Il Tetto in Legno Lamellare su Struttura in Cemento Armato: Caratteristiche e Vantaggi

Il tetto con struttura in cemento armato è attualmente il più diffuso nella progettazione di nuovi edifici. Tuttavia, è sempre più in crescita l’interesse verso “nuovi” sistemi costruttivi che includono coperture con elementi in legno lamellare o acciaio. In questo articolo proponiamo una panoramica generale sui tetti in cemento armato e un confronto con le coperture in legno, per una scelta progettuale più consapevole e informata, focalizzandoci in particolare sul legno lamellare in abbinamento a strutture in cemento armato.

Il tetto in legno lamellare rappresenta una scelta sempre più popolare per chi cerca un connubio tra resistenza, sostenibilità e design raffinato. Che si tratti di una nuova costruzione o di un restauro, questo materiale offre soluzioni innovative e durature, adatte a chi apprezza la qualità e l’estetica.

Cos'è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. Esso è prodotto incollando delle tavole di legno già classificate per uso strutturale. Le lamelle vengono posizionate tra loro con venatura contrapposta così da garantire una maggior uniformità nella resistenza della trave e ricomposte tramite incollaggio a caldo e sotto pressione.

Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. La normativa non prevede limiti alla sua lunghezza, ma lo spessore delle lamelle non può superare i 40 mm e la loro larghezza i 220 mm. Questo processo riduce i difetti propri del legno massiccio e consente di realizzare travi di lunghezza superiore rispetto al legname presente in natura, che consente di realizzare travi della lunghezza massima di 25-30 metri.

La sua natura di materiale composito fa sì che conservi le caratteristiche del legno naturale, a cui si aggiungono una maggiore resistenza meccanica, al fuoco ed agli agenti atmosferici. 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.

Leggi anche: Posa listelli: guida dettagliata

Legno Lamellare vs. Legno Massello

Quando si decide di realizzare un tetto in legno con travi a vista, la scelta più importante non riguarda tanto la presenza delle travi - che risponde principalmente a un'esigenza estetica - quanto la tipologia di legno da utilizzare per la struttura della copertura.

• Legno Lamellare: È ottenuto incollando più lamelle di legno tra loro, ognuna con il proprio verso di incurvatura naturale. Questo processo neutralizza le tensioni interne del legno, producendo una trave dritta, stabile e perfettamente rettilinea anche quando molto lunga.
• Legno Massello: È ricavato direttamente dal taglio del tronco, senza incollare più pezzi tra loro. Questo garantisce che le venature del legno siano continue lungo l'intera trave, conferendo un aspetto più rustico e naturale rispetto al lamellare.

In linea generale, il lamellare è preferibile quando si devono coprire grandi campate, si ricerca la massima stabilità strutturale nel tempo o si opera in zone sismiche.

Legno Lamellare Incrociato (CLT)

Il legno lamellare incrociato (chiamato anche CLT, Cross Laminated Timber) è un pannello in legno multistrato massiccio, prefabbricato e su larga scala. 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).

Leggero ma molto resistente, possiede prestazioni acustiche, antincendio, sismiche e termiche superiori. 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.

Tetto in Legno e Tetto in Cemento Armato: Chiarimenti Strutturali

Prima di tutto possiamo dire che non esistono tetti monomaterici: solo legno, acciaio o cemento armato. Un tetto, indipendentemente dal tipo (inclinato, piano, giardino, ecc.), si compone di diverse parti, che possono avere caratteristiche e materiali diversi:

Leggi anche: Vantaggi del Tetto a Falda con Travi

• struttura - costituisce l’ossatura del tetto, fornendo supporto e stabilità. Può essere realizzata in vari materiali, tra cui legno, acciaio o cemento armato;
• chiusura - questo strato si trova sopra la struttura portante e può essere realizzato in diversi materiali come laterizio con soletta in cemento armato, tavolato di legno o pannelli autoportanti estrusi;
• strato protettivo - questo elemento è responsabile della protezione del tetto dagli agenti atmosferici (acqua, sole, neve, ecc.). Può essere costituito da materiale impermeabile all’acqua, come guaine bituminose, tegole in laterizio, scaglie in lavagna o ardesia, lamiera, o altre soluzioni a seconda dell’esposizione, dell’inclinazione del tetto e delle scelte di design.

Quando comunemente si fa cenno ad un tetto in cemento armato, ci si riferisce al materiale strutturale della copertura. Infatti, un tetto in cemento armato è comunemente un tetto sostenuto da travi in c.a. ma che è costituito da una serie di materiali e strati funzionali diversi.

Il tetto in legno, invece, è realizzato con travi portanti in legno e può essere a semplice orditura, doppia orditura, tripla orditura, a cassettoni, in legno lamellare o in legno massello. Alla struttura in legno si sovrappone solitamente un tavolato di chiusura e i diversi materiali della stratigrafia (tegole, isolante, guaina, barriera al vapore, ecc.) che sono presenti in tutte le tipologie di copertura.

