Il Legno Lamellare per Balconi e Strutture Esterne: Una Guida Completa

Nel settore delle costruzioni moderne e delle ristrutturazioni, il legno lamellare ha preso sempre più piede, soprattutto per la realizzazione di strutture esterne. Quando si tratta di creare elementi solidi, duraturi e dall’aspetto naturale per l'esterno, il legno lamellare è una delle scelte migliori sia dal punto di vista tecnico che estetico. Questo materiale, sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale.

In questo articolo ti spieghiamo cos’è il legno lamellare, come viene prodotto e perché è così adatto per applicazioni all’aperto, inclusa la realizzazione di elementi come balconi, ringhiere e altre componenti esposte agli agenti atmosferici.

Cos'è il Legno Lamellare (Glulam)

Il legno lamellare (o glulam) è un materiale strutturale composto da lamelle di legno massiccio incollate tra loro in senso longitudinale. Le lamelle vengono selezionate, essiccate, piallate e incollate sotto pressione con colle resistenti all’umidità, dando vita a travi ed elementi portanti dalla grande stabilità. Il legno lamellare è quindi un materiale composito, costituito essenzialmente di legno naturale, di cui mantiene i pregi principali, come l'elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso e il buon comportamento in caso di incendio.

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. È un prodotto nuovo, realizzato su scala industriale, che, attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione, riduce i difetti propri del legno massiccio. Il legno lamellare è quindi un modo innovativo di adoperare un materiale antico.

Questo materiale nasce dall’esigenza di superare i limiti del legno massiccio sia per dimensioni in lunghezza, sia per sezioni, ma soprattutto per concezione strutturale. L’aspetto innovativo di questo materiale è di essere ricavato dall’incollaggio di assi (lamelle) di legno di larghezza e lunghezza limitata, con il risultato finale di ottenere elementi strutturali ad elevata flessibilità compositiva (grandi dimensioni con forme variabili). Da un solo fusto è infatti impossibile ottenere elementi di sezione e lunghezza necessarie a consentire la copertura di luci libere di 20-30 metri.

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Il Processo di Produzione del Legno Lamellare

Le fasi principali per realizzare un legno lamellare di ottima qualità hanno origine dalla scelta del legno massiccio da utilizzare per la creazione delle lamelle. Le caratteristiche tecniche del prodotto finito dipendono in gran parte dal materiale di base. Per ottenere risultati attendibili, occorre partire da una materia prima con caratteristiche di omogeneità uniformi. Le specie legnose più utilizzate sono le conifere (abete rosso, abete bianco, larice, pino e douglasia). È altrettanto importante la dimensione del materiale. La normativa non obbliga una lunghezza minima delle assi, ne limita invece lo spessore e la sezione trasversale.

Fasi di Lavorazione

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm.

1. Essiccazione: Questa operazione è fondamentale per ottenere quel grado di umidità del legno compatibile con il tipo di colla e, soprattutto, alla destinazione d’uso delle strutture.
2. Giuntatura di testa: Per realizzare elementi strutturali di lunghezza maggiore della singola tavola o asse sono necessarie giunzioni di testa.
3. Incollaggio: Le colle e le operazioni di incollaggio costituiscono le operazioni più importanti. L’applicazione della colla sulle lamelle avviene automaticamente e il sistema attualmente più utilizzato è quello della cosiddetta “incollatrice a fili”. Nella loro ricomposizione, le lamelle sono posizionate tra loro con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave.
4. Pressatura: Per realizzare l’incollaggio fra le lamelle bisogna sottoporre l’elemento strutturale a una pressione il più possibile uniforme; tale operazione viene effettuata in apposite presse. Le travi così realizzate rimangono in pressa per un periodo di 12 ore o più, secondo il tipo di colla. La temperatura ambiente non deve comunque essere mai inferiore a 18° C.
5. Stagionatura e Piallatura: Rimosse dalla pressa, le travi sono lasciate 1-2 giorni a riposo all’interno dello stabilimento. Successivamente sono fatte passare dentro una pialla fissa di forte capacità. Viene dato all’elemento lo spessore finito e si rendono uniformi e lisce le superfici laterali.

Vantaggi del Legno Lamellare: Una Scelta Ottimale per l'Esterno

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

• Resistenza: Offre alta resistenza a flessione e trazione. Un fattore molto importante e innovativo del legno lamellare è la sua capacità di resistere agli agenti aggressivi di certi ambienti.
• Stabilità Dimensionale: 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.
• Versatilità: Può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno, con la possibilità di produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione dell'albero.
• 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).
• Capacità Isolante: Possiede una capacità isolante molto alta.
• Resistenza agli Agenti Atmosferici: Dimostra alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici.
• 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.
• Resistenza al Fuoco: Pur essendo realizzate con un materiale combustibile, le strutture in legno lamellare possono avere una resistenza al fuoco pari a quella di strutture in acciaio, grazie alla sua lenta combustione.
• Sostenibilità: Ha un basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, ed è facilmente riciclabile. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.

Scegliere il legno lamellare per la tua struttura da esterno significa unire estetica, resistenza e sostenibilità in un’unica soluzione.

Applicazioni Versatili del Legno Lamellare, inclusi Balconi e Ringhiere

La sua versatilità rende il legno lamellare ideale per molti tipi di costruzioni. 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. 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.

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Questo lo rende il materiale ideale per tettoie, pergole, porticati, pensiline, gazebo e altri elementi outdoor come balconi e ringhiere, offrendo soluzioni estetiche e funzionali. 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

Tipologie e Classificazioni del Legno Lamellare

Il legno lamellare può essere distinto in diverse tipologie a seconda del legno di derivazione delle lamelle.

