Il solaio è la parte di un edificio che divide un piano dall’altro, facendo da copertura per il piano sottostante e da base per quello soprastante. Da un punto di vista tecnico può essere definito come una struttura bidimensionale piana con la funzione di sopportare i carichi presenti su di essa e trasferirli alle strutture (generalmente le travi) su cui si appoggiano. Per progettare edifici sicuri e funzionali, è necessario effettuare le verifiche di tutti gli elementi strutturali al fine di garantire la sicurezza della struttura.
I Solai in Legno: Caratteristiche Tecniche e Tipologie
I solai in legno sono i solai di concezione più antica. La struttura portante è caratterizzata da un’orditura principale più o meno complessa, costituita da travi lignee a sezione circolare o rettangolare.
I solai in legno possono essere classificati in base all’organizzazione delle travi:
- Solai a semplice orditura: in cui le travi sono disposte secondo la minima dimensione dell’ambiente da coprire (utilizzati per luci fino a 3/4 m).
- Solai a doppia orditura: in cui le travi principali sono disposte ad interasse di 2/4 m, secondo la dimensione minore dell’ambiente e una serie di travi secondarie di minore dimensione sono disposte perpendicolarmente.
- Solai a tripla orditura: sono utilizzati quasi esclusivamente per ambienti di grande luce o con carichi rilevanti, nei quali l’orditura principale è in genere costituita da travi armate con saette o con contraffissi e tiranti, oppure da travi composte di grandi dimensioni.
- Solai a cassettoni: nei quali l’orditura secondaria è inserita nello spessore della primaria (e ne ha la stessa dimensione) e, attraverso connessioni meccaniche, realizzano un graticcio piano bidirezionale.
Può essere presente o meno un’orditura secondaria, che serve a riempire i vuoti, costituita da:
- Tavole in legno (tavolato o assito)
- Tavolato con giunti allineati
- Tavolato con giunti sfalsati
- Un incannucciato su cui poggia un massetto
- Elementi lignei provenienti dalla segagione dei tronchi, anche detto solaio alla napoletana con assito costituito da “panconcelli”
- Elementi in laterizio piani (pianelle in cotto o tavelle)
- Elementi in laterizio con voltine di mattoni forati
- Lastre di pietra appoggiate alle estremità e soggette a flessione
Di seguito, una tabella riassuntiva delle principali tipologie di solai in legno in base all'orditura:
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| Tipologia di Solaio in Legno | Caratteristiche Principali | Applicazioni Comuni |
|---|---|---|
| Semplice Orditura | Travi disposte secondo la minima dimensione. | Luci fino a 3/4 metri. |
| Doppia Orditura | Travi principali (2/4 m interasse) e secondarie perpendicolari. | Ambienti di dimensione media. |
| Tripla Orditura | Utilizza travi armate o composte di grandi dimensioni. | Grandi luci o carichi rilevanti. |
| A Cassettoni | Orditura secondaria nello spessore della primaria, crea un graticcio bidirezionale. | Estetica e robustezza. |
I Solai in Legno di Grande Luce e il Problema dell'Appoggio
I solai in legno venivano utilizzati in passato anche in caso di solai di grande luce o carico; le tecniche più diffuse erano: travi composte con superfici di contatto a saetta e biette di forzamento, travi composte con superfici di contatto a saetta e staffe, inserimento di grossi chiodi che “legano” le due parti della trave per impedirne la separazione, travi armate con un contraffisso e due tiranti, creando una sorta di “capriata rovescia”, travi armate con due contraffissi e tre tiranti o travi armate con saettoni in legno.
L’appoggio delle travi di un solaio sul muro è un punto critico, perché si hanno elevate concentrazioni di sforzo. Per distribuire meglio il carico si usano alcuni corsi di mattoni (per muri in pietrame) oppure una tavola di legno duro o una lastra di pietra. Per evitare lesioni e frantumazione della muratura si frappone tra travicelli e/o travi principali e muro un elemento detto dormiente che ha una mera funzione di distribuzione del peso su una superficie più ampia. Per migliorare l’appoggio delle travi incrementando la profondità di penetrazione nel muro e riducendo la luce netta venivano spesso adoperate mensole in legno.
In presenza di aperture di porte e finestre e per facilitare il passaggio di canne fumarie, i solai possono avere orditure anche molto complesse. In questo caso si può far ricorso ad un travetto “bilancino”: un elemento ligneo che sostiene il travetto interrotto e lo collega ai due adiacenti.
I Solai in Legno Oggi: Innovazione e Sostenibilità
La diffusione nel mercato edilizio delle costruzioni in legno è stata caratterizzata negli ultimi anni da una crescita significativa. Le ragioni sono da ricercare in una serie di aspetti, quali la sostenibilità ambientale, il risparmio energetico, l’elevata prefabbricazione e l’elevato rapporto fra la resistenza (a flessione) e la massa volumica.
