La scelta dei materiali costruttivi per gli edifici scolastici è di fondamentale importanza, non solo per la sicurezza e la durabilità, ma anche per il comfort e il benessere degli studenti e del personale. In questo contesto, il legno lamellare emerge come una soluzione innovativa e vantaggiosa. 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. Vediamo insieme i vantaggi di costruire con il legno lamellare.
Che cos'è il Legno Lamellare?
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 composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. É 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. Nasce dall'applicazione di due tecniche: la lamellazione e l'incollaggio. Questo materiale si configura quindi come una risorsa in grado di garantire solidità, sicurezza, efficienza energetica e qualità del prodotto finito.
Il Processo Produttivo del Legno Lamellare
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. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm.
Dopo un’accurata selezione, le future lamelle vengono segate a misura e sagomate. 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. Per ottenere una trave lamellare completa, è necessario sovrapporre ed incollare vari strati a caldo (sotto pressione), disposti alternando il senso delle fibre perpendicolarmente. Il processo di incollaggio a pressione è un processo di formatura ed unione delle tavole di legno ottenuto mediante l’utilizzo di opportune colle sotto l’azione di una pressione costante e duratura nel tempo. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
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Dal tronco al lamellare
Vantaggi del Legno Lamellare: Una Scelta Ottimale per le Scuole
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. In termini di prestazioni strutturali e ambientali, il legno lamellare offre numerosi benefici, particolarmente adatti per gli ambienti scolastici:
- Resistenza e Leggerezza: Il legno lamellare offre resistenza a flessione e trazione. 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). Economicità e leggerezza nelle costruzioni, rispetto al cemento armato, sono fattori chiave.
- Versatilità: La sua versatilità permette di usarlo su un gran numero di strutture, grandi e piccole, complesse o meno.
- Isolamento Termico e Acustico Elevato: Possiede una capacità isolante molto alta. 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. Al benessere abitativo contribuiscono anche le proprietà di isolamento acustico del legno e la possibilità di realizzare strutture con grandi luci senza pilastri di sostegno. Il basso grado di conducibilità termica infatti permette di ridurre notevolmente i fenomeni di condensa.
- Alta Resistenza ad Agenti Atmosferici e Sbalzi Termici: Il legno lamellare offre alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici. Grazie al basso peso specifico ed alla elevata resistenza, una struttura di copertura realizzata in legno lamellare ha ottime prestazioni in termini di resistenza alle sollecitazioni degli agenti atmosferici.
- 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. Il legno lamellare possiede ottime prestazioni antisismiche grazie all'eccellente rapporto fra peso specifico e resistenza statica. La straordinaria leggerezza del materiale (5 volte più leggero del calcestruzzo, armato, e 15 volte più leggero dell'acciaio) e la sua elevata resistenza meccanica consentono di contenere le sollecitazioni sismiche. Inoltre, la struttura in legno lamellare prevede un importante accorgimento per dissipare l'energia sismica: le connessioni semirigide.
- Eccezionale Resistenza al Fuoco: Il legno lamellare offre alta resistenza al fuoco. Presenta una eccezionale resistenza al fuoco, in quanto la sua superficie brucia e si carbonizza in modo uniforme formando uno strato protettivo che ritarda la propagazione delle fiamme agli strati interni. La combustione provoca una riduzione del materiale ma non delle sue proprietà meccaniche. Ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata.
- Basso Impatto Ambientale e Sostenibilità: È caratterizzato da un basso impatto ambientale, dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo, ed è facilmente riciclabile. Elevata ecosostenibilità: il legno lamellare permette di rispettare l’ambiente e di costruire con un’etica sostenibile. Il legno lamellare, materiale perfettamente ecosostenibile ed a basso impatto ambientale, consente di risparmiare energia grazie alle sue ottime prestazioni termiche. Il legno è materia viva ed ecologica che ha in sé l'armoniosità e la perfezione della natura. Utilizzarlo significa attingere ad una risorsa inesauribile, continuamente rinnovata in base alle esigenze della produzione. La tecnica del legno lamellare privilegia specie arboree autoctone a rapido accrescimento, provenienti da aree dell'Europa dove i boschi stanno aumentando sia come superficie, sia a livello di massa legnosa per ettaro. Tutto questo è certificato da enti preposti alla gestione sostenibile delle foreste.
- Comfort e Estetica Naturale: Al confort derivante da una struttura in legno lamellare a chi vi soggiorna, si aggiunge anche un benessere di carattere psicologico, dovuto alla piacevolezza estetica, al fascino ed al calore esercitato dal legno. Sul piano estetico il lamellare offre un fascino caldo e architettonico, ideale anche per ambienti moderni.
Confronto con altri materiali edili per coperture
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. In termini di manutenzione, richiede attenzioni specifiche nel tempo (soprattutto in presenza di umidità), mentre cemento e acciaio hanno esigenze diverse legate a durabilità e protezioni.
Applicazioni del Legno Lamellare, con Particolare Riferimento alle Strutture Scolastiche
La sua versatilità lo rende ideale per molti tipi di costruzioni. Come abbiamo già capito il lamellare è molto utilizzato nelle costruzioni in alternativa al cemento armato e metalli vari. 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.
In particolare, per le scuole, l'utilizzo del legno lamellare offre un ambiente di apprendimento sano e confortevole, beneficiando delle sue proprietà isolanti, della resistenza sismica e del fascino estetico.
Tipologie e Classificazione del 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). In linea generale, quelle maggiormente utilizzate sono le conifere:
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- abete rosso e bianco;
- frassino;
- larice;
- faggio;
- pino.
Ogni essenza apporta le sue peculiarità, come illustrato nella tabella seguente:
| Tipo di Legno (Esempio) | Caratteristiche Principali |
|---|---|
| Pino | Considerato un legno di bassa densità rispetto ai legni duri, legno leggero, facile da lavorare e ottimo per l’isolamento termico. |
| Larice | Legno performante per densità e resistenza agli agenti atmosferici, prodotto tradizionale nelle zone di montagna, tendenzialmente utilizzato per una finitura naturale. |
| Faggio/Frassino | Legno pregiato e durevole, tendenzialmente utilizzato per una finitura naturale. |
| Abete rosso e bianco | Prevalentemente utilizzato in Europa per le costruzioni in legno lamellare per la sua diffusione e costo contenuto. |
Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in base alla resistenza delle lamelle:
- 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.
L'Importanza del 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. Nella verifica degli elementi strutturali in legno, le verifiche da effettuare per ogni elemento dipendono dalla funzione dell’elemento nella struttura. 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.
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