Vantaggi del Legno Lamellare per le Coperture

I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale. Ecco perché sempre più persone scelgono tetti in legno lamellare:

• Leggerezza: Il legno è generalmente più leggero del cemento armato, il che può essere vantaggioso in termini di carico strutturale e costi delle fondazioni, soprattutto se si interviene su edifici esistenti da ristrutturare o restaurare. Il legno lamellare 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).
• Resistenza Strutturale: Il legno lamellare è un materiale strutturale molto solido e resistente. Offre alta resistenza a flessione e trazione, mantenendo le caratteristiche del legno naturale, ma con una maggiore resistenza meccanica. La resistenza di questi elementi è dovuta alla loro composizione.
• 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 sua leggerezza può ridurre i carichi sulla struttura e facilitare la progettazione, soprattutto in zona sismica.
• Resistenza al Fuoco: Trattato con prodotti ignifughi, resiste meglio al fuoco rispetto ad altri materiali. Quest’ultimo crea un isolamento termico che fa si che la combustione avvenga lentamente. Ad un aumento molto lento della temperatura corrisponde una variazione quasi trascurabile della resistenza meccanica delle fibre di legno della sezione non carbonizzata.
• Isolamento Termico e Acustico: Il legno ha naturalmente proprietà isolanti termiche e acustiche, il che lo rende ideale per creare ambienti confortevoli ed efficienti dal punto di vista energetico. 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.
• Versatilità Estetica: Se si desidera un’atmosfera calda, accogliente e naturale, il legno offre un’estetica senza tempo e una sensazione di comfort. La sua versatilità estetica è uno dei punti di forza: le travi possono essere lasciate a vista, creando un effetto caldo e accogliente, oppure integrate in strutture più complesse.
• Sostenibilità e Basso Impatto Ambientale: Il legno lamellare è facilmente riciclabile e il tetto in legno può essere smontato più facilmente e il materiale può essere riutilizzato e continuare il suo ciclo di vita oppure smaltito con un minimo impatto ambientale.
• Tempi e Costi di Realizzazione: Solitamente il costo di una copertura in legno è minore rispetto ad una in c.a. anche perché i tempi di realizzazione della struttura in legno lamellare sono molto ridotti, grazie a elementi prefabbricati e lavorazioni “a secco”.
• Durabilità: Un tetto in legno lamellare, se ben mantenuto, può durare decenni.

Quando Scegliere un Tetto in Legno Lamellare su Struttura in Cemento Armato

La scelta tra un tetto in legno e uno in cemento armato dipende da diversi fattori, tra cui le esigenze strutturali, le preferenze estetiche, le condizioni climatiche e geografiche, e il budget disponibile. Non c’è mai un’unica scelta che vada bene per tutti. Ogni tipo di struttura presenta vantaggi e difetti che vanno analizzati caso per caso, a seconda della situazione specifica.

Il legno lamellare può essere tranquillamente utilizzato nei sistemi strutturali, come pareti, solai e coperture, dove i pannelli fungono da elementi portanti. Il legno lamellare può essere utilizzato in applicazioni ibride con materiali come cemento e acciaio, il che lo rende un’ottima soluzione per un edificio intelaiato in cemento armato che necessita di una nuova copertura.

Leggi anche: Soluzioni di Design: Legno Interno

Considerazioni per Edifici Esistenti in Cemento Armato

Nel caso in cui la domanda si riferisca ad un intervento di rifacimento della copertura di una struttura esistente in cemento armato, siamo nell'ambito delle costruzioni esistenti. Nei casi in cui si lavora su edifici esistenti, specialmente se sono in muratura portante e hanno bisogno di interventi di restauro, il legno può essere una scelta più pratica, sicura e leggera.

Il progetto e la verifica della sola copertura non è naturalmente sufficiente a garantire un corretto comportamento della struttura sottostante sotto le diverse condizioni di carico. La leggerezza del legno lamellare può ridurre i carichi sulla struttura esistente.

Il caso di parziale o totale sostituzione di elementi esistenti di una struttura con elementi nuovi è indicato nelle NTC come riparazione o intervento locale, per il quale è comunque necessario documentare l'intervento in una apposita relazione di progetto e verifica. Se l'intervento è classificabile nell'ambito del caso della riparazione ed intervento locale, una verifica globale dell'edificio non è necessaria (naturalmente questo deve essere adeguatamente argomentato dal progettista dell'intervento).

Progettazione e Verifiche Strutturali

Nella progettazione di un tetto, infatti, oltre alla complessa attività del progettista architettonico, è necessario considerare anche gli aspetti energetici e strutturali. In entrambi i casi, occorre partire dal modello 3D BIM della copertura, caratterizzarne la struttura e la stratigrafia e infine procedere con le verifiche e i calcoli strutturali, utilizzando un software per il calcolo strutturale, e le verifiche e le valutazioni energetiche (valori di trasmittanza, formazione di muffe e condensa, ponti termici, ecc.), utilizzando un software per il calcolo energetico.

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, 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.

Verifiche Strutturali per Elementi in Legno

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. 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: di trazione parallela alla fibratura, di compressione parallela alla fibratura, di pressoflessione/tensoflessione, di taglio, di taglio e torsione, di stabilità e di deformabilità.

Coibentazione nei Tetti

La coibentazione dei tetti, sia in legno che in cemento armato, è necessaria per migliorare l’efficienza energetica dell’intero edificio. Coibentare un tetto significa prevedere uno strato di materiale isolante utile a ridurre le dispersioni di calore, proteggere gli ambienti interni, evitare la formazione di ponti termici, condensa e muffa, migliorare il comfort igro-termico e ridurre i costi delle bollette grazie al risparmio energetico.

I materiali più comuni per la coibentazione di un tetto comprendono polistirene espanso (EPS), poliuretano (PUR) o poliisocianurato (PIR), che offrono elevate prestazioni termiche e possono essere facilmente integrati nel sistema di costruzione del tetto. Alternativamente, è possibile utilizzare materiali con fibre di legno, fibre di vetro, lana di roccia, grafite, ecc. Qualora non ci fosse la possibilità di coibentare la copertura verso l’esterno, è possibile inserire lo strato isolante all’intradosso del solaio. Anche in questo caso è opportuno che la stratigrafia rispetti le verifiche energetiche.

tags: #tetto #lamellare #su #struttura #in #ca