Il Legno Lamellare in Edilizia: Cos'è, Vantaggi e Applicazioni Strutturali

Negli ultimi decenni, il legno lamellare ha preso piede nel settore dell’edilizia, emergendo come una delle scelte più vantaggiose per la costruzione di edifici e altre strutture moderne. Questa crescente popolarità non è frutto di una moda passeggera, ma è dovuta ai numerosi vantaggi che il legno lamellare può offrire rispetto ad altri materiali da costruzione, come il cemento o l’acciaio. Spesso quando si parla di case in legno si nomina il cosiddetto “legno lamellare”, evocandone benefici e vantaggi rispetto ad altri tipi di legno. L’elemento distintivo del legno lamellare risiede nella sua struttura a strati, che gli conferisce una resistenza e una durabilità superiori rispetto al legno tradizionale. La capacità del legno lamellare di resistere alle forze meccaniche, l’eleganza della sua apparenza naturale e la sua sostenibilità ambientale lo rendono la scelta ideale per costruzioni moderne e rispettose dell’ambiente.

Cos'è il Legno Lamellare e Come Viene Prodotto

Il legno lamellare, noto anche come legno stratificato o legno a strati incollati, è un materiale da costruzione che viene prodotto incollando insieme più strati sottili di legno. 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.

Un pannello di legno lamellare è costituito da diversi strati di assi di legno essiccate in forno, impilate in direzioni alternate, incollate con adesivi strutturali e pressate per formare un pannello solido, dritto e rettangolare. Il numero di strati che li compone è molto spesso dispari (di solito da tre a sette) e possono essere levigati o prefiniti prima della spedizione. Queste vengono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione.

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. Altra cosa da aggiungere è che i pannelli di legno lamellare vengono impilati trasversalmente ad angoli di 90 gradi e incollati in posizione.

Mentre sono in cantiere i pannelli lamellari vengono tagliati su misura, comprese le aperture di porte e finestre, con router CNC (Computer Numerical Controlled) all'avanguardia, in grado di eseguire tagli complessi con alta precisione. Possono essere fabbricati con dimensioni personalizzate, anche se le restrizioni di trasporto ne determinano la lunghezza.

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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.

Legno Lamellare vs. Legno Massello

Il legno massello è un materiale da costruzione che proviene direttamente dal tronco di un albero, ed è composto da un’unica tavola di legno. Sebbene il legno massello possa essere molto resistente e bello, è anche più soggetto a deformazioni naturali a causa dell’umidità, della temperatura e della presenza di nodi o fessurazioni. Al contrario, il legno lamellare viene trattato per essere più stabile e durevole, grazie alla stratificazione incollata che ne minimizza le deformazioni. É 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. A differenza del legno massello, il legno lamellare ha meno difetti naturali (come nodi o fessurazioni) ed è più resistente a deformazioni, flessioni e spaccature.

La Tecnologia del CLT (Cross Laminated Timber)

Il legno lamellare incrociato (chiamato anche CLT, Cross Laminated Timber) è un pannello in legno multistrato massiccio, prefabbricato e su larga scala. Leggero ma molto resistente, possiede prestazioni acustiche, antincendio, sismiche e termiche superiori. Questo tipo di legno è anche veloce e facile da installare, e non genera quasi nessun rifiuto in loco, per cui si dimostra ottimale per l'ambiente, offrendo flessibilità progettuale e basso impatto ambientale.

Il Cross Laminated Timber può essere tranquillamente utilizzato nei sistemi strutturali, come pareti, solai e coperture, dove i pannelli fungono da elementi portanti. La resistenza al taglio del legno lamellare offre ai progettisti una serie di nuovi usi per il legno. Questi includono ampie solette prefabbricate, pareti a un livello e altezze delle piastre del pavimento più alte.

Vantaggi del Legno Lamellare

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:

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• Resistenza meccanica: La resistenza del legno lamellare è dovuta a vari fattori, tra cui la qualità del legno utilizzato, il processo di incollaggio e la disposizione degli strati. Ogni strato di legno viene selezionato in base alla sua resistenza e compatibilità con gli altri strati. Inoltre, le fibre del legno sono disposte in modo che la forza e la resistenza siano distribuite uniformemente su tutta la superficie, riducendo al minimo il rischio di deformazione o rottura. Offre un'ottima 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). Questa economicità e leggerezza sono particolarmente vantaggiose nelle costruzioni rispetto al cemento armato.
• Capacità isolante: Presenta una capacità isolante molto alta.
• Resistenza agli agenti atmosferici e sismici: Alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici. Possiede 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.
• Ecosostenibilità: Basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo. È facilmente riciclabile. Elevata ecosostenibilità: il legno lamellare permette di rispettare l’ambiente e di costruire con un’etica sostenibile. Il legno è un materiale rinnovabile e contribuisce alla riduzione delle emissioni di CO2. Inoltre, è facilmente riciclabile e la sua lavorazione non provoca particolari consumi energetici.
• Resistenza al fuoco: Alta resistenza al fuoco, con un’ottima reazione in caso di incendio.
• Stabilità dimensionale e manutenzione ridotta: 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. Una struttura in legno lamellare ben progettata e trattata richiede pochissima manutenzione.
• Resistenza a insetti e acqua: Il legno lamellare è anche più resistente rispetto al legno massello in termini di resistenza agli insetti e alla permeabilità dell’acqua.

