L’X-lam o legno lamellare incrociato è un innovativo materiale da costruzione che offre ottime prestazioni meccaniche. La sigla CLT in inglese sta per “Cross Laminated Timber”, che significa legno lamellare incrociato, anche se in Italia preferiamo chiamarlo X-LAM. Si tratta di un innovativo materiale da costruzione che fa parte della famiglia dei “legni ingegnerizzati”. Il pannello X-lam è un materiale da costruzione in legno massiccio dalla struttura multistrato, rappresentando una nuova metodologia costruttiva che segue rigide regole di progettazione e di realizzazione.
Composizione e Processo Produttivo dei Pannelli X-LAM
I pannelli in legno Xlam sono composti da tavole di legno disposte a strati incrociati, cioè con direzione delle fibre alternata, incollate insieme sotto grandi pressioni per formare un unico elemento piano con capacità portante in entrambe le direzioni. I prodotti in X-lam sono composti da tavole in legno massiccio a strati incrociati che vengono incollate tra loro con una grande pressione che permette di creare un unico elemento massiccio piano. È costituito da legno lamellare disposto a strati incrociati, tipicamente in numero dispari, e incollati sotto pressione per formare un unico elemento ligneo con capacità di carico eccezionali in tutte le direzioni.
Come materia prima viene solitamente usato il legno di conifera. I singoli strati sono realizzati in tavole di legno di conifera, essiccate e selezionate, come per la maggior parte degli elementi strutturali in legno dove viene impiegato l’abete, in prevalenza abete rosso. Questo legno viene essiccato per risultare naturalmente protetto da funghi e muffe. Un processo di essiccazione che lo porta a un’umidità del 12% lo renderà protetto in modo naturale dagli agenti biologici come funghi, insetti e muffe. Vengono utilizzate lamelle di legno di conifera europee piallate, essiccate, resistenti e di qualità.
Le colle utilizzate per l’incollaggio sono di due tipi: ureico-melaminiche o poliuretaniche. Le lamelle vengono assemblate con colla poliuretanica (PU) priva di formaldeide. Il risultato è un pannello X-Lam ad alte prestazioni, composto per il 99,4% da legno e solo per lo 0,6% da colla, che unisce la naturalità e leggerezza del legno massello a eccellenti caratteristiche di stabilità dimensionale, funzionalità architettonica e prestazioni tecniche.
Le Fasi di Produzione dei Pannelli X Lam | Episodio 4 | CASA ARCOBALENO
Fasi della Produzione del Pannello X-LAM
- Selezione e preparazione delle lamelle: Le lamelle (o tavole) vengono innanzitutto selezionate in base alla classe di resistenza e sottoposte a un controllo automatico tramite scanner e raggi X, per individuare ed eliminare eventuali difetti. Successivamente, le lamelle vengono giuntate di testa per raggiungere le lunghezze desiderate, garantendo continuità e uniformità strutturale.
- Formazione degli strati: Le lamelle vengono quindi incollate affiancandole una all’altra, dando forma ai singoli strati di tavole che comporranno il pannello finito.
- Incollaggio incrociato degli strati: Gli strati così ottenuti vengono incollati tra loro incrociando le fibre a 90°, creando un elemento monolitico in legno prefabbricato e stabile.
Proprietà Meccaniche e Funzionamento Statico
L’Xlam presenta caratteristiche e proprietà meccaniche di altissimo livello. L’incollaggio incrociato, infatti, offre portanza in entrambe le direzioni della superficie, aumentando la resistenza. Le proprietà meccaniche e le caratteristiche deformative sono di gran lunga superiori rispetto agli elementi in legno massiccio o in legno lamellare incollato in una sola direzione. Questo evita che i pannelli si deformino e li rende ideali sia per essere utilizzati per il solaio che per le pareti.
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L’utilizzo dei pannelli X-Lam per la realizzazione di pareti e solai dà origine a una struttura di tipo scatolare, nella quale ogni elemento contribuisce alla stabilità complessiva dell’edificio. Il pannello X-Lam può svolgere tutte le principali funzioni strutturali:
- Funzione di lastra (parete): il pannello sostiene i carichi verticali e contrasta le azioni orizzontali dovute a vento e sisma, garantendo resistenza e rigidezza.
