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. Sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale. Il legno lamellare sta prendendo sempre più piede nella costruzione degli edifici, sia quelli basati sul cemento/laterizio che quelli in legno e quelli di tipo blockhouse. Il legno lamellare, le travi in legno lamellare, o glulam, sono prodotti derivati dal legno massiccio. Sono sempre più utilizzate in edilizia e sono favorite non solo per la loro bellezza e la possibilità di creare edifici davvero spettacolari, ma soprattutto per la loro particolare resistenza. 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.
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. Quando si parla di legno lamellare si intende quello che oggi è praticamente diventato il diretto competitor del legno massello. Il legno lamellare è un prodotto lavorato che si ottiene dall’unione di minimo tre tavole di legno (lamelle) che sottoposte ad una certa pressione vengono incollate tra di loro. A differenza del legno massello, che viene ricavato dalla parte centrale di un tronco, 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.
Il Processo Produttivo del Legno Lamellare
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. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. 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. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi. Nel legno lamellare, l'incollaggio delle doghe di legno avviene lungo la fibra. Poi le assicelle subiscono un trattamento per ottenere la stabilizzazione nel tenore igrometrico. Infine vengono attaccate fra loro tramite incollaggio a caldo e sotto pressione. Questo procedimento garantisce una maggiore uniformità nella resistenza della trave, grazie anche al posizionamento delle lamelle con venatura contrapposta. 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, permettendo di produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione dell'albero.
Una normale trave in legno massello ha una sezione quadrata, circolare o rettangolare (ma con scarsa differenza tra altezza e base); una trave lamellare, invece, generalmente ha sezioni rettangolari il cui apporto tra base e altezza è molto sbilanciato verso l'altezza. Il vantaggio di avere una sezione più alta che larga sta nel fatto che influisce maggiormente su questo valore di resistenza. La colla è molto importante nella produzione di travi, in quanto deve garantire la resistenza e la durata dei morsetti, dato che queste travi sono elementi strutturali. Gli adesivi utilizzati sono melaminici, poliuretanici o resorcinici. Gli adesivi melaminici (melamina-urea formaldeide MUF) e poliuretanici danno linee di adesione bianche, mentre gli adesivi resorcinici danno linee di adesione più scure e marroni.
Strettoi per travi lamellari SPL - Ormamacchine
Vantaggi del Legno Lamellare nelle Costruzioni
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:
Leggi anche: Case in Legno ad Incastro: Una Scelta Ecologica?
- Resistenza e Stabilità: Ha un'elevata resistenza a flessione e trazione. 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. La sovrapposizione delle lamelle parallelamente alla fibra determina una maggiore elasticità e una minore presenza di difetti naturali.
- 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). A seconda della specie utilizzata, il peso specifico può variare da 400 a 600 kg/mc (le travi in abete rosso hanno un peso specifico medio di 430 kg/mc).
Tabella Comparativa: Peso Specifico per Pari Resistenza
Un altro vantaggio significativo è il peso molto inferiore a parità di resistenza meccanica rispetto ai materiali da costruzione tradizionali:
| Materiale | Peso Relativo (per pari resistenza) | Peso Specifico Medio (kg/m³) |
|---|---|---|
| Legno Lamellare | Base (es. 100%) | 400-600 |
| Acciaio | 20% più pesante del legno lamellare | ~7850 |
| Cemento Armato | 600% più pesante del legno lamellare | ~2500 |
- Resistenza al Fuoco: Le strutture in legno lamellare hanno una resistenza al fuoco superiore a quella delle strutture in acciaio o in calcestruzzo armato. Nel legno lamellare, grazie al buon isolamento termico realizzato dallo strato superficiale carbonizzato, la combustione avviene lentamente: ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata. La struttura cede o crolla solo quando la parte della sezione non ancora carbonizzata è talmente diminuita da non riuscire più ad assolvere alla sua funzione portante. Mentre l'acciaio perde le sue proprietà meccaniche e il cemento armato si fessura a temperature elevate, il legno, pur bruciando all'esterno, mantiene le sue proprietà meccaniche all'interno, bruciando lentamente e in modo controllato.