In termini di progettazione allo stato limite ultimo (SLU) è possibile ottenere solai di luce considerevole e di altezza modesta, con ottimi risultati in termini di deformabilità del materiale (circa il 30% di quella del calcestruzzo). Le verifiche agli stati limiti di esercizio (SLE) divengono dunque determinanti nella progettazione di tali elementi strutturali. Le verifiche sono effettuate in termini di spostamenti e deformazioni. Si fa generalmente riferimento al calcolo degli spostamenti verticali per effetto dei carichi gravitazionali (permanente e variabili), sia a breve che a lungo termine, nonché alla valutazione nei confronti delle vibrazioni.
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Il Legno Lamellare
Il legno lamellare è un materiale strutturale molto solido e resistente prodotto industrialmente incollando tavole di legno per uso strutturale ed adoperato soprattutto per le coperture di grandi luci. Si tratta di un materiale composito, costituito essenzialmente da legno naturale, di cui mantiene i pregi, ma è anche un prodotto nuovo, realizzato su scala industriale, che attraverso un procedimento tecnologico di incollaggio a pressione riduce i difetti propri del legno massiccio.
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in assicelle (lamelle) generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. 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. È possibile produrre elementi di forma e dimensione volute, senza i limiti derivanti dalla dimensione dell’albero, ottimizzando in questo modo le prestazioni meccaniche della trave. Il limite in lunghezza di una trave in legno lamellare è dato principalmente dalla possibilità di trasporto e messa in opera della stessa.
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale: durabilità, elasticità, alto coefficiente di resistenza delle assi alle scosse, alta versatilità, capacità di assorbire i suoni, ottima ventilazione dell’ambiente evitando il formarsi di condensa, alta resistenza al fuoco, grazie a vernici specifiche, e alta resistenza ad acqua e gelate.
Aspetti Normativi e l'Eurocodice 5
La norma UNI EN 1995-1-1 (Eurocodice 5) fornisce le regole generali di progettazione delle strutture di legno, insieme alle regole di progettazione specifiche per gli edifici. Si applica a strutture in legno massiccio, legno segato, legno piallato o sotto forma di pali, legno lamellare incollato, prodotti strutturali a base di legno (per esempio LVL) e pannelli a base di legno, uniti mediante adesivi o collegamenti meccanici.
La scelta dei criteri di verifica diviene dunque aspetto a cui porre particolarmente attenzione in fase di progettazione, non solo per soddisfare determinati requisiti funzionali e di comfort, ma anche per una valutazione economica del progetto stesso. Per tale ragione è fondamentale che il progettista, in accordo alla normativa vigente, concordi con il committente stesso quali siano le prestazioni che il solaio deve garantire durante la sua vita utile anche in relazione ai costi che tale scelta può comportare.
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In secondo luogo è necessario non trascurare la valutazione nei confronti delle vibrazioni dei solai in legno che, per effetto della ridotta massa e della ridotta rigidezza, possono essere soggetti a fenomeni di risonanza o di valori di accelerazioni tali da non garantire il comfort degli utenti, rendendo così necessario interventi di adeguamento in opera spesso molto difficili da realizzare o dal costo elevato.
Uno dei migliori modi per realizzare il solaio delle case in legno è quello di utilizzare il legno come componente di base. Normalmente si predispone un’orditura con delle travi principali che coprono l’intera luce del locale. Questo sia per ridurre le dimensioni delle travi, ma anche che per diminuire il momento flettente che grava sulle sezioni e, conseguentemente, ridurre le sezioni stesse (la sollecitazione è direttamente proporzionale al quadrato della lunghezza).
Biocasanatura realizza solai “a vista” con travi portanti in legno di abete lamellare, sormontate da tavolato perlinato in abete con incastro m/f dallo spessore di 33 mm. Per irrigidire la struttura, viene posato nuovamente uno strato di tavolato da 30 cm posto a 45° e fissato alle travi sottostanti; sopra di esso viene posta la barriera al vapore. Un’altra soluzione per la realizzazione dei solai è quella di utilizzare pannelli in X-Lam. Questa opzione può essere lasciata “a vista” oppure coperta da controsoffitto in cartongesso.
Franco Laner per Percorsi-Legno: 10. Le connessioni del legno: solai in zona sismica legno/muratura
Controsoffitto in Cartongesso: Estetica e Funzionalità
Nella ristrutturazione di ambienti, come un soggiorno, come prima cosa si rimuove la vecchia controsoffittatura per vedere in quale stato si trovi il vecchio soffitto. Il nuovo soffitto in cartongesso si realizza invece con lastre applicate a un’intelaiatura di listelli di legno al posto della classica orditura in profilati d’acciaio. Diverso, per certi versi, il discorso dell’isolamento termico, che può essere anche superfluo se gli ambienti soprastanti sono riscaldati, ma in caso di non utilizzo risulta vantaggioso evitare dispersioni inutili. Già negli anni ‘70 non era raro che si affrontassero lavori di ristrutturazione per controsoffitti in cartongesso di stanze con altezze elevate.