- Funzione di piastra (solaio): grazie alla propria resistenza flessionale e a taglio nelle due direzioni del piano, il pannello è in grado di portare i carichi perpendicolari al suo stesso piano.
Gli elementi in X-Lam sono collegati tra loro in modo elastico e deformabile: le giunzioni trasferiscono le azioni di taglio, ma non quelle flessionali, consentendo al sistema di distribuire le sollecitazioni in modo uniforme e controllato.
Efficienza Energetica e Comfort Abitativo
Nella progettazione di edifici con tecnologia xlam la scelta dei diversi materiali, dei componenti e la definizione degli elementi costruttivi/tecnologici avviene sempre secondo i consolidati criteri della BIO-EDILIZIA e del risparmio energetico. Tutti gli elementi costruttivi sono studiati per garantire alla vostra casa la migliore efficienza energetica. I pannelli X-Lam offrono buone proprietà termoisolanti, contribuendo a un clima piacevole e accogliente negli ambienti.
Caratteristiche delle Pareti X-LAM
Le nostre pareti standard sono realizzate con un pannello parete in xLam dallo spessore variabile (10 cm sono in genere sufficienti per edifici fino a due piani). L'elemento portante è rivestito esternamente con un cappotto di fibra di legno dello spessore di 12 cm, altamente coibentante, traspirante ed ecologico. L'isolante è fissato con speciali tasselli a fungo ed è messo in opera su due strati aggiunti sfalsati in modo da eliminare qualsiasi ponte termico. La fibra di legno è intonacata con un doppio strato di rasante silossanico armato con una rete in fibra di vetro e rivestito da uno strato di finitura bianco o colorato in pasta, anch'esso a base di silossani. Internamente il pannello portante è rivestito con una controparete in cartongesso costituita da una struttura in lamiera zincata a montanti e traversi che forma un'intercapedine dello spessore di 7,5 cm chiusa all'interno da un doppio pannello di cartongesso. L'intercapedine viene coibentata con lana di roccia a bassa densità.
Esempio di Composizione di Parete X-LAM
- Finitura a base silossanica
- Rete di armatura in fibra di vetro
- Rasante a base silossanica
- Fibra di legno, alta densità, intonacabile, sp. 4cm
- Fibra di legno, media densità, sp. 8cm
- Attacco a terra isolante, EPS, sp. 12cm
- Pannello parete di XLam tre strati, sp. 10cm
- Coibentazione controparete in Lana di vetro, sp. 7cm
- Struttura controparete in lamiera zincata, sp. 7,5 cm
- Doppio pannello di cartongesso o gesso fibrato - cm 2,5
| Elemento | Spessore | Trasmittanza | Sfasamento | Altre Caratteristiche |
|---|---|---|---|---|
| Parete | 0,32 m | 0,172 W/m²K | 15h 18' | - |
| Tetto | 0,28 m | 0,233 W/m²K | 11h 10' | Trasmittanza periodica 0,073 W/m²K, Nessuna condensa |
Per garantire la perfetta sigillatura ermetica tra i pannelli in X-Lam vengono impiegate guarnizioni in EPDM specifiche per le giunzioni. La tenuta all’aria viene completata con la nastratura interna ed esterna di tutte le connessioni, utilizzando nastri mono-adesivi sigillanti ad alte prestazioni. Questo sistema assicura un isolamento continuo e controllato, rendendo l’edificio a prova di Blower Door Test, a beneficio del comfort abitativo e dell’efficienza energetica complessiva.
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Resistenza Sismica
Le eccellenti caratteristiche antisismiche sono uno dei maggiori vantaggi del legno lamellare massiccio X-LAM. Il sisma è considerato uno dei fenomeni naturali più devastanti. Non può né essere evitato né predetto, dunque la sola possibilità di ridurre i suoi effetti catastrofici è intervenire sulle strutture, progettandole in maniera adeguata. Un dettaglio fondamentale, dal momento che le normative nazionali considerano tutte le Regioni italiane a rischio sismico.
In caso di terremoto ogni singola giunzione in acciaio tra i moduli funziona come un vero ammortizzatore; le viti e i chiodi si piegano dissipando così maggiormente l’energia sismica. Nelle strutture di legno, infatti, la duttilità e la capacità di dissipare energia è conferita dalle unioni meccaniche. All’aumentare del numero di elementi di collegamento e delle giunzioni si ottengono edifici dal comportamento più duttile. In un edificio realizzato con elementi modulari, la dissipazione energetica avviene nei giunti di estremità e nei giunti verticali.