Applicazioni del Legno Lamellare in Edilizia

Il legno lamellare è un materiale estremamente versatile che può essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, dalle costruzioni residenziali a quelle commerciali e industriali. 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. Il suo impiego è perfetto di solito per pavimenti, pareti e coperture.

Applicazioni specifiche:

• Edifici Residenziali: Nel settore residenziale, il legno lamellare viene utilizzato per la realizzazione di strutture portanti, come travi e solai. Grazie alla sua resistenza e alla capacità di coprire ampie distanze senza compromettere la stabilità, è particolarmente adatto per edifici a più piani, dove la forza e la stabilità sono essenziali. Trova impiego anche in abitazioni a basso consumo energetico.
• Edifici Commerciali e Industriali: Nel campo commerciale e industriale, il legno lamellare è utilizzato in strutture come teatri, musei, palazzetti dello sport, impianti sportivi e auditorium. Le sue proprietà meccaniche consentono di realizzare grandi spazi senza necessità di colonne di supporto, il che è particolarmente utile per edifici con grandi aree interne, come le sale di concerto o i centri commerciali. Viene impiegato per coperture per capannoni, centri sportivi, scuole, centri commerciali, piscine, auditorium e la riqualificazione di teatri.
• Strutture Esterne e Ibride: Una delle applicazioni più importanti del legno lamellare è nelle costruzioni all’aperto, come ponti e passerelle. La resistenza del legno lamellare alle sollecitazioni e la sua capacità di resistere agli agenti atmosferici, come pioggia, vento e umidità, lo rendono ideale per queste strutture. 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. Come anche altri prodotti in legno, il lamellare può essere utilizzato in applicazioni ibride con materiali come cemento e acciaio.
• Ristrutturazioni e Bioedilizia: 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) ed edifici destinati a civile abitazione. È sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo.

La capacità dei pannelli di resistere alle elevate forze di compressione e di scaffalatura li rende particolarmente convenienti per applicazioni a più piani e a campata lunga. 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.

Pertanto, nelle applicazioni a parete, il legname utilizzato negli strati esterni di un legno CLT è generalmente orientato verticalmente in modo che le sue fibre scorrano parallele ai carichi di gravità, massimizzando la capacità di carico verticale della parete. Nelle applicazioni su pavimento e tetto, invece, il legname utilizzato negli strati esterni è orientato in modo che le sue fibre siano parallele alla direzione della campata.

Tipologie di Legno Lamellare

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: abete rosso e bianco; frassino; larice; faggio; pino. Di solito, si utilizzano legni di conifere come pino, abete o larice, che sono particolarmente adatti per la produzione di legno lamellare grazie alla loro resistenza e disponibilità.

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).

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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.

Calcolo Strutturale e Normative

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.

Nelle verifiche 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: R_d = (k_mod·R_k)/γ_M ≥ S_d.

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.

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.

Estetica e Sostenibilità Ambientale

Il legno lamellare non solo è resistente e durevole, ma offre anche un’eccezionale bellezza estetica. L’aspetto naturale del legno lamellare è un elemento che aggiunge un tocco di eleganza e calore agli ambienti. La sua superficie, con la sua venatura unica, contribuisce a creare un’atmosfera accogliente e confortevole. Il legno lamellare è altamente personalizzabile, sia in termini di dimensioni che di forme. Grazie alla sua capacità di essere modellato in curve e forme complesse, il legno lamellare offre una vasta gamma di opzioni per soddisfare le esigenze estetiche e funzionali di qualsiasi progetto.

Oltre ai suoi vantaggi strutturali ed estetici, il legno lamellare è anche una scelta ecologica. Rispetto ad altri materiali da costruzione, come il cemento o l’acciaio, il legno lamellare ha un impatto ambientale significativamente inferiore. Il legno lamellare è un materiale naturale e rinnovabile. A differenza di materiali come il cemento e l’acciaio, la produzione di legno lamellare emette meno gas serra. Inoltre, il legno è in grado di immagazzinare il carbonio, contribuendo così a ridurre la quantità di CO2 nell’atmosfera. L’uso di legno lamellare proveniente da fonti certificate e gestite in modo sostenibile garantisce che il materiale sia prodotto in modo responsabile, senza danneggiare le foreste. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.

