Scopri i Segreti del Legno Lamellare: Vantaggi, Design Innovativo e Guida al Calcolo Strutturale

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.

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?

Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Queste vengono posizionate con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione.

Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose. Il legno lamellare nasce incollando tra loro tavole di legno già classificate per un uso strutturale. Questo materiale si configura quindi come una risorsa in grado di garantire solidità, sicurezza, efficienza energetica e qualità del prodotto finito.

È costituito, essenzialmente, da legno naturale di cui mantiene i pregi (come elevato rapporto tra resistenza meccanica e peso, 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 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.

Il Processo Produttivo

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Le tavole secche vengono lavorate sui quattro lati per ottenere la geometria precisa. Dopodiché le tavole vengono incollate insieme sotto pressione con una colla speciale ecologica impermeabile e resistente all’aria.

Per l’incollatura in un’unica trave la direzione delle fibre legnose nelle lamelle viene impostata ai lati opposti uno all’altro. Per questo la trave lamellare diventa più resistente e solida rispetto a quella normale e inoltre durante gli sbalzi della temperatura e l’umidità non cambia la propria forma. Dopo aver acquisito il profilo necessario la trave viene lavorata secondo le misure richieste - con un taglio di elevata precisione per ottenere la dimensione richiesta. Per quanto riguarda la lunghezza, le dimensioni di una trave in legno lamellare possono essere varie. L’unico accorgimento è quello di studiarne la luce in modo tale che sia possibile il trasporto e la messa in opera della stessa.

Vantaggi del Legno Lamellare nelle Costruzioni

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

Resistenza e Durata: Il legno lamellare è un materiale strutturale solido e resistente, con un’ottima reazione in caso di incendio e un buon comportamento in caso di oscillazioni sismiche. Ha elevata resistenza a flessione e trazione. Le nostre moderne tecniche di progettazione e costruzione consentono di realizzare strutture in legno in grado di affrontare diverse sfide, come le sollecitazioni sismiche e le condizioni climatiche avverse.
Leggerezza: Il legno è un materiale relativamente leggero rispetto ad altri come il cemento o l’acciaio. 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: Il legno ha buone proprietà isolanti sia termiche che acustiche. Ha una capacità isolante molto alta. Può fornire un’efficace protezione termica, contribuendo al risparmio energetico e al comfort degli occupanti dell’edificio sia privato che pubblico. Grazie alla temperatura "tiepida" della superficie e buone proprietà isolanti del legno è possibile abbassare la temperatura di riscaldamento di qualche grado. Le coperture in legno lamellare permettono un'elevata insonorizzazione; infatti la struttura, fatta di strati di materiale leggero e di camere d'aria, si comporta in maniera ottimale rispetto a soluzioni più pesanti.
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. La sismicità è un punto di forza.
Resistenza al Fuoco: Alta sicurezza antincendio e resistenza al fuoco del legno lamellare sono molto più alte rispetto di quanto si può aspettare a prima vista da un materiale infiammabile. L'infiammazione dell'elemento di legno avviene all'esterno verso l'interno con la velocità di combustione già nota (da 0,6 a 0,8 mm/min secondo le essenze), secondo Eurocode 5 / NF EN 16351. Questa velocità è inizialmente trascurabile, poiché la resistenza termica del legno è alta. E nello stesso tempo sulla superficie esterna si forma uno strato carbonico protettivo che non permette al fuoco di andare dentro l'elemento. Così la parte interna dell'elemento rimane intatta, e la sua capacità portante continua ad resistere.
Sostenibilità Ambientale: Il legno è un materiale rinnovabile e a basso impatto ambientale. La sua produzione richiede meno energia rispetto ad altri materiali da costruzione, riducendo le emissioni di CO2. Ha un basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo ed è facilmente riciclabile.
Flessibilità Progettuale: Il legno offre una grande flessibilità nella progettazione e nella realizzazione degli edifici sia pubblici che privati. Può essere modellato, tagliato e assemblato in diverse forme e dimensioni, consentendo soluzioni architettoniche personalizzate. È versatile, può essere usato su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno.
Salubrità degli Ambienti Interni: Il legno 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. Inoltre, non emette sostanze nocive o inquinanti nell’ambiente interno. In una casa di legno si mantiene sempre un microclima unico dovuto alla capacità del legno di assorbire gli odori, umidità eccessiva, o restituirla quando il locale è sovraessiccato. L’abitazione di legno viene aromatizzata con gli oli essenziali con le proprietà antisettiche, inerenti a questo tipo di legno.
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. È l'ideale anche per costruzioni in legno prefabbricate industriali e civili (infatti tende ad essere sempre più utilizzato anche per finiture estetiche). L’impiego del legno è una delle tendenze più rilevanti dell’interior design, grazie alle sue sfumature calde, avvolgenti, e alla possibilità di essere trattato in modi infiniti, risulta una soluzione interessante e all’avanguardia.
Economicità della Costruzione: Grazie all’uso degli elementi di legno lamellare si riducono notevolmente i tempi di costruzione della casa giacché in cantiere si effettua solo il montaggio delle parti ingombranti della casa.