Molto importante in ragione del sisma è il peso specifico dei materiali che per il legno è pari a 0,500 Kg/decimetro cubo mentre per l’acciaio è di 7,850 Kg/decimetro cubo. Il peso intrinseco inferiore rispetto al cemento armato è un ulteriore vantaggio. Il legno, in tutte le sue forme, è un materiale che, da solo, non è in grado di dissipare energia. La capacità dissipativa dei collegamenti metallici in seguito a ripetuti cicli di carico è funzione delle caratteristiche meccaniche dei materiali di collegamento e della configurazione geometrica dei connettori. Pertanto, realizzare una buona progettazione sismica di un edificio di legno equivale a progettarne le connessioni atte al trasferimento delle forze tra copertura, solai e pareti, fino alla base dove la costruzione è fissata alla platea di cemento armato.
Per quantificare le differenti rigidezze dei sistemi di fissaggio, è stato identificato sperimentalmente il parametro (Kser), che permette di valutare la deformazione della struttura e progettare con maggiore consapevolezza. I vantaggi per il progettista sono concreti: ha a disposizione dei parametri sperimentali che forniscono sia la rigidezza (Kser) che la resistenza, può valutare le deformazioni dell’edificio in funzione della rigidezza (Kser) degli elementi di connessione e può progettare sismicamente in modo sicuro, in quanto è a conoscenza della dissipazione energetica di ogni connettore sotto carichi ciclici e dinamici. E una progettazione più sicura dell’edificio si traduce in sonni tranquilli di chi lo abita.
Resistenza al Fuoco
L’X-lam è resistente al fuoco in maniera maggiore dei comuni elementi in legno, superando persino la resistenza del calcestruzzo. Le strutture xlam sono progettate e realizzate in modo tale che la struttura portante possa garantire una resistenza al fuoco elevata. La velocità di combustione è di circa 0,7 mm/min. Gli edifici con sistema costruttivo a pannelli XLAM rispettano le esigenze normative più attuali, garantiscono, in caso d'incendio, la sicurezza necessaria all'evacuazione controllata dell'edificio e la possibilità di recuperare la costruzione in quanto la sua ossatura portante (i pannelli XLAM) in alcuni casi non subisce alcun tipo di danno strutturale e materico, come è stato dimostrato scientificamente dal CNR-IVALSA con i test del 2006 e 2007 in Giappone con il progetto di ricerca SOFIE. Nelle costruzioni in cemento armato la resistenza al fuoco dipende quasi esclusivamente dallo spessore del copriferro, che è lo strato di cemento che ricopre le armature di ferro di travi, pilastri e solai. Questo strato è solitamente di spessore variabile tra i 2,5 ed i 3 cm.
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Durabilità e Longevità
Il luogo comune che un edificio in legno con pareti xlam non duri nel tempo è smentito da molti esempi nel mondo da costruzioni lignee storiche, vecchie di secoli o addirittura millenni, tuttora in servizio (ponti, interi edifici, coperture e solai). Il degradamento del legno, e quindi del pannello XLAM, può svilupparsi soltanto in particolari condizioni evitando le quali il materiale si conserva perfettamente per secoli o addirittura millenni.
La chiave per ottenere edifici a struttura portante a pannelli XLAM durevoli e con prestazioni superiori è rappresentata quindi dalla progettazione integrata (progettazione + tecnologia + materiali + competenza), che comprenda non soltanto i calcoli statici ma anche il dimensionamento delle prestazioni energetiche, acustiche e legate alla durabilità dei materiali affiancata da modalità di esecuzione in cantiere accurate e fedeli al progetto. La materia prima, il legno di conifera, se essiccato ad un’umidità del 12%, diverrà protetto in modo naturale dagli agenti biologici come funghi, insetti e muffe, contribuendo alla garanzia di durabilità.
