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 un materiale strutturale solido e resistente, con un’ottima reazione in caso di incendio e un buon comportamento in caso di oscillazioni sismiche.
Questo materiale si configura come una risorsa in grado di garantire solidità, sicurezza, efficienza energetica e qualità del prodotto finito. 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 (Glulam)?
Il legno lamellare, o glulam (dall'inglese glued laminated timber), è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Il nome corretto è "legno lamellare incollato", come specificato nelle norme di prodotto. 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. 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. Per questo è spesso utilizzato in ambito architettonico e strutturale.
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 vengono selezionate, essiccate, piallate e incollate sotto pressione con colle resistenti all’umidità, dando vita a travi e elementi portanti dalla grande stabilità. Per ottenere una trave lamellare completa, è necessario sovrapporre ed incollare vari strati a caldo, sotto pressione.
Leggi anche: Prezzi Pavimento Grigio Legno Perlato
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.
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. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi. Nel legno lamellare, l'incollaggio delle doghe di legno avviene lungo la fibra. In questo modo si possono ottenere travi spesse diversi metri e lunghe oltre 50 metri. Le travi completate dispongono di fori e incavi per il fissaggio.
La colla è molto importante nella produzione di travi, in quanto deve garantire la resistenza e la durata dei morsetti, dato che queste travi sono elementi strutturali. Gli adesivi utilizzati sono melaminici, poliuretanici o resorcinici. Gli adesivi melaminici (melamina-urea formaldeide MUF) e poliuretanici danno linee di adesione bianche, mentre gli adesivi resorcinici danno linee di adesione più scure e marroni.
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: Garantisce prestazioni strutturali elevate.
- Versatilità: Può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno. Le travi lamellari sono il sogno degli architetti perché non pongono limiti alla progettazione. Possono essere diritte o curve, sottili o molto spesse, corte o lunghe.
- 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). Un altro vantaggio dell'utilizzo di travi laminate è il peso molto inferiore a parità di resistenza meccanica. A seconda della specie utilizzata, il peso specifico può variare da 400 a 600 kg/mc (le travi in abete rosso hanno un peso specifico medio di 430 kg/mc). A parità di resistenza, una trave in acciaio è più pesante del 20% e una in cemento armato del 600%. Ad esempio, una trave con peso specifico di 600 kg/mc ha la stessa resistenza di una trave in cemento armato con peso specifico di 2500 kg/mc.
- Capacità isolante molto alta: Contribuisce all'efficienza energetica degli edifici.
- Alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici: Particolarmente vantaggioso per applicazioni esterne.
- 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. Le costruzioni realizzate su travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata grazie all'elevata elasticità delle travi. La sovrapposizione delle lamelle parallelamente alla fibra determina una maggiore elasticità.
- Basso impatto ambientale e riciclabilità: Dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, è facilmente riciclabile. Il legno lamellare è un materiale eco-sostenibile: viene ricavato da legno certificato, riduce gli sprechi rispetto al massello ed è completamente riciclabile. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.
- Alta resistenza al fuoco: Nonostante siano fatti di legno - un prodotto combustibile - sono molto resistenti al fuoco. Il legno brucia all'esterno, ma non cambia le sue proprietà, per cui anche se all'esterno c'è uno strato di legno carbonizzato, all'interno il legno ha le stesse proprietà meccaniche. Nel caso delle travi lamellari, il legno brucia all'esterno, ma è molto difficile superare gli strati adesivi, quindi avanza molto lentamente.
- Resistenza chimica aumentata: Sono resistenti all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro.
- Stabilità dimensionale: Anche con variazioni di temperatura e umidità tipiche degli spazi esterni, il materiale mantiene forma e integrità molto meglio rispetto al legno massello.
Legno e sostenibilità
Tipologie di Legno Lamellare
Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione. 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.
Leggi anche: Stile Arte Povera per la Sala da Pranzo
In linea generale, le essenze legnose maggiormente utilizzate per il legno lamellare sono:
- Abete rosso e bianco
- Larice
- Pino
- Frassino
- Faggio
- Quercia
- Acero
- Cedro
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 le lamelle appartengono a differenti classi di resistenza.
Applicazioni del Legno Lamellare
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 e edifici destinati a civile abitazione.
Le travi in legno lamellare, o glulam, sono sempre più utilizzate in edilizia e sono favorite non solo per la loro bellezza e la possibilità di creare edifici davvero spettacolari, ma soprattutto per la loro particolare resistenza. 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.
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. Sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale. Il legno lamellare è perfetto per progetti su misura. È possibile realizzare forme curve, tetti inclinati, travature ampie e strutture personalizzate in base agli spazi disponibili. Questo lo rende il materiale ideale per tettoie, pergole, porticati, pensiline, gazebo e altri elementi outdoor.
Leggi anche: Pali in legno: guida alle travi
Per la sua resistenza chimica aumentata, viene utilizzato nella costruzione di allevamenti di animali (per via dell'ammoniaca), piscine (cloro), nelle saline o nella costruzione di depositi di sale o carbone.
Calcolo Strutturale e Verifiche
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.
Verifica degli Elementi Strutturali in Legno
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 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.
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.
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.
Relazione di Calcolo
Nella 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.
Trattamenti e Protezione nel Tempo
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. Una struttura in legno lamellare ben progettata e trattata richiede pochissima manutenzione. Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali:
- Impregnante all’acqua: penetra nel legno e lascia traspirare la fibra. Ideale per mantenere l’aspetto naturale, va rinnovato ogni 1-3 anni, soprattutto nelle parti esposte al sole.
- Smalto coprente: più spesso e protettivo, forma una pellicola resistente agli agenti atmosferici. La durata è maggiore, fino a 5 anni. Il risultato è una struttura esteticamente moderna, simile a un mobile.
In entrambi i casi, sono disponibili tantissimi colori ed è possibile ritoccare solo le parti più esposte (di solito colonne e testate dei travetti), mentre le parti interne della struttura, essendo protette dal tetto, necessitano raramente di manutenzione. In fase di ritocco, si può usare lo stesso colore di impregnante per uniformare la struttura, ma il risultato potrebbe essere leggermente più scuro. In alternativa, si può optare per un impregnante o finitura trasparente per mantenere il tono originale.