La materia prima di tutti i prodotti di legno e a base legno è il cosiddetto legno tondo. A partire da esso, attraverso segagione ed essiccatura si ottengono i “segati”, che, a loro volta, possono essere sottoposti ad una ulteriore lavorazione della superficie in base alle esigenze dell’uso previsto. I segati possono essere classificati secondo la resistenza ed essere usati con funzione strutturale per elementi di tipo lineare di legno massiccio.
Gli evidenti limiti nelle dimensioni e nelle caratteristiche fisico-meccaniche, derivanti dal fatto che i segati provengano da un unico tronco di legno, vengono superati grazie al processo di incollaggio. Attraverso questo processo è possibile realizzare prodotti di tipo lineare come il legno massiccio da costruzione, le travi DUO/TRIO e il legno lamellare incollato. Mediante processi di lavorazione e produzione industriali, si possono realizzare prodotti a base legno con caratteristiche meccaniche definite e con minore dispersione rispetto al legno massiccio.
Cos'è il Legno Lamellare Incollato
Il legno lamellare rappresenta uno dei materiali più interessanti tra quelli di tipo strutturale perché potenzia le capacità costitutive del legno in quanto si ottiene incollando lamelle parallelamente alla loro venatura, ottenendo un alto grado di resistenza. È un prodotto industriale, ottenuto incollando a caldo e sotto pressione tavole di legno utilizzabili per uso strutturale, stabilizzate per le caratteristiche igrometriche. Si ottiene così, grazie all’incrocio delle lamelle con venature contrapposte, un materiale composito con un’alta resistenza meccanica che consente una maggiore uniformità della resistenza della trave.
Il legno lamellare incollato migliora le caratteristiche del prodotto naturale, degli eventuali difetti fisici, riuscendo così a coprire anche grandi luci, superando il limite della lunghezza dei tronchi degli alberi. Conserva inoltre i pregi del materiale di base ma si presta ad utilizzi più vasti, consentendo quindi di raggiungere lunghezze fino a 50 m, di poter essere curvato, rastremato, giuntato e combinato in maniera molto ampia. Il legno lamellare viene realizzato in maniera prefabbricata e, rispetto a strutture di tipo tradizionale, garantisce: rapidità di messa in opera, minore impatto ambientale e risparmio economico.
La produzione del legno lamellare
Processo Produttivo e Materie Prime
Per la produzione del legno lamellare incollato si impiega principalmente il legno delle Conifere come abete rosso, abete bianco, pino e larice. È tuttavia possibile utilizzare legno di Latifoglie come il faggio, il frassino, la quercia, la robinia o il castagno. Le lamelle, selezionate a vista e con speciali scanner che ne individuano eventuali difetti, hanno spessore omogeneo e sono ricavate da tondame fresco selezionato per classe di resistenza meccanica ed essiccate artificialmente.
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Tavole e tavoloni (lamelle) sono i prodotti base per la realizzazione del legno lamellare incollato. Le maggiori lunghezze sono raggiunte attraverso giunti a pettine (finger jointing). I vari strati vengono piallati e incollati con una lavorazione continuamente controllata in modo da garantire la capacità portante dell’elemento finito.
Il Giunto a Pettine
Il giunto a pettine è un giunto longitudinale tra due elementi di legno massiccio, sulle cui testate sono stati intagliati, mediante fresatura, denti aventi stesso profilo e stesso passo, che si incastrano tra di loro senza gioco e che sono uniti tramite incollaggio. L’orientamento dei denti può essere parallelo alla larghezza o all’altezza della sezione. Soltanto grazie al giunto a pettine è possibile la produzione di una “lamella continua” e quindi del legno lamellare incollato.
Il giunto di testa delle singole lamelle, sotto forma di giunto a pettine, deve essere realizzato osservando determinate limitazioni date dalla relativa norma UNI EN 385:2003 (ON EN 385:2002). A seconda della classe di resistenza del legno lamellare, il giunto a pettine deve raggiungere valori ben determinati della resistenza a flessione e a trazione. Le potenzialità di questa giunzione dipendono prevalentemente dalle caratteristiche geometriche dei denti e dalla qualità della produzione, che a sua volta dipende dagli impianti di produzione.
La lamella continua così realizzata presenta, in base alla specie legnosa utilizzata e al tipo d’impiego previsto, uno spessore massimo finale di 45 mm. Per gli elementi strutturali di legno lamellare di tipo lineare prodotti da legname di Conifere, lo spessore finale delle lamelle è di regola compreso fra 32 mm e 40 mm.
Classificazione e Tipi di Legno Lamellare
Le caratteristiche fisico-meccaniche del legno lamellare sono determinate principalmente dalla qualità delle lamelle, dalla corretta realizzazione del giunto a pettine e dalla posizione delle lamelle all’interno dell’elemento finito. Secondo la UNI EN 386:2003 (ON EN 386:2002), per la produzione di legno lamellare devono essere utilizzati segati (lamelle) classificati secondo la resistenza con metodi visivi o meccanici. La classificazione delle lamelle avviene tenendo conto delle sollecitazioni cui saranno sottoposte.
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Nell’ambito del legno lamellare incollato laminato orizzontalmente la norma UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999) distingue tra sezioni omogenee (indicate aggiungendo h, ad esempio GL 24h) e sezioni combinate (indicate aggiungendo c, ad esempio GL 24c). Le prime sono costituite da lamelle della stessa categoria di classificazione (classe di resistenza delle lamelle) e della stessa specie legnosa (o combinazione di specie legnose). La classe di resistenza a flessione viene indicata con la sigla GL e varia in relazione alla tipologia di specie legnosa e della modalità con la quale vengono inserire le lamelle con gli anelli annuali di accrescimento rivolti nello stesso senso o in maniera contrapposta.
| Specie Legnose Principali | Classificazione |
|---|---|
| Abete Rosso | Conifera |
| Abete Bianco | Conifera |
| Pino | Conifera |
| Larice | Conifera |
| Faggio | Latifoglia |
| Frassino | Latifoglia |
| Quercia | Latifoglia |
Vantaggi e Prestazioni
Resistenza Meccanica e Flessibilità di Design
Il legno lamellare incollato consente una maggiore uniformità della resistenza della trave. Inoltre, mentre le travi normali tendono ad avere una sezione quadrata, circolare o rettangolare con scarso rapporto tra i lati, le travi lamellari sono, invece, capaci di sviluppare una sezione con forma rettangolare più alta che larga che consente di avere una maggiore resistenza e di superare luci maggiori. Il legno lamellare, particolarmente apprezzato per le travi che possono assumere forme e lunghezze notevoli, può essere utilizzato anche per edifici multipiano.
Resistenza al Fuoco
Il legno lamellare ottiene un’ottima resistenza al fuoco perché si forma sulla superficie esterna uno strato carbonizzato che durante la combustione rallenta ed impedisce il procedere della stessa combustione in profondità; le travi non collassano, quindi, all’improvviso. Attraverso calcoli si può verificare la velocità di combustione e, in relazione a ciò, la durata di resistenza statica.
Isolamento Termico e Acustico
Il legno permette una buona traspirabilità della struttura che migliora il comfort ambientale degli ambienti e consente anche di ottenere un ottimo livello di isolamento termico e acustico, grazie alle proprietà fonoassorbenti del materiale.
Resistenza Sismica
Il peso specifico del legno lamellare è 1/5 rispetto a quello del cemento armato. A ciò si sommano le prestazioni elastiche, che consentono una maggiore flessibilità delle strutture, e ne fanno un’ottima soluzione in zone a rischio sismico. Le costruzioni realizzate dopo il terremoto del 1783 in Calabria, e realizzate con struttura in muratura con intelaiature in legno, erano state già pensate come la migliore soluzione per resistere ai terremoti, in quanto l’elasticità del legno è capace di assorbire le azioni sismiche.
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Estetica e Sostenibilità
Non si può trascurare l’indubbia resa estetica delle strutture in legno e l’ampia scelta di finiture e flessibilità nelle forme e nelle curvature realizzabili, mantenendo solidità e resistenza. Altro aspetto non trascurabile è quello della sostenibilità, rappresentando un materiale che rispetta criteri ambientali essendo un materiale proveniente da risorse rinnovabili.
Normative e Certificazioni
I requisiti più importanti riguardanti il legno lamellare incollato si trovano nella Bozza di norma europea ON EN 14080:2001, nella quale si fa riferimento ad una serie di altre norme specifiche sul legno lamellare. Tra queste, le più importanti in assoluto sono le due norme UNI EN 386:2003 (ON EN 386:2002) e UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999). Quest'ultima specifica il sistema di classi di resistenza del legno lamellare incollato di conifere per usi strutturali, con i valori caratteristici.
Le normative tecniche utilizzabili per la progettazione di strutture in legno lamellare sono le norme: UNI 90504 “Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi in legno” e UNI ENV 1995-1-2 “Eurocodice 5 - progettazione di strutture di legno. parte 1-2 progettazione strutturale contro l’incendio”. La norma EN 14080, che consente di ottenere la marcatura CE, disciplina tutte le fasi di realizzazione del prodotto: selezione delle tavole, formazione dei giunti, tipologie e caratteristiche degli adesivi, prove da effettuare sulle singole lamelle e sul prodotto finale. Le NTC 2018 hanno introdotto anche novità per garantire il prodotto prefabbricato e la formazione dei Direttori di stabilimento dei Centri di lavorazione e dei Produttori di legno strutturale.
Applicazioni e Durabilità
I solai in legno hanno un’ottima prestazione dal punto di vista acustico e riescono a controllare le vibrazioni con ottime prestazioni statiche, con risultati straordinari anche nel campo del recupero di solai. Il rinforzo di solai in legno con travi nuove consente di aumentare la resistenza della struttura assicurando i livelli di sicurezza necessari in forma supplementare rispetto alla struttura esistente, senza sostituirla, come suggerito anche dalle NTC 2018 (le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 17.01.2018): “Per gli edifici storici, nel consolidamento di solai lignei sono genericamente preferibili, i diaframmi leggeri, di rigidezza non trascurabile, realizzati a secco, quali quelli ottenuti con doppio assito” e per le coperture “Per quanto riguarda le coperture, nelle costruzioni in muratura è in linea generale opportuno operare mediante il mantenimento dei tetti in legno per non incrementare le masse nella parte più alta dell’edificio”.
Anche la resistenza al tempo del legno lamellare è migliorata dal processo di ingegnerizzazione del materiale che assume forme compatte e meno aggredibile da parte di agenti patogeni. La realizzazione di edifici plurisecolari multipiano in legno come le pagode giapponesi, fatte esclusivamente in legno, sfata ogni dubbio in merito alla durabilità del materiale, a patto che si tratti di materiale d’origine di qualità e di adeguata messa in opera.