Sostenibilità Ambientale
La sostenibilità ambientale è un aspetto cruciale dell'X-LAM. Nella progettazione di edifici con tecnologia xlam la scelta dei diversi materiali, dei componenti e la definizione degli elementi costruttivi/tecnologici avviene sempre secondo i consolidati criteri della BIO-EDILIZIA e del risparmio energetico. Il legno è una materia prima ecologica e rinnovabile. Costruire in legno anziché in acciaio e calcestruzzo significa generare meno emissioni di CO2 nella produzione e nello smaltimento di questi materiali. Questo è particolarmente importante in un mondo che conoscerà un’urbanizzazione sempre maggiore nei prossimi anni.
Campi di Applicazione
Il legno lamellare massiccio X-LAM è un sistema costruttivo innovativo che vede l'utilizzo di pannelli di legno multistrato nella realizzazione di pareti, solai e diaframmi di copertura per qualsiasi tipo di struttura. È ideale sia per essere utilizzati per il solaio che per le pareti. Le case a struttura di legno stanno ritrovando l’importanza che hanno avuto nel passato. Inoltre, l’utilizzo del legno nelle costruzioni consente la realizzazione di opere in cui l’incidenza del peso proprio è vantaggiosa, soprattutto per le strutture accessorie.
Usi e Settori d'Impiego dell'X-LAM
- Campi di applicazione:
- Case unifamiliari e multifamiliari
- Edilizia residenziale multipiano
- Costruzione di immobili industriali e capannoni
- Realizzazione di moduli e sistemi
- Uffici, scuole e asili
- Densificazione di spazi abitativi urbani
- Carport
- Settori d'impiego:
- Coperture e solai
- Strutture di tetti
- Muri e pareti
- Solette rinforzate
- Travi
Grazie all’avvento dell’X-LAM oggi è possibile edificare grattacieli in legno di 30 piani e oltre! Il sistema è indicato per l'edificazione di fabbricati multipiano.
Dettagli Strutturali e Connessioni
Le pareti in X-Lam possono essere costituite da uno o più pannelli, a seconda delle luci da coprire e delle esigenze strutturali del progetto. Nel caso di pareti composte da più pannelli, l’unione fra gli elementi viene realizzata direttamente mediante doppie viti autoforanti, inserite inclinatamente rispetto alla faccia del pannello. Questo sistema garantisce un accoppiamento solido e continuo tra i pannelli, assicurando la massima precisione, rigidezza e stabilità strutturale dell’insieme.
Pareti e solai costituiscono una struttura rigida, in ogni caso è prudente che per la trasmissione dei carichi orizzontali non siano progettate grandi aperture che ne indebolirebbero il comportamento a lastra. Pareti e solai devono essere trasportati dai luoghi di prefabbricazione al cantiere ed essendo materiali pesanti, oltre che di dimensioni ragguardevoli, talvolta è necessario frazionare gli elementi che li compongono. Pertanto, i pannelli frazionati devono essere giuntati in cantiere e l’unione di più elementi si effettua mediante tavoletta di giunzione, obbligatoriamente di compensato strutturale.
Le Fasi di Produzione dei Pannelli X Lam | Episodio 4 | CASA ARCOBALENO
Platea di Fondazione e Connessioni
Grazie alla leggerezza del sistema costruttivo X-LAM, è sufficiente una fondazione superficiale - come una platea o un solaio controterra areato - oppure, quando è previsto, il solaio dell’interrato, che diventa il piano d’appoggio dell’edificio in legno. Sopra la fondazione viene realizzato un cordolo in cemento armato continuo, perfettamente livellato, su cui viene posata una membrana impermeabilizzante. Questa barriera separa il legno dal calcestruzzo, evitando la risalita dell’umidità e garantendo così la protezione e la durabilità nel tempo della struttura.
Il collegamento tra le pareti in X-Lam e il cordolo in cemento armato è un elemento essenziale per garantire la stabilità e la sicurezza sismica dell’edificio. Ha il compito di trasferire le sollecitazioni orizzontali (vento e sisma) alla fondazione, impedendo ogni possibilità di ribaltamento o scorrimento delle pareti. L’ancoraggio viene realizzato mediante piastre in acciaio fissate ai pannelli in X-Lam con viti o chiodi strutturali e al cordolo in cemento armato con barre filettate o tasselli meccanici sigillati con resine bicomponenti. Ogni collegamento è dimensionato in base al calcolo strutturale e alle verifiche sismiche previste dal progetto, assicurando la massima affidabilità dell’intero sistema costruttivo. Il collegamento degli elementi in legno con il basamento in cemento armato sottostante avviene per mezzo di carpenteria metallica (staffe, angolari, ecc) adeguatamente dimensionata.
