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 l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso e la lenta combustione in caso di incendio. 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. 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.
Il Processo Produttivo: Dalla Materia Prima al Prodotto Finito
La produzione del legno lamellare è un processo lungo e interessante. 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. Il legname è messo nelle celle di essiccazione e portato al grado di umidità necessario alla lavorazione richiesta; le tavole vengono essiccate fino all'umidita' del 10-12%, perciò il legno lamellare di fatto non si ritira. Il materiale essiccato si sottomette al controllo di qualità, si pialla e si trasforma in lamelle, le quali sono la base del legno lamellare.
Il lamellare viene prodotto ricomponendo le lamelle tramite incollaggio a caldo e sotto pressione, posizionandole tra loro con venatura contrapposta per garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave. Le lamelle sono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave. Il più vantaggioso bordo laminato di qualità risiede nel fatto che, contrariamente al legno massiccio omogeneo, il composito fornisce la capacità di ottenere un prodotto con la qualità specifica di resistenza, aspetto e dimensioni. Questo è possibile solo a seguito della rimozione di difetti da taglio o foratura di legname solido.
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La trave passa il trattamento definitivo con le macchine dei migliori produttori mondiali di macchinari di produzione legname. Alla fase della preparazione conclusiva la trave di legno incollato viene profilata e segata in parti in conformità al progetto della casa di legno. Dopo la classificazione e marcatura degli elementi edilizi si effettua l'assemblaggio della casa di legno lamellare alla produzione. Al controllo effettuato la casa si smonta, gli elementi di legno lamellare vengono imballati, caricati e spediti al posto di costruzione della casa.
La patria del legno lamellare si considera la Finlandia, dove hanno cominciato a produrre legno lamellare circa 30 anni fa. Il metodo più antico di incollaggio di legno in diversi strati è noto per la produzione di un arco per i soldati giapponesi fin dal XII secolo. Dopo molti secoli, vale a dire dal XIX secolo, strutture in legno ad arco hanno cominciato a raccogliere dalle singole parti tra loro e fissate con fascette metalliche. Otto Hetzer, maestro d'ascia dalla Germania, nel 1906 (22 giugno) è stato onorato di ricevere il brevetto nazionale per la produzione di piegati fattorie incollati, numerando due o più stecche, con il numero 197773.
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. Di conseguenza in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice (quest’ultimo molto più costoso). Le specie più utilizzate sono le conifere: abete rosso, abete bianco, larice, pino e douglasia. Sul territorio della Repubblica di Belarus il legno incollato è principalmente da pino silvestre o abete. Il pino è considerato un legno di bassa densità rispetto ai legni duri, legno leggero, facile da lavorare e ottimo per l’isolamento termico. Il pino è un materiale ecologico ed un perfetto materiale edile per la costruzione delle case in legno lamellare.
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Vantaggi e Proprietà del Legno Lamellare
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:
- Resistenza a flessione e trazione: il legno lamellare possiede una solidità meccanica superiore.
- 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: la relativamente bassa conduttività termica di una casa in LVL, ad esempio, fa perdere a una parete di 20 cm di spessore cinque volte meno calore rispetto a una parete in mattoni dello stesso spessore e 13 volte meno rispetto a una parete in cemento armato.
- 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; è facilmente riciclabile.
- Alta resistenza al fuoco.
Pur essendo realizzate con un materiale combustibile, le strutture in legno lamellare hanno una resistenza al fuoco superiore a quella delle strutture in acciaio o in calcestruzzo armato. Infatti, 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.
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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 rapporto 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.
Applicazioni del Legno Lamellare nell'Edilizia Moderna e nel Restauro
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. Il mercato che oggi mantiene stabile la domanda di lamellare è il settore della ristrutturazione.
Realizzare l'Effetto Bianco Invecchiato sul Legno Lamellare
La valorizzazione del legno, soprattutto nel settore del restauro, può passare attraverso diverse finiture. Nel restauro, spesso si mantiene l’utilizzo dell’essenza originaria, per poter così preservare il più possibile l’aspetto iniziale e le finiture originali delle finestre.
Per la trasformazione verso l’effetto bianco più o meno invecchiato, a seconda della nostra preferenza, è fondamentale una preparazione adeguata. Per prima cosa dobbiamo ripulire la superficie di legno da restaurare facendo in modo di togliere tutte le macchie e tutte quelle impurità che potrebbero riemergere successivamente. Uno smacchiatore specifico per la rimozione della patina grigia di invecchiamento dei legni grezzi esterni può essere un valido aiuto in questa fase preparatoria, prima di procedere con l'applicazione della finitura desiderata. Semplici passaggi che possono portare a un risultato incredibile.
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Adesivi Utilizzati nella Produzione del Legno Lamellare
Il processo di fabbricazione del legno lamellare richiede l'uso di adesivi specifici che conferiscono al prodotto finale le sue eccezionali proprietà. Le aziende Casco Systems e Dynea, BASF producono gli adesivi più comuni, a base di resine melaminiche e formaldeide.
Tra le diverse tipologie di adesivi, troviamo:
- Resorcinolo (Kley Resorcinolo): di colore scuro, è utilizzato per diversi disegni o all'esterno di edifici, così come per le zone con alta umidità atmosferica o contatto diretto con l'acqua (come legno per bagni, ponti, servizi di costruzione navale). È utilizzato principalmente negli Stati Uniti o in Giappone.
- Melamina (Kley Melamina): con una cucitura chiara (trasparente), è utilizzato per estendere le lunghezze. È ampiamente utilizzato nel territorio russo e in Europa.
- Sistema EPI: con una consistenza adesiva trasparente. Come regola, impiegato nella fabbricazione di piccoli pezzi o motivi per i progetti di case di legno a un piano, ed è il consumatore stesso Giappone e Russia.
- Poliuretano (Kley Poliuretano): classificato come incolore e rapidamente solidifica. Il "bonding" rapido consente di aumentare la produzione e ridurre il processo di essiccazione, in quanto il legno mantiene il 18% di umidità. L'azienda per la produzione di schede laminate utilizza adesivo KLEIBERIT PUR 507,0. Questo è un adesivo reattivo monocomponente igroindurente a base poliuretanica avente un'elevata resistenza alla temperatura e all'acqua.
Cenni al Calcolo Strutturale del 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 il software 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. 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 sono:
- di trazione parallela alla fibratura;
- di compressione parallela alla fibratura;
- di pressoflessione/tensoflessione;
- di taglio;
- di taglio e torsione;
- di stabilità;
- di deformabilità.
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