Legno massello o lamellare?

Tipologie di Legno Lamellare

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;
frassino;
larice;
faggio;
pino.

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.

Applicazioni del Legno Lamellare e Soluzioni Strutturali

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.

La costruzione in legno non si riduce più a un unico sistema costruttivo. I committenti, gli architetti e i promotori dispongono oggi di diverse soluzioni strutturali collaudate: l'ossatura in legno, il CLT (legno lamellare crociato) e il sistema pilastro-trave. Ogni filiera presenta le proprie logiche di messa in opera, i propri vantaggi tecnici e le proprie condizioni d'impiego privilegiate. La costruzione in legno si basa su tre grandi famiglie strutturali - ossatura, CLT e pilastro-trave - ognuna delle quali risponde a logiche d'uso, di fabbricazione e di assemblaggio distinte.

Il sistema pilastro-trave si basa su una rete di pilastri verticali e travi orizzontali in legno lamellare incollato o in LVL (legno lamellare parallelo). La struttura portante è visibile o integrata, e i tramezzi non svolgono alcun ruolo strutturale. Questo sistema è particolarmente adatto agli edifici terziari, alle attrezzature pubbliche, ai capannoni e ai programmi che richiedono grandi superfici libere. Il sistema pilastro-trave offre la maggiore libertà architettonica: grandi luci, spazi liberi, estetica valorizzante.

La struttura portante in legno può essere costituita da una combinazione di elementi come travi, pilastri, travi di fondazione, pannelli a telaio, pareti portanti, solai e tetti. Questi elementi vengono progettati e assemblati in modo da creare una struttura resistente, stabile e sicura. Le travi di legno orizzontali sono generalmente utilizzate per sopportare il peso del pavimento e delle sovrastrutture, mentre i pilastri verticali assicurano il supporto verticale dell’edificio.

Legno Lamellare per Tetti

Perché sempre più persone scelgono tetti in legno lamellare? Se per le coperture non si utilizza un semplice legno, bensì un legno lamellare, le proprietà del tetto aumentano grazie alla composizione di questo elemento. Quando si valuta un tetto in legno lamellare rispetto a una copertura in cemento o in acciaio, è importante considerare diversi aspetti tecnici. Il legno lamellare si distingue per il peso più contenuto, che può ridurre i carichi sulla struttura e facilitare la progettazione, soprattutto in zona sismica. Anche i tempi di posa risultano spesso più rapidi grazie a elementi prefabbricati e lavorazioni “a secco”. Dal punto di vista delle prestazioni termiche, il legno offre un buon comportamento isolante naturale, migliorando comfort e consumi energetici se abbinato a un corretto pacchetto di copertura. Sul piano estetico il lamellare offre un fascino caldo e architettonico, ideale anche per ambienti moderni.

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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. Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura.

Tipi di Verifiche

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: R_d = (k_mod·R_k)/γ_M ≥ S_d

Dove:

R_k 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 k_h (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018);
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 (i valori di k_mod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018);
γ_M è il coefficiente parziale di sicurezza relativo al materiale, i cui valori sono riportati nella Tab. 4.4.III D.M. 2018.

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.

Nei tabulati di calcolo che ti fornisco di seguito, 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 = R_d/S_d

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.

Per questa ragione, ti suggerisco di affidarti a strumenti specifici costantemente aggiornati, come il software calcolo strutturale legno, con cui puoi modellare coperture, porticati ed altri componenti in legno presenti in una struttura mista in cemento armato o in muratura.

L’azienda Sardellini Costruzioni da garanzia di un’accurata progettazione, dell’utilizzo di tecniche di collegamento adeguate, fondamentali per assicurare la resistenza e la stabilità degli edifici realizzati. La Sardellini Costruzioni assicura ai clienti nelle varie fasi di realizzazione, tempi rapidi, ottimizzazione delle energie, professionalità elevata. I nostri esperti progettisti e consulenti potranno aiutarvi nelle scelte progettuali più consone alle vostre esigenze, consigliandovi soluzioni innovative e all’avanguardia.

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