Quando si parla di strutture in legno eleganti ma robuste, le travi in legno lamellare sono ormai uno standard. 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. Oggi parliamo di travi lamellari e vediamo assieme cosa sono, quali sono le loro caratteristiche e perchè preferirle alle classiche travi massicce.
Che cos'è il Legno Lamellare?
Il legno lamellare (o glulam) è un materiale strutturale composto da lamelle di legno massiccio incollate tra loro in senso longitudinale. Il legno lamellare nasce dall’incollaggio strutturale di più lamelle selezionate, essiccate e orientate nello stesso verso. 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.
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. 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.
Processo di Produzione
Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Le lamelle vengono selezionate, essiccate, piallate e incollate sotto pressione con colle resistenti all’umidità, dando vita a travi e elementi portanti dalla grande stabilità. 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. Vengono adoperate tavole già classificate per uso strutturale e possono essere uniti tra loro elementi di diverse essenze legnose.
Il normale legname da costruzione montato è sottoposto ad un forte processo di essicazione: esso infatti si torce, si deforma e si ritira. Tutto ciò può causare anche fessurazioni. La produzione di travi lamellari prevede che le lamelle, già prima dell'incollaggio, vengano essiccate in modo tecnico fino a raggiungere un'umidità del legno del 12 % e successivamente piallate. Le travi lamellari da noi utilizzate sono incollate con colle poliