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. Comprendere le caratteristiche di questa tipologia di legno permette di fare una scelta più oculata, consapevole e, soprattutto, vicina alle aspettative e richieste del settore edile e dell'hobbistica. Diamo un'occhiata approfondita a questo materiale innovativo.
Cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. 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. 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. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
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.
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.
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Vantaggi del Legno Lamellare
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. Tra i principali benefici troviamo:
- 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.
Economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato, sono fattori chiave. 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 (o per alcuni l’unicità) 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.
Applicazioni e Tipologie di Legno Lamellare
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.
Tipologie di Legno Utilizzate
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:
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- abete rosso e bianco;
- frassino;
- larice;
- faggio;
- pino.
In Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso). 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.
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.
Legno Massello vs. Legno Lamellare: Un Confronto
Per chi non è del settore è molto difficile capire cosa differenzia i diversi tipi di legno. 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. Legno massello e legno lamellare: non a caso si tratta dei due principali tipi di legno utilizzati dagli addetti ai lavori nel settore delle costruzioni.
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. Andiamo a scoprire le caratteristiche e i pregi di ciascun tipo di legno.
Legno Massello
Tra i tipi di legno, il massello (conosciuto anche come massiccio) ha un nome che evoca un’immediata idea di solidità. La caratteristica principale del legno massello è quella di essere ricavato direttamente dalla parte più interna del tronco di un albero. 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.
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Vantaggi e Svantaggi del Legno Massello
- Questo tipo di legno 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.
- Limite di grandezza: essendo ricavato direttamente dal tronco di un albero, il legno massello ha dei limiti di grandezza e dimensioni, legate ovviamente all’albero dal quale proviene.
- 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.
Legno Lamellare
Il legno lamellare 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. Utilizzato moltissimo sia per la costruzione di strutture in legno (anche di notevolissime dimensioni!) che nell’hobbistica e nel fai da te.
Vantaggi e Svantaggi 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 (o per alcuni l’unicità) 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.
- Meno caratteristico dal punto di vista estetico: la lavorazione riduce i difetti ed alla vista è possibile “leggere” le giunzioni tra lamella e lamella.
Elencate le caratteristiche dei diversi tipi di legno, è possibile fare una scelta più oculata per legname da costruzione o per il fai da te e l’hobbistica.
Calcolo Strutturale e Verifiche nel Legno Lamellare
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 consigliabile affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come 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:
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:
| Tipo di Verifica | Descrizione |
|---|---|
| Trazione parallela alla fibratura | Resistenza a forze di allungamento lungo le fibre. |
| Compressione parallela alla fibratura | Resistenza a forze di schiacciamento lungo le fibre. |
| Pressoflessione/Tensoflessione | Verifica combinata di compressione/trazione e flessione. |
| Taglio | Resistenza a forze che tendono a far scorrere una parte sull'altra. |
| Taglio e Torsione | Verifica combinata di taglio e torsione. |
| Stabilità | Controllo contro fenomeni di instabilità (es. inflessione). |
| Deformabilità | Verifica delle deformazioni massime ammissibili. |
Nei tabulati di calcolo, 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.
Nella 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.
SAIE INNOVATION - Software per la progettazione strutturale di edifici in legno
Legno Lamellare a Strati Incrociati (X-LAM/CLT)
Il legno lamellare a strati incrociati (KLH®, BSP, CLT, X-LAM, Cross-Lam) è costituito da lamelle di abete rosso disposte in pila le une sulle altre, che vengono incollate mediante colla priva di formaldeide ad alta pressione per diventare elementi da costruzione di grandi dimensioni. Gli elementi sono usati nelle parti dell’edificio soggette a sollecitazioni strutturali, e vengono quindi impiegati nelle costruzioni in legno massiccio come pannelli murali, pannelli per solai e per tetti. La disposizione incrociata delle lamelle longitudinali e trasversali riduce al minimo il rigonfiamento e l’oscillazione del legno sul piano del pannello. Allo stesso tempo ciò aumenta la resistenza al carico statico e la stabilità dimensionale sul piano del pannello.
Ai sensi della Valutazione Tecnica Europea, per la produzione di pannelli in legno massiccio KLH® si utilizza legno essiccato in modo tecnico con un’umidità del legno del 12% (+/- 2%). Si esclude pertanto un'azione distruttiva da parte di parassiti, funghi o insetti. I pannelli in legno massiccio KLH® sono materiali edili certificati CE. Le lamelle grezze utilizzate provengono da una gestione sostenibile dei boschi e sono certificate PEFC o FSC® C119602.
La produzione degli elementi nei moderni stabilimenti, avviene esclusivamente su commessa. Lo spessore degli elementi e il numero degli strati, dipendono dai requisiti statici e dai requisiti tecnici per la protezione contro gli incendi che si intendono soddisfare. Il taglio degli elementi è eseguito da moderni impianti CNC sulla base di disegni di taglio concordati con il cliente. La fornitura degli elementi avviene just-in-time direttamente in cantiere, a mezzo di autocarri o in container. Le continue innovazioni e sviluppo della tecnologia produttiva hanno l’obiettivo di soddisfare le esigenze dei clienti.
Esempio Pratico: Il Collegio di Kuchl realizzato con il contributo di Kaufmann Bausysteme
Un esempio significativo dell'applicazione del legno lamellare nelle costruzioni moderne è l'edificio scolastico più alto dell'Austria costruito in legno. Il nuovo edificio del collegio del Centro Tecnologico del Legno di Kuchl è stato inaugurato in tempo per l'inizio della scuola nel 2023. Si tratta di un progetto notevole che include sei piani di costruzione modulare in legno, poggianti su una base di cemento a vista.
Per la realizzazione di questo ambizioso progetto, diverse aziende hanno contribuito con la fornitura di materiali di alta qualità. NORITEC Holzindustrie, un'azienda del Gruppo HASSLACHER, ha fornito 536 m³ di legname a strati incrociati dal sito di Stall in Mölltal, di cui 242 m³ con un'eccellente finitura superficiale. Inoltre, sono stati utilizzati circa 80 m³ di legno lamellare, forniti dallo stabilimento di Sachsenburg. L'altra metà del legno lamellare trasversale è stata fornita da Mayr-Melnhof Holz.
L'appaltatore principale, purelivin Kaufmann Bausysteme, ha giocato un ruolo cruciale, lavorando gli elementi in legno lamellare in moduli per l'assemblaggio in cantiere.
Informazioni sul Progetto di Kuchl:
- Luogo di costruzione: Kuchl, Austria
- Cliente: purelivin Kaufmann Bausysteme GmbH
- Architetto/progettista: sps architekten zt gmbh
- Statica e costruzione: merz kley partner GmbH
- Committente: Holztechnikum Kuchl BetriebsgmbH
- Anno di costruzione: 2023
- Prodotti utilizzati: 536 m³ di legno lamellare, di cui 242 m³ con superficie eccellente; 80 m³ di legno lamellare.
Questo progetto sottolinea la capacità del legno lamellare di essere impiegato in strutture di grandi dimensioni e complessità, offrendo al contempo sostenibilità e innovazione costruttiva.