Legno Lamellare: Guida Completa alla Qualità a Vista e Classificazioni Strutturali

Oggi parliamo di travi lamellari e vediamo assieme cosa sono, quali sono le loro caratteristiche e perché preferirle alle classiche travi massicce. 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 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 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. Solitamente si utilizzano travi in abete ma, su richiesta, sono disponibili anche in larice o a micro-lamelle in faggio per lavori particolari.

Il Processo Produttivo del Legno Lamellare

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.

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Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. 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.

Vale a dire che 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. 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. I lamellari duo e trio hanno le lamelle esterne incollate con gli anelli annuali di accrescimento contrapposti fra loro.

Classificazione del Legno Lamellare: Resistenza vs. Estetica

La qualità del materiale usato per la produzione di legno lamellare incollato è definita nelle normative di riferimento (di regola si fa riferimento alle normative europee) e stabilisce le esigenze in relazione alla classificazione secondo la resistenza del materiale. Sulla base di queste indicazioni si definisce la classe di resistenza del materiale e del lamellare prodotto.

Classificazione Meccanica e Normative

Esistono diverse qualità di travi lamellari, dove per qualità si intende il grado di resistenza, portata, della trave. La normativa europea che definisce la classificazione delle travi, fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza/portata che devono avere.

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. Come detto solitamente si utilizza il GL24H, mentre le classi superiori vengono usate saltuariamente e solitamente per lavori particolari.

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“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 da comunque 24. In una trave lamellare le sollecitazioni a flessione sono nulle in mezzaria e massime in periferia, come evidenziato dal grafico delle tensioni. 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. In Italia dal 1 luglio 2009 è di fatto obbligatorio il regime di certificazione obbligatoria per i prodotti strutturali da costruzione (come per esempio il legno massiccio da costruzione), che impone al direttore dei lavori di accettare in cantiere solamente materiale dotato di certificazione (ovvero marcato CE oppure provvisto di analoga certificazione nazionale). Questo renderà quindi di fatto obbligatorio indicare nei capitolati anche le indicazioni della classe di resistenza del materiale.

La Qualità "A Vista": Criteri Estetici e Commerciali

Indipendentemente dalla classificazione secondo la resistenza, e quindi al di fuori delle normative che regolano la qualità meccanica del materiale, i produttori definiscono e offrono sul mercato diverse qualità estetiche per il legno lamellare incollato. Per quanto concerne il legno lamellare incollato, le prescrizioni normative regolano soltanto l'aspetto tecnico del materiale e non quello estetico.

La definizione di una qualità "a vista" è definita da parte del produttore o del commerciante, e non pregiudica in nessun modo la qualità meccanica del materiale, che è definita in conformità a normative, certificazioni, omologazioni e procedure di controllo. Il fatto di "mascherare" alcuni difetti del legno è una procedura piuttosto corrente e senz'altro ammessa e accettata, che è eseguita con fini rigorosamente estetici. Tuttavia, è bene innanzitutto fare alcune precisazioni sulla terminologia che si utilizza nel campo della classificazione del materiale.

La classificazione »a vista« si basa sulla osservazione diretta e oggettiva, da parte di un operatore, di alcuni parametri rivelabili visivamente e misurabili (per esempio rapporto tra la dimensione massima di un nodo e la dimensione dell’elemento strutturale). Nel caso del commercio di legno lamellare (abete rosso), un ingegnere domanda: "È una prassi normale il tentare di mascherare difetti estetici nei vari listoni quali presenza di cavità dovute ai tarli?" O anche: "Tavolati infestati dai tarli non dovrebbero essere scartati a priori prima dell'incollaggio?"

La risposta è che il tentare di mascherare i difetti presenti per più del 40% dello sviluppo laterale dei travi è corretto. Spesso per la qualità "a vista" non è accettata nemmeno quella parte di danni dovuti agli insetti che la classificazione meccanica ammetterebbe. Ma non si tratta di una regola assoluta, ma di definizioni stabilite e applicate dai produttori a fini commerciali.

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Tutte queste considerazioni non hanno però nulla a che fare con la qualità estetica di un prodotto a base di legno. Nella classificazione meccanica a vista infatti si possono anche ammettere difetti come per esempio una quantità limitata di muffe dell’azzurramento, che non hanno nessuna influenza sulle proprietà meccaniche, ma possono essere considerate semplicemente un danno estetico, che quindi può deprezzare il materiale. È possibile quindi che una fornitura di legname classificato per resistenza presenti anche bluettature.

Ciò nonostante esistono due tipologie di travi lamellari: vista o industriali.

Caratteristica	Qualità "A Vista"	Qualità "Industriale"
Macchie e Nodi	Non devono presentare macchie, nodi scappati oltre un determinato diametro.	Ammessi, purché non compromettano la portata.
Fenditure	Tollerate lievi fenditure di pochi millimetri, senza inficiare la resistenza.	Ammesse, purché non compromettano la portata.
Danni da Insetti	Spesso non accettati, anche se la classificazione meccanica li ammetterebbe.	Ammessi se in modo limitato e ben definito, senza compromettere la resistenza.
Muffe e Azzurramento	Generalmente non accettati, poiché considerati danni estetici.	Ammessi se non influenzano le proprietà meccaniche.
Fini Principali	Estetico, per elementi strutturali visibili.	Strutturale, per elementi dove l'estetica non è prioritaria.

Nel caso in questione consigliamo di confrontare le caratteristiche effettive del materiale con la definizione di qualità "a vista" che è stata definita con il commerciante - o il produttore - in sede contrattuale al momento della fornitura. Per alcuni prodotti queste definizioni sono facilmente disponibili, come per il legno massiccio da costruzione KVH, il cui marchio depositato è ormai diventato un marchio di qualità accettato a livello internazionale. Nel caso di perizie tecniche queste indicazioni per la qualità a vista sarebbero senz'altro prese come riferimento e definizione.

Vantaggi e Applicazioni del Legno Lamellare

Perché Preferire il Legno Lamellare?

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione.

• Resistenza e Stabilità: 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, con elevata resistenza a flessione e trazione.
• Versatilità Dimensionale: Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang. Rispetto alle travi tradizionali massicce, il legno lamellare permette di coprire luci di dimensione superiore, avendo una maggiore portata dovuta alla tecnologia produttiva. Inoltre è possibile avere elementi con controfreccia o in forme speciali.
• Leggerezza e Sostenibilità: 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). È anche facilmente riciclabile e a basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo.
• Proprietà Aggiuntive: Offre un'alta capacità isolante, 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), e alta resistenza al fuoco.

Campi di Impiego

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.

Il nostro prodotto è pensato per i campi d’impiego a vista, per le applicazioni più diverse, come ad esempio capriate a vista di case mono e plurifamiliari, edifici residenziali e direzionali a più piani, edifici pubblici e amministrativi, edilizia agricola, capannoni industriali e officine, impianti sportivi e per il tempo libero.

La Classificazione Strutturale e il Calcolo

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.

Verifiche Strutturali e Normative

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, 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. Puoi 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.

Un Esempio di Qualità "A Vista" sul Mercato

Noi commercializziamo e lavoriamo unicamente travi lamellari di produzione austriaca e qualità “a vista”. Il nostro fornitore, Weinberger, è un’azienda storica, sul mercato da oltre 160 anni, sinonimo, non solo di qualità, ma anche di innovazione e rispetto ambientale. Le loro travi lamellari sono in abete rosso di provenienza alpina, le lamelle sono a fibra fine in modo da garantire un’ottima qualità “vista”.

Questa è una qualità elevata che riescono a mantenere costante tutto l’anno. Le travi lamellari da noi utilizzate sono incollate con colle poliuretaniche prive di formaldeide e con un umidità media del 12%. Tutto il processo di lavorazione, dalla selezione del tronco fino alla trave finita, è regolato e controllato da sofisticati sistemi computerizzati che sorvegliano la qualità del materiale dall’origine fino al prodotto finito. Come potete vedere le travi lamellari non sono tutte uguali e, da un punto di vista puramente estetico, differiscono molto da fornitore a fornitore. Noi cerchiamo di offrire sempre la migliore scelta possibile in modo da garantire al cliente un lavoro finito a regola d’arte.

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