Il Legno Lamellare: Caratteristiche, Vantaggi e Applicazioni nelle Costruzioni

Negli ultimi anni la bioedilizia sta diventando sempre più popolare e il legno lamellare è uno dei materiali più utilizzati in questo ambito. Ma cos'è il legno lamellare? E quali sono le sue caratteristiche che lo rendono un materiale ideale per la costruzione di edifici sostenibili? Il legno lamellare, le travi in legno lamellare, o glulam, sono prodotti derivati dal legno massiccio. Ho detto travi lamellari perché è così che sono conosciute. Ma il nome corretto è "legno lamellare incollato", come specificato nelle norme di prodotto. Glulam deriva dal nome inglese del prodotto, "glued lame", e si tratta fondamentalmente di una trave realizzata con diversi strati di legno.

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. 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, 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.

Il Processo di Produzione del Legno Lamellare

Il legno lamellare è un materiale composito costituito da tavole di legno incollate tra loro in modo da creare un pezzo unico e resistente. 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.

La produzione del legno lamellare avviene attraverso un processo che prevede la selezione accurata del legname, la rimozione della corteccia e la successiva riduzione del tronco in tavole di spessore uniforme, dette lamelle. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi. Le lamelle vengono poi incollate tra loro con resine sintetiche ad alta resistenza, formando dei pannelli di grandi dimensioni. 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. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.

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. Nel legno lamellare, l'incollaggio delle doghe di legno avviene lungo la fibra.

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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).

Caratteristiche e Proprietà Distintive del Legno Lamellare

Il risultato del processo di produzione è un materiale dalle caratteristiche meccaniche superiori rispetto al legno massello, con una maggiore stabilità e durata nel tempo. Le caratteristiche del lamellare dipendono ovviamente dall’essenza impiegata per la sua realizzazione.

• Elevata Resistenza Meccanica: La disposizione delle lamelle con venatura contrapposta garantisce una maggiore uniformità nella resistenza della trave, migliorando la resistenza a flessione e trazione.
• Stabilità Dimensionale: Grazie al processo di incollaggio a strati, il legno lamellare è stabile anche in condizioni difficili, mostrando elevata resistenza alla deformazione e all'assenza di crepe e nodi.
• Resistenza agli Agenti Atmosferici e Sbalzi Termici: La struttura composita garantisce una maggiore resistenza agli agenti atmosferici e alle vibrazioni acustiche.
• Resistenza Chimica Aumentata: Il legno lamellare è resistente all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro. Per questo motivo viene utilizzato nella costruzione di allevamenti di animali, piscine, saline o depositi di sale o carbone.
• Alta Resistenza al Fuoco: Nonostante sia fatto di legno, un prodotto combustibile, è molto resistente al fuoco. Sebbene all'esterno ci sia uno strato di legno carbonizzato, all'interno il legno mantiene le stesse proprietà meccaniche. Nel caso delle travi lamellari, il legno brucia all'esterno, ma è molto difficile superare gli strati adesivi, quindi il processo avanza molto lentamente.

Vantaggi dell'Utilizzo del Legno Lamellare nelle Costruzioni

L'utilizzo del legno lamellare nella costruzione di edifici sostenibili presenta numerosi vantaggi a livello ambientale, economico e sociale. Il legno lamellare è un materiale ideale per la bioedilizia grazie alle sue proprietà ecologiche, termiche e strutturali.

Vantaggi Ambientali ed Energetici

• Sostenibilità Ambientale: Rispetto ad altri materiali da costruzione, il legno ha un impatto ambientale ridotto in quanto è una risorsa rinnovabile e il suo processo di lavorazione richiede meno energia, riducendo le emissioni di CO2. Ha un basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, ed è facilmente riciclabile.
• Ottima Capacità Isolante: Il legno lamellare presenta un'ottima capacità isolante sia termica che acustica, consentendo di ridurre i consumi energetici degli edifici e quindi le emissioni di CO2 nell'atmosfera. Contribuisce al risparmio energetico e al comfort degli occupanti dell’edificio, assorbendo e attenuando i rumori.
• Salubrità degli Ambienti Interni: È un materiale naturale che contribuisce alla creazione di ambienti interni salubri. È in grado di regolare l’umidità relativa dell’aria, assorbendo e rilasciando l’umidità in modo naturale, e non emette sostanze nocive o inquinanti.