MFDesign, ad esempio, progetta e crea controsoffitti e soffitti in legno, utilizzando sia legno nuovo che antico (recuperato), tra cui: noce, abete, larice, olmo, pioppo, rovere, farnia, frassino, faggio, acero, carpino, ciliegio e pino. Travi a vista e assi in legno massello rendono i lavori belli e funzionali, combinando la naturalezza del legno con design classici, rustici o moderni grazie alla varietà di processi e finiture disponibili. Le lastre o i pannelli possono essere realizzati con grande flessibilità in lunghezza, larghezza e spessore. I metodi di installazione sono molteplici e possono adattarsi alle richieste del cliente o dell'interior designer. Un solaio in legno ha eccellenti caratteristiche di isolamento termico e acustico, che possono essere ulteriormente migliorate con pannelli e materiali speciali. I controsoffitti in legno possono essere ulteriormente valorizzati con elementi decorativi, cornici e design personalizzati.
Installazione dell'Intelaiatura di Sostegno
L’installazione dell’intelaiatura di sostegno inizia posando una fila continua di listelli sul perimetro della stanza. Per mantenere il livello a quota costante, lo strumento più efficace e rapido è la livella laser. Con l’aiuto del filo traccialinee si marcano le posizioni dei listelli da fissare al soffitto, l’uno parallelo all’altro, a distanza di circa 1200 millimetri; la distanza è determinata solo per l’ottenimento della dovuta robustezza d’insieme, facendo in modo che i listelli siano equamente distribuiti sull’intera superficie.
Fissati i listelli a soffitto, anche questi con tasselli a espansione, si taglia una serie di tavolette uguali, di lunghezza sufficiente a coprire l’altezza del ribassamento prestabilito. Queste tavole vanno fissate con viti truciolari ai travetti messi in precedenza a soffitto e, dividendo l’estensione da coprire, risulta che si debbano mettere equidistanti a circa un metro l’una dall’altra. All’estremità inferiore delle tavole si fissa una nuova serie di listelli orizzontali che devono rimanere allineati perfettamente con i primi listelli orizzontali, fissati a parete. In questo caso è necessario controllare bene con la livella laser che il loro bordo inferiore risulti a quota regolare e perfettamente in bolla.
Nel caso in cui la tavola verticale risulti troppo lunga, se ne può eventualmente eliminare la sporgenza inferiore, ma in un secondo tempo, solo se andrà a interferire con la collocazione delle tavole di fissaggio del cartongesso. Le ultime tavole che entrano a far parte dell’orditura sono larghe 95 mm e spesse 20 mm. Si avvitano con viti truciolari 4,5×50 mm a testa svasata nella direzione trasversale rispetto ai listelli messi appena prima. Dovendo fare da supporto diretto ai pannelli di cartongesso, la distanza tra l’una e l’altra deve essere calcolata bene: con i pannelli da 1200 mm di larghezza, messi longitudinalmente, si calcola che è meglio metterne 4 per ogni pannello, una ogni 400 mm. L’orditura così realizzata risulta molto robusta. Le tavole tuttavia sono abbastanza vicine da sostenere i pannelli nel migliore dei modi.
Posa dei Pannelli in Cartongesso
Nelle case storiche spesso le pareti non hanno perimetro con linee ben squadrate e rettilinee; quindi non conviene mai iniziare la posa dei pannelli partendo nell’angolo fra due pareti. Lasciando di lato lo spazio di un mezzo pannello, si traccia una linea ben squadrata rispetto alla parete di contatto sul lato corto del cartongesso. Quando si deve tagliare un pannello, è meglio lisciare il lembo tagliato con il surform. Si prosegue nella posa dei pannelli sfalsandoli alla partenza, in modo che la giunzione di testa fra due ricada sempre a metà del pannello a fianco.
Il gancio va fissato a soffitto con un tassello a espansione la cui vite fa presa nell’occhiolo. Lastre come le Knauf Diamant sono caratterizzate da un’elevata resistenza meccanica agli urti e ai carichi (sostengono senza problemi sino a 15 kg con un singolo gancio). Inoltre hanno resistenza al fuoco e offrono un eccezionale isolamento acustico. Le lastre Knauf GKI, denominate anche Idrolastre, hanno la caratteristica di compensare senza deformazioni la presenza di elevate percentuali di umidità. Per appendere al soffitto lampadari o altri oggetti da fissare in modo sicuro, si possono utilizzare i tasselli ad ancora, disponibili anche senza il tipico gancio. Fatto il foro nel cartongesso, in un punto in cui non ci sia sotto un elemento portante, vi si inserisce l’ancoretta le cui ali, riaprendosi al di là del foro, ne impediscono la fuoriuscita e permettono di mettere in tiro il dado rendendo stabile il fissaggio.