Connessione dei Solai Interpiano in X-LAM
Nei piani intermedi, i solai in X-Lam vengono realizzati con pannelli più spessi rispetto a quelli delle pareti, così da garantire maggiore solidità e comfort strutturale. Il collegamento tra pareti e solai avviene tramite piastre metalliche “hold down”, che evitano il ribaltamento delle pareti, e con viti o angolari che impediscono eventuali spostamenti orizzontali. Questi giunti meccanici rendono l’edificio un sistema unico e perfettamente integrato, capace di resistere in modo efficace a vento e sisma, mantenendo nel tempo la massima stabilità e sicurezza.
Connessione fra le Pareti in X-LAM ed il Solaio di Copertura
La copertura può essere realizzata con pannelli in X-Lam oppure, quando richiesto dalle luci strutturali, con l’inserimento di travi rompitratta o travi in legno lamellare e tavolato. Il collegamento tra le travi in legno e le pareti verticali può avvenire tramite tasche di alloggiamento predisposte nei pannelli in X-Lam, oppure mediante scarpette metalliche fissate con viterie strutturali. Quando la copertura è realizzata direttamente con pannelli in X-Lam, il collegamento con le pareti avviene invece mediante viti e squadrette metalliche, garantendo la continuità strutturale e la stabilità complessiva dell’edificio.
Specifiche Tecniche Generali
Il Pannello XLAM è in legno massello di grande formato composto da un massimo di 15 strati di lamelle di legno incollate trasversalmente. Le tavole sono di spessore variabile fra i 19 e i 40 mm, larghe fra gli 80 ed i 260 mm.
- Lunghezza: fino a 14,50 m
- Spessore: 60 - 228 mm (standard), fino a 320 mm su richiesta
- Larghezza: fino a 3,10 m
- Montaggio dei pannelli: Da 3 a max. 15 strati incrociati e incollati (standard: da 3 a 7 strati)
- Peso: ca. 480 kg/m³ (per determinare il peso di trasporto)
- Resistenza al fuoco/velocità di combustione: ~ 0,7 mm/min.
- Classi di utilizzo: CL 1 e 2 (ai sensi di EN 1995)
In generale, si deve osservare che nelle NTC 2018 non sono state introdotte modifiche sostanziali alla impostazione generale della verifica della sicurezza della struttura lignea. Sono stati rivisti i coefficienti di sicurezza dei materiali a base legno (Tab. 4.4.III) introducendo, accanto alla colonna A che conferma i valori di NTC’08, una colonna B molto più aderente ai valori proposti in Eurocodice 5 e che può essere utilizzata quando sia possibile dimostrare che gli elementi strutturali derivano da produzioni soggette a un controllo continuativo, con coefficiente di variazioni contenuti entro il 15%. Inoltre, sono state aggiornate le tabelle 4.4.IV e 4.4.V, sia per quanto riguarda l’indicazione delle norme di prodotto, sia per alcuni coefficienti in esse riportate.
Vantaggi della Costruzione in X-LAM
La tecnologia xlam, per le sue qualità intrinseche e per le metodologie costruttive adottate, offre degli standard qualitativi e dei tempi di realizzazione, a parità di spesa, nettamente superiori rispetto ai sistemi costruttivi tradizionali.
Quali sono i vantaggi di una costruzione in legno con pannelli x-lam?
- Velocità costruttiva e montaggio semplice e rapido
- Risparmio energetico
- Resistenza sismica ed eccellenti caratteristiche antisismiche
- Sostenibilità ambientale, grazie all'uso di materia prima ecologica e rinnovabile
- Più di superficie calpestabile
- Tempi di realizzazione e costi certi
- Garanzia di durabilità
- Peso intrinseco inferiore rispetto al cemento armato
- Resistenza al fuoco e resistenza chimica elevate
- Buone proprietà termoisolanti
- Clima piacevole e accogliente negli ambienti
Considerazioni sui Costi
Il prezzo di una casa in legno, realizzata seguendo tutti i criteri progettuali e costruttivi della metodologia x-lam, può essere definito solamente dopo aver visionato il vostro progetto. Il calcolo dei costi può essere effettuato "al grezzo", "grezzo avanzato" o "chiavi in mano".