’80% in meno rispetto al cemento armato), facilitando il trasporto e l'installazione e garantendo maggiore sostenibilità dei carichi e riduzione delle opere di fondazione.
- Capacità Isolante: Possiede buone proprietà di isolamento, sia per trattenere il calore sia per assorbire il rumore, migliorando l'efficienza energetica e il comfort acustico degli edifici.
- Resistenza agli Agenti Atmosferici: Alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici, specialmente se trattato con impregnanti o smalti specifici per l'esterno.
- 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.
- Resistenza al Fuoco: Anche se è un materiale combustibile, il legno lamellare brucia lentamente in caso di incendio, formando uno strato di carbone che protegge l'interno e permette alla struttura di resistere più a lungo rispetto a materiali come l'acciaio o il calcestruzzo armato.
- Basso Impatto Ambientale: È un materiale ecologico, proviene da fonti rinnovabili e da foreste gestite in modo sostenibile. È facilmente riciclabile e la sua produzione riduce gli sprechi rispetto al massello, con un'energia incorporata per produrlo significativamente inferiore rispetto all'acciaio.
Vantaggi e Svantaggi del Legno Lamellare
Per riassumere i principali aspetti del legno lamellare, presentiamo una tabella comparativa:
| Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|
| Alta resistenza a flessione e trazione | Costo di produzione più elevato rispetto al legno massello |
| Stabilità dimensionale superiore al legno massello | Processo di produzione e assemblaggio richiede alta precisione |
| Versatilità di forme e dimensioni | Necessità di personale altamente qualificato e attrezzature specializzate |
| Leggerezza con elevata capacità portante | Potenziale impatto ambientale dei processi industriali (adesivi) rispetto al legno massello non trattato |
| Eccellenti proprietà isolanti (termiche e acustiche) | |
| Ottima resistenza antisismica | |
| Lenta combustione e alta resistenza al fuoco | |
| Basso impatto ambientale e riciclabilità |
Applicazioni del Legno Lamellare
La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. 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.
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, anche fino a due piani, e per grandi open-space come palestre.
Il legno lamellare incrociato (CLT) è perfetto per pavimenti, pareti e coperture. 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. Nelle applicazioni a parete, il legname utilizzato negli strati esterni di un legno CLT è generalmente orientato verticalmente per massimizzare la capacità di carico verticale. Nelle applicazioni su pavimento e tetto, invece, il legname negli strati esterni è orientato parallelamente alla direzione della campata.
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Il legno lamellare può essere utilizzato anche in applicazioni ibride con materiali come cemento e acciaio, ampliando ulteriormente le possibilità progettuali.
Legno Lamellare per l'Esterno e Strutture Blockhouse
Per esterni, il legno lamellare è una delle scelte migliori sia dal punto di vista tecnico che estetico, per tettoie, pergole, carport e gazebo. La sua stabilità dimensionale è cruciale, poiché mantiene forma e integrità molto meglio rispetto al legno massello anche con variazioni di temperatura e umidità tipiche degli spazi esterni.
Le strutture in legno lamellare blockhouse, con i famosi collegamenti agli angoli, stanno diventando sempre più comuni in Italia e nel nord Europa. Gli architetti spesso preferiscono affidarsi al lamellare-blockhouse per la costruzione di chalet di montagna, case vacanza estive, casette di campagna e uffici o loft da giardino. In queste costruzioni, le assi di lamellare usate per le pareti possono riprendere notevoli forze orizzontali, assicurando un'ottima resistenza anche a vento e sisma. Un notevole beneficio è che non si usano placche di alluminio per i fissaggi parete-parete, parete-basamento, parete-solaio.
Gli spessori maggiori del legno lamellare permettono maggiore isolamento termico estivo, creando la "massa" di materiale ad alta densità necessaria per ritardare l'onda termica dall'esterno verso l'interno. Naturalmente, per uno chalet o casetta abitabile 365 giorni all'anno, specialmente in zona alpina, è facile realizzare un cappotto isolante con pannelli di materiale espanso per aumentare l'isolamento invernale.
Tipologie di Legno Lamellare
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
- Larice
- Pino
- Douglasia
A volte si impiegano anche legni duri come faggio, frassino, castagno e 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.
Calcolo e Verifiche Strutturali
Per progettare adeguatamente una struttura in legno lamellare è indispensabile effettuare il calcolo strutturale e tutte le verifiche richieste dalla norma di riferimento (come il D.M. 2018 in Italia) in modo da non compromettere la sicurezza della struttura stessa. Per questa ragione, è fondamentale affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come i software di calcolo strutturale per il legno, con cui è possibile modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.
Le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla sua funzione nella struttura. Ad esempio:
- Elementi con prevalente comportamento assiale (controventi o appartenenti a travature reticolari) sono verificati 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 controllando il soddisfacimento della relazione: Rd = (kmod·Rk)/γM ≥ Sd, dove:
- Rk è il valore caratteristico della resistenza del materiale.
- kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura.
- γM è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale.
Le verifiche previste dalla normativa includono trazione parallela alla fibratura, compressione parallela alla fibratura, pressoflessione/tensoflessione, taglio, taglio e torsione, stabilità e deformabilità.
Cenni Storici e Innovazione
Il legno lamellare, detto anche legno lamellare incollato o Glulam, ha una storia che affonda le radici nel XIX secolo. Una delle prime strutture del tetto in legno lamellare è generalmente riconosciuta come la sala riunioni del King Edward VI College a Southampton, in Inghilterra, risalente al 1866. Il primo utilizzo industriale brevettato fu a Weimar, in Germania nel 1872.
Uno sviluppo significativo nell'industria del legno lamellare è stata l'introduzione nel 1942 di un adesivo fenol-resorcinolo completamente resistente all'acqua, che ha aperto la strada a utilizzi ancora più ampi e duraturi. Oggi, aziende come ILMA, fondata nei primi anni Settanta ai piedi delle Alpi italiane, hanno portato il settore a livelli di eccellenza, unendo l'artigianalità con la robotica per triplicare la produttività e inaugurare una nuova era nella costruzione in legno ad alta precisione.