Specie Legnose Comuni

In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere: abete rosso e bianco, larice, pino e douglasia. Tra le latifoglie, si annoverano il frassino e il faggio.

Classificazioni Strutturali

Il legno lamellare può essere classificato in due categorie principali:

• Incollato omogeneo: Le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza.
• Incollato combinato: Le lamelle appartengono a differenti classi di resistenza.

La classe di resistenza delle singole tavole che compongono le lamelle è determinata in conformità alla norma UNI EN 14081-1 che specifica i requisiti per la classificazione a vista e a macchina del legno massiccio strutturale. L’assegnazione del profilo resistente delle singole tavole avviene quindi sulla base delle classi riportate nella norma UNI EN 338 che fornisce i valori caratteristici delle proprietà di resistenza per ciascuna classe, e le regole per l’assegnazione dei tipi di legno (cioè le combinazioni di specie, provenienza e categoria) alle classi. La norma si applica a tutti i legnami di conifere e di latifoglie per uso strutturale.

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Il legno lamellare è classificato con EC5 con la sigla BS. Con la sigla BSH si indica il legno lamellare di conifera che è quello maggiormente utilizzato. Attualmente sono previste quattro Classi: BS 11, BS 14, BS 16, BS 18. Il numero BS progressivo indica una classe di legname migliore.

Classi di Resistenza del Legno Lamellare (BSH)

Classe di Resistenza BSH	Descrizione Generale
BS 11	Buona resistenza, adatta per applicazioni generali
BS 14	Maggiore resistenza, per carichi più elevati
BS 16	Ottima resistenza, per strutture con esigenze superiori
BS 18	Massima resistenza, per applicazioni strutturali critiche

Legno Lamellare Incrociato (CLT) e Lamellare Impiallacciato (LVL)

La famiglia del legno lamellare include anche il legno impiallacciato, realizzato sotto forma di pannelli. Questi pannelli sono ampiamente utilizzati nelle costruzioni residenziali, in particolare per la realizzazione di case prefabbricate in legno. Costituiscono la parte strutturale portante della casa, mostrando risultati eccellenti. Sono prodotti attraverso una tecnologia che prevede l’assemblaggio di strati sottilissimi di legno massiccio, di circa 3 mm di spessore, incollati tra loro e sovrapposti nella stessa direzione delle fibre. Gli strati possono essere ruotati di 90° rispetto all’asse delle fibre, migliorando così la stabilità dell’elemento finito. La configurazione finale conferisce al pannello una notevole capacità di carico, proporzionale al numero di strati.

I legni massicci utilizzati per la realizzazione dei pannelli includono abete rosso, pino, abete Douglas e, più recentemente, faggio. Per l’incollaggio, si impiegano principalmente resine melamina-urea-formaldeide (MUF) o resine fenolo-formaldeide (PF). A causa dei molteplici strati sottili, il contenuto di colla è relativamente elevato, stimato circa al 3% in volume rispetto agli strati.

Per la parte strutturale della costruzione in legno, come travi e pilastri, è consigliato l’uso di un pannello microlamellare, noto anche con l’acronimo LVL (Laminated Veneer Lumber). Le travi, colonne e pannelli in LVL si stanno affermando come componenti fondamentali nelle moderne strutture in legno grazie ai loro numerosi vantaggi e alla loro versatilità in molteplici applicazioni strutturali.

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.

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. 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.

Altra cosa da aggiungere è che i pannelli di legno lamellare vengono impilati trasversalmente ad angoli di 90 gradi e incollati in posizione. Possono essere fabbricati con dimensioni personalizzate, anche se le restrizioni di trasporto ne determinano la lunghezza. Il loro uso è perfetto di solito per pavimenti, pareti e coperture. 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. Come anche altri prodotti in legno, il lamellare può essere utilizzato in applicazioni ibride con materiali come cemento e acciaio.

Il Cross Laminated Timber può essere tranquillamente utilizzato nei sistemi strutturali, come pareti, solai e coperture, dove i pannelli fungono da elementi portanti. 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. 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.

Trattamenti e Manutenzione per Durata 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.

L’ultima operazione in ordine di tempo consiste nell’applicazione di prodotti impregnanti tramite semplice spennellatura, sostanze cioè con funzione di preservare il legno da insetti, funghi, umidità e con un pigmento che conferisca alle travi il colore voluto. Tale operazione dovrebbe rientrare in seguito tra le operazioni di manutenzione ordinaria.

Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali:

• Impregnante all’acqua: Penetra nel legno e lascia traspirare la fibra. È ideale per mantenere l’aspetto naturale e va rinnovato ogni 1-3 anni, soprattutto nelle parti esposte al sole.
• Smalto coprente: È più spesso e protettivo, formando 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, puoi usare lo stesso colore di impregnante per uniformare la struttura, ma attenzione: il risultato potrebbe essere leggermente più scuro. In alternativa, puoi optare per un impregnante o finitura trasparente per mantenere il tono originale.

Progettazione e Calcolo Strutturale

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 di calcolo strutturale per il legno, con cui è possibile modellare coperture, porticati e altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.

Verifiche Essenziali

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 verificati 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: Rd = (kmod·Rk)/γM ≥ Sd, dove Rk è il valore caratteristico della resistenza del materiale; kmod è il coefficiente correttivo che tiene conto dell’effetto, sui parametri di resistenza, sia della durata del carico sia dell’umidità della struttura; γM 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 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

Per ogni tipo di verifica e per ogni elemento interessato dalla verifica, vengono riportati i valori delle resistenze e delle sollecitazioni che hanno dato il minimo coefficiente di sicurezza, calcolato generalmente con la relazione: CS = Rd/Sd.

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