- Resistenza Chimica: Le travi lamellari sono resistenti all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro. Per questo motivo vengono utilizzati nella costruzione di allevamenti di animali (ammoniaca), piscine (cloro), nelle saline o nella costruzione di depositi di sale o carbone.
- Proprietà Antisismiche: Le costruzioni realizzate su travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata grazie all'elevata elasticità delle travi. La leggerezza, l'elasticità e la resistenza meccanica del legno gli permettono di assorbire le sollecitazioni e sopportare le deformazioni, e in caso di danni si ripara più facilmente.
- 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. Le travi lamellari sono il sogno degli architetti perché non pongono limiti alla progettazione, potendo essere diritte o curve, sottili o molto spesse, corte o lunghe. Le travi lunghe, ottenute allungando le lamelle, hanno una capacità portante molto elevata e possono essere utilizzate per costruire edifici con campate molto ampie e pochi puntoni verticali di sostegno.
- Sostenibilità Ambientale: 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.
- Alta Capacità Isolante: Offre una capacità isolante molto alta, contribuendo all'efficienza energetica degli edifici.
Applicazioni e Tipologie di Legno Lamellare
Ambiti di Applicazione
La versatilità del legno lamellare 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.
Questo lo rende il materiale ideale per tettoie, pergole, porticati, pensiline, gazebo e altri elementi outdoor. Un esempio concreto è il ponte pedonale e ciclabile costruito alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo, realizzato esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.
Tipologie Comuni
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;
- larice;
- pino;
- douglasia.
Mentre tra le latifoglie troviamo:
Leggi anche: Posa in opera del legno multistrato: tutorial
- frassino;
- faggio.
Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso). 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.
Trattamenti e Protezione per l'Esterno
Una struttura in legno lamellare ben progettata e trattata richiede pochissima manutenzione. Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali, per preservare le sue caratteristiche meccaniche ed estetiche nel tempo, soprattutto per le applicazioni all'aperto:
- 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 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 la Sfida degli Incastri Rigidi
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 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 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 includono quelle di trazione parallela alla fibratura, compressione parallela alla fibratura, pressoflessione/tensoflessione, taglio, taglio e torsione, stabilità e deformabilità.
Nella carpenteria lignea in genere le travi vengono disposte in semplice appoggio sugli elementi verticali portanti, con semplici sistemi di ritenuta per evitare la fuoriuscita dalla sede di appoggio per carichi orizzontali (per esempio per mezzo di viti o tirafondi). Tuttavia, sicuramente è molto più complesso nelle strutture di legno realizzare condizioni di vincolo con elevati valori di rigidezza flessionale. Questo aspetto, che definisce la realizzazione di "incastri rigidi", rappresenta una delle sfide ingegneristiche più complesse nella progettazione delle strutture in legno, richiedendo soluzioni tecniche avanzate e un'attenta valutazione strutturale. Si riportano a tal proposito le indicazioni riportate nel testo "Piazza M., Tomasi R., Modena R., Strutture in legno, Hoepli editore" (pag. 437 e seguenti), che approfondiscono le tecniche per ottenere tali vincoli. Per questa ragione, è consigliabile affidarsi a strumenti specifici e a professionisti qualificati per modellare e verificare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura, sia essa in legno puro che mista in cemento armato o in muratura. Una relazione tecnica per una struttura in legno lamellare deve riportare le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, la classe di servizio, e tener conto della sensibilità del legno alla variazione di umidità e dell’influenza di questa sulle caratteristiche di resistenza e di deformabilità, oltre alle modalità di verifica secondo quanto prescritto dalla normativa tecnica.
Leggi anche: tipologie di parquet a incastro