Vantaggi Strutturali ed Economici

• Leggerezza e Resistenza: Offre economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato. 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. Questa caratteristica semplifica il processo di trasporto e riduce i tempi di costruzione, permettendo di risparmiare sui costi complessivi del progetto.
• 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.
• Flessibilità Progettuale: La versatilità del materiale permette di progettare edifici personalizzati e innovativi che si adattano alle esigenze dei proprietari. 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. La possibilità di produrre componenti di grandi dimensioni consente di realizzare elementi strutturali lunghi e larghi, difficilmente ottenibili con il legno massiccio.
• Rapidità di Costruzione: La leggerezza del materiale e la prefabbricazione contribuiscono a un notevole risparmio dei tempi di cantiere.

Vantaggi Estetici e Sociali

• Estetica e Comfort Visivo: Il legno offre un aspetto caldo, accogliente ed esteticamente piacevole. La sua presenza all’interno di un edificio può contribuire a creare un’atmosfera confortevole e rilassante. L'aspetto estetico lo rende ideale per le strutture a vista.
• Sviluppo Locale: Dal punto di vista sociale, la costruzione con il legno lamellare può anche favorire lo sviluppo delle comunità locali, poiché il materiale è spesso prodotto a livello regionale e richiede manodopera specializzata.

In sintesi, il legno lamellare rappresenta una soluzione ideale per la costruzione di edifici sostenibili e a basso impatto ambientale. L’utilizzo del legno è quindi la soluzione migliore, oltre che più economica, per la realizzazione di opere pubbliche e private, grazie alle molteplici qualità che questo materiale offre e alle possibilità di impiego pressoché infinite.

Applicazioni del Legno Lamellare

Come abbiamo già capito, il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. 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.

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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.

Le travi lunghe, ottenute allungando le lamelle, hanno una capacità portante molto elevata e possono essere utilizzate per costruire edifici con campate molto ampie e pochi puntoni verticali di sostegno. Ad esempio, 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.

Tipologie di Legno Lamellare e Legno Strutturale

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;
• larice;
• pino.

Altre essenze includono frassino e faggio. 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.

Il legno strutturale è uno dei materiali più importanti nell’edilizia moderna, distinguendosi per durata, estetica e il suo carattere naturale. Tra le tipologie principali di legno strutturale, oltre al legno massiccio (C24), troviamo il Legno KVH e il Legno Lamellare BSH.

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Il Legno Strutturale KVH: Caratteristiche e Applicazioni

Il legno KVH è un materiale da costruzione in legno appositamente sviluppato per soddisfare le esigenze più elevate delle moderne costruzioni in legno, caratterizzato da una precisa stabilità dimensionale e da un’elevata qualità. La produzione del legno KVH si basa sulla precisione e sul controllo della qualità, che garantiscono l’affidabilità della costruzione. Il KVH è prodotto principalmente con abete rosso o pino, e il legno viene essiccato in camera, in modo da ridurre il contenuto di umidità a circa il 15%, evitando deformazioni e fessurazioni. In ogni fase della produzione, il legno viene sottoposto a rigorosi test per soddisfare gli standard di resistenza ed estetica.

I vantaggi del legno KVH includono:

• Stabilità Geometrica: Il legno non cambia le sue dimensioni se esposto all’umidità o alla temperatura.
• Facilità di Installazione: Le dimensioni precise facilitano un’installazione rapida ed efficiente.
• Ecologico: È un materiale da costruzione naturale, rinnovabile e sostenibile.
• Estetica: L’aspetto naturale del legno KVH conferisce alle strutture un aspetto elegante e accogliente.

Grazie alla sua versatilità, il legno KVH viene utilizzato in molti tipi di costruzioni:

• Costruzione a telaio: pareti portanti, soffitti, travi.
• Costruzione del tetto: travi, capriate.
• Costruzioni modulari: case estive, gazebo, pergole.

Il Legno Lamellare BSH: Resistenza e Versatilità

Il legno BSH (legno lamellare incollato) è un legno lamellare che combina i vantaggi del legno naturale con la tecnologia moderna. Il processo di incollaggio elimina i difetti strutturali del legno massiccio, garantendo un’elevata stabilità e capacità di carico. È la soluzione perfetta quando sono necessarie resistenza e durata, funzionando bene in strutture di grandi dimensioni dove è richiesta stabilità su lunghe campate.

I vantaggi del legno lamellare BSH comprendono:

• Resistenza a Deformazioni e Fessurazioni: Grazie al processo di incollaggio a strati, il legno lamellare è stabile anche in condizioni difficili.
• Capacità di Produrre Componenti di Grandi Dimensioni: Il legno lamellare consente di realizzare componenti strutturali lunghi e larghi, difficilmente ottenibili con il legno massiccio.
• Aspetto Estetico: La finitura naturale del legno lamellare lo rende una scelta eccellente per gli elementi architettonici a vista.

Grazie alla sua eccezionale durabilità e flessibilità, il legno BSH viene utilizzato in un’ampia gamma di progetti edilizi:

• Strutture portanti nelle grandi costruzioni: capannoni industriali, magazzini e impianti sportivi si affidano spesso a travi lamellari massicce.
• Case residenziali a telaio: ideali per strutture a telaio leggere e resistenti, con elevata stabilità ed estetica.
• Strutture a ponte e capannoni industriali: Il BSH viene utilizzato in progetti di grandi dimensioni in cui sono richiesti elementi portanti elevati e lunghe campate.

Confronto tra Legno KVH e BSH

La scelta tra il legno KVH e BSH dipende dalle specifiche del progetto e dalle aspettative del materiale. Entrambi i tipi di legno strutturale hanno caratteristiche e applicazioni uniche che si adattano a diversi tipi di costruzione. Di seguito, un confronto dettagliato che vi aiuterà a prendere la decisione giusta.

Caratteristiche	KVH	BSH
Materiale	Legno massiccio (abete rosso o pino essiccato)	Legno di abete lamellare incollato
Robustezza	Alto	Molto alto
Applicazione	Strutture a telaio, strutture di copertura, costruzioni modulari	Ampie campate, sale, soffitti, grandi costruzioni industriali e ponti
Stabilità	Molto buono	Eccellente
Prezzo	Più basso	Più alto

Se siete alla ricerca di una soluzione economica per strutture standard, KVH sarà una scelta eccellente grazie alla sua stabilità e versatilità. Il BSH, invece, è adatto a progetti più impegnativi, come capannoni industriali o ponti, dove sono richieste la massima capacità di carico e stabilità. Entrambi i materiali si distinguono per l’alta qualità e la durata, che li rendono affidabili nelle moderne costruzioni in legno.

Il 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. Questi componenti della struttura portante in legno vengono progettati in base alle specifiche del progetto, tenendo conto delle sollecitazioni sismiche, delle condizioni climatiche e delle normative di sicurezza applicabili.

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 allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione:
R_d = (k_mod·R_k)/γ_M ≥ S_d

Dove:

• R_k è il valore caratteristico della resistenza del materiale;
• k_mod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura;
• γ_M è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale.

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 dalla normativa includono quelle di trazione parallela alla fibratura, compressione parallela alla fibratura, pressoflessione/tensoflessione, taglio, taglio e torsione, stabilità e deformabilità.

Per questa ragione, è consigliabile affidarsi a strumenti specifici costantemente aggiornati, come software di 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. È fondamentale un’accurata progettazione e l’utilizzo di tecniche di collegamento adeguate per assicurare la resistenza e la stabilità degli edifici realizzati.

Fattori che Influenzano il Prezzo del Legno Strutturale

Il prezzo del legno strutturale come KVH e BSH dipende da una serie di fattori, tra cui la regione, i requisiti del progetto, il fornitore e le attuali condizioni di mercato.

I principali fattori che influenzano il prezzo sono:

• Spessore e Lunghezza degli Elementi: Dimensioni maggiori aumentano il prezzo.
• Tipo di Legno: Il legno lamellare incollato (glulam) è più costoso a causa del processo di produzione più complesso rispetto al legno massiccio.
• Disponibilità del Mercato: La stagionalità e la situazione attuale del settore edile possono influire sul costo.
• Certificazione e Qualità: Il legno certificato, come il C24, è più costoso ma garantisce una qualità superiore.

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