Un altro importantissimo punto a favore di questo materiale è sicuramente il minor impatto ambientale dell’intero edificio. Infine, il legno è un materiale esteticamente interessante e molto apprezzato anche dalle persone che, poi, vivranno gli edifici e le strutture che si realizzano.

Trattamenti e Manutenzione per una Durata Maggiore

In molte applicazioni, è fondamentale trattare il legno lamellare con impregnanti adatti, che lo proteggano da danni esterni. Gli impregnanti aiutano a migliorare la resistenza del legno alle condizioni atmosferiche difficili e prolungano la durata delle strutture, specialmente in ambienti esterni. La durabilità del legno lamellare è una delle sue caratteristiche più apprezzate, soprattutto quando viene trattato con impregnanti di alta qualità. Gli impregnanti per legno lamellare sono formulati per penetrare nel materiale e proteggerlo da danni causati da fattori esterni. Il legno trattato con impregnante è meno suscettibile all’umidità e ai danni causati da funghi o muffa. Inoltre, grazie al trattamento con impregnanti o smalti specifici per l’esterno, il legno lamellare può durare nel tempo senza perdere le sue caratteristiche meccaniche ed estetiche. Il legno lamellare trattato con impregnanti specifici è molto più resistente agli attacchi di insetti e parassiti rispetto al legno massello. Il trattamento con impregnanti specifici contribuisce anche a migliorare la resistenza del legno lamellare all’acqua.

Scelta e Applicazione degli Impregnanti

La scelta dell’impregnante giusto per il legno lamellare è cruciale per garantirne la protezione a lungo termine e ottimizzare le sue prestazioni. Esistono diversi tipi di impregnanti per legno, e la scelta dipende dalle specifiche necessità del progetto:

• Impregnanti a base di acqua: Questi sono ideali per applicazioni interne o per ambienti a bassa umidità. Sono facili da applicare e asciugano rapidamente.
• Impregnanti a base di solventi: Più adatti per ambienti esterni, dove l’esposizione agli agenti atmosferici è più intensa.
• Impregnanti naturali: Questi impregnanti, realizzati con sostanze biologiche, sono ideali per chi cerca una soluzione più ecologica.

La selezione dell’impregnante dipende dal tipo di ambiente in cui il legno lamellare sarà utilizzato. Se il legno sarà esposto all’esterno, sarà necessario scegliere un impregnante resistente agli agenti atmosferici, mentre per ambienti interni si potrà optare per soluzioni meno invasive. Per il legno lamellare esposto all’esterno, è consigliabile utilizzare impregnanti a base di solventi o naturali, poiché offrono una protezione superiore contro l’umidità, i raggi UV e la formazione di muffa.

Per ottenere i migliori risultati, è fondamentale applicare correttamente l’impregnante. Prima di applicarlo, è necessario preparare adeguatamente il legno lamellare, rimuovendo polvere e impurità e assicurandosi che la superficie sia asciutta. L’impregnante va applicato in strati uniformi, seguendo le istruzioni del produttore, e lasciato asciugare completamente prima di applicare un secondo strato.

Errori Comuni e Manutenzione

Un errore comune è applicare troppo impregnante o farlo in modo non uniforme. L’eccesso di impregnanti può causare accumuli di prodotto sulla superficie, creando macchie o una finitura irregolare. È importante applicare l’impregnante in modo uniforme, seguendo le linee guida del produttore. Un altro errore comune è non preparare correttamente la superficie del legno prima di applicare l’impregnante. Il legno lamellare deve essere pulito e asciutto prima dell’applicazione, in modo che l’impregnante possa penetrare correttamente nel materiale. Dopo l’applicazione dell’impregnante, è fondamentale rispettare i tempi di asciugatura indicati dal produttore.

Sì, è possibile applicare un altro strato di impregnante sul legno lamellare già trattato, a condizione che il trattamento precedente sia ancora in buone condizioni. La durabilità della protezione fornita dall’impregnante dipende dal tipo di prodotto utilizzato, dalle condizioni ambientali e dalla qualità dell’applicazione. Sebbene il legno lamellare sia molto resistente, è importante effettuare una manutenzione periodica per garantire che il materiale rimanga in buone condizioni per molti anni. Inoltre, quando trattato con impregnanti legno di alta qualità, il legno lamellare può essere ulteriormente migliorato, aumentando la sua longevità e prestazioni nel tempo.

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