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.
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. Utilizzato in molti progetti architettonici e ingegneristici, il legno lamellare offre una flessibilità progettuale unica, permettendo di realizzare strutture complesse ma esteticamente gradevoli e molto resistenti.
Che cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare, noto anche come legno stratificato o legno a strati incollati, è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il legno naturale. Nasce incollando tra loro tavole di legno già classificate per un uso strutturale, dette lamelle, che sono di limitata larghezza e lunghezza. Questo materiale si configura quindi come una risorsa in grado di garantire solidità, sicurezza, efficienza energetica e qualità del prodotto finito.
Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno. Queste vengono posizionate con venatura contrapposta, a scopo di uniformare la resistenza, e unite per mezzo di incollaggio a caldo e a pressione. L’esigenza di superare i limiti del legno massiccio, sia per dimensioni in lunghezza e sezioni, sia per concezione strutturale, ha portato allo sviluppo di questo prodotto industriale innovativo. Le travi in legno lamellare, o Glulam (dall'inglese glued laminated timber), sono prodotti derivati dal legno massiccio, ma con proprietà meccaniche superiori.
Processo di Produzione del Legno Lamellare
Il legno lamellare viene prodotto attraverso un processo che inizia con l'essiccazione del legno, un passaggio molto importante per raggiungere il livello di umidità perfetto e assicurare un incollaggio efficace. Dopo l'essiccazione, il legno viene tagliato in pezzi sottili, chiamati lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm.
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Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle e 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. I singoli strati di legno vengono incollati con adesivi resistenti e formulati per resistere alle condizioni di esposizione. Questi adesivi (melaminici, poliuretanici o resorcinici) sono studiati per garantire la massima adesione tra gli strati, rendendo il legno lamellare estremamente resistente a deformazioni come torsioni e fessurazioni, comuni nei legni masselli.
La produzione del legno lamellare
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. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi, superando i limiti dimensionali e strutturali del legno massiccio.
Il Cross Laminated Timber (CLT)
Un tipo specifico di legno lamellare è il legno lamellare incrociato, chiamato anche CLT. Questo è un pannello in legno multistrato massiccio, prefabbricato e su larga scala. 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. I pannelli di legno lamellare vengono impilati trasversalmente ad angoli di 90 gradi e incollati in posizione, offrendo elevate prestazioni acustiche, antincendio, sismiche e termiche superiori.
Le Caratteristiche e le Tipologie del Legno Lamellare
Il legno lamellare presenta diverse caratteristiche interessanti, a partire dal tipo di legno usato per la sua produzione. Ogni strato di legno utilizzato viene selezionato con cura in base alla sua qualità e resistenza. Di solito, si utilizzano legni di conifere come pino, abete rosso, abete bianco, larice e douglasia. Tuttavia, a volte si impiegano anche legni duri come castagno, rovere, frassino e faggio. La scelta del legno di partenza, oltre a garantire certe caratteristiche tecniche, deve rispettare la natura e contribuire a ridurre il costo del prodotto, motivo per cui in Europa viene utilizzato prevalentemente l’abete rosso, seguito dal larice.
Classificazione del Legno Lamellare
Il legno lamellare può essere classificato in diverse tipologie:
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- Incollato omogeneo: quando le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza.
- Incollato combinato: quando le lamelle appartengono a differenti classi di resistenza.
Quali sono i Vantaggi del Legno Lamellare?
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Ecco i principali benefici di questo materiale innovativo:
- Elevata Ecosostenibilità: Il legno lamellare permette di rispettare l’ambiente e di costruire con un’etica sostenibile. Essendo una risorsa rinnovabile, il suo processo di lavorazione richiede meno energia rispetto ad altri materiali e il legno è in grado di immagazzinare il carbonio, contribuendo a ridurre la CO2 nell'atmosfera.
- Resistenza e Stabilità Eccezionali: Grazie al modo in cui viene prodotto, può sopportare pesi e forze molto maggiori rispetto al legno normale. È un materiale strutturale solido e resistente, con un’ottima reazione in caso di incendio e un buon comportamento in caso di oscillazioni sismiche.
- Alta Resistenza al Fuoco: Nonostante sia un prodotto combustibile, il legno lamellare brucia lentamente in caso di incendio. Forma uno strato di carbone che protegge l'interno, permettendo alla struttura di resistere più a lungo rispetto a materiali come l'acciaio o il cemento armato. La velocità di carbonizzazione, in caso di incendio, è di circa 0,7 mm/min.
- 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 con travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata grazie all'elevata elasticità delle travi.
- 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, inclusi quelli di trasporto. A parità di resistenza, il suo peso è significativamente inferiore ad altri materiali.
- Capacità Isolante Molto Alta: Il legno lamellare ha buone proprietà di isolamento, sia per trattenere il calore sia per assorbire il rumore, migliorando l'efficienza energetica degli edifici in cui viene utilizzato e riducendo le emissioni di CO2.
- Resistenza ad Agenti Atmosferici e Chimici: Mostra alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici. Inoltre, è resistente all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro, rendendolo ideale per ambienti come allevamenti, piscine o depositi di sale.
- Versatilità e Flessibilità Progettuale: Può essere prodotto in diverse forme e dimensioni, adattandosi a progetti che richiedono travi molto lunghe o forme complesse. Questo lo rende il sogno degli architetti, in quanto non pone limiti alla progettazione, permettendo la realizzazione di opere creative e innovative.
Confronto dei Materiali da Costruzione: Peso e Resistenza
Un aspetto fondamentale del legno lamellare è il suo eccezionale rapporto tra resistenza meccanica e peso, che lo rende vantaggioso rispetto a materiali tradizionali come l'acciaio e il cemento armato. Di seguito, una comparazione che illustra questa caratteristica:
| Materiale | Peso Specifico Medio (approx.) | Resistenza Meccanica Comparativa (a parità di dimensione) |
|---|---|---|
| Legno Lamellare | 400-600 kg/m³ | Elevata, con elasticità superiore |
| Acciaio | Circa il 20% più pesante del legno lamellare (a parità di resistenza) | Elevata, ma perde proprietà a 550°C |
| Cemento Armato | 2500 kg/m³ (circa il 600% più pesante del legno lamellare) | Elevata, ma si fessura e deforma ad alte temperature |
Applicazioni del Legno Lamellare
La versatilità del legno lamellare lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. L’impiego del legno lamellare trova sempre più spazio nel campo delle costruzioni, in particolare per strutture a grandi luci, in quanto è l’unico materiale che unisce leggerezza, resistenza e versatilità. Il legno lamellare è comunemente utilizzato in una varietà di applicazioni strutturali, inclusa la realizzazione di edifici residenziali, commerciali e industriali.
Edilizia Residenziale e Civile
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 costruzioni a basso consumo energetico e in ristrutturazioni per solai, soppalchi e coperture.
Edilizia Commerciale e Industriale
Nel campo commerciale e industriale, il legno lamellare è utilizzato in strutture come capannoni, centri sportivi, scuole, centri commerciali, piscine, auditorium, teatri e musei. Le sue proprietà meccaniche consentono di realizzare grandi spazi senza necessità di colonne di supporto, il che è particolarmente utile per edifici con ampie aree interne.
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Costruzioni all'Aperto e Infrastrutture
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. Ad esempio, è stato costruito un ponte pedonale e ciclabile alle foci del fiume Todino in provincia di Teramo, esclusivamente con travi e tavole in legno lamellare.
L'Importanza degli Impregnanti e della Manutenzione
Quando trattato con impregnanti legno di alta qualità, il legno lamellare può essere ulteriormente migliorato, aumentando la sua longevità e prestazioni nel tempo. L’impregnante legno svolge un ruolo fondamentale nel migliorare la resistenza del legno lamellare, proteggendolo da danni causati dall’umidità, dai raggi UV e dagli insetti.
Il legno lamellare trattato con impregnanti specifici è molto più resistente agli attacchi di insetti e parassiti rispetto al legno massello e contribuisce a migliorare la resistenza all’acqua. 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.
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:
- Impregnanti a base d'acqua: 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: realizzati con sostanze biologiche, sono ideali per chi cerca una soluzione più ecologica.
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.
Un errore comune è applicare troppo impregnante o farlo in modo non uniforme, causando accumuli di prodotto o una finitura irregolare. È anche fondamentale non trascurare la preparazione della superficie. 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.
Calcolo Strutturale per il 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. 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. È fondamentale affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come software per il calcolo strutturale del 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 relazione tecnica relativa a una struttura in legno, vengono riportate le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale, la classe di servizio, e si tiene conto della sensibilità del legno alla variazione di umidità e dell’influenza di questa sulle caratteristiche di resistenza e di deformabilità, oltre alle modalità di verifica secondo quanto prescritto dalla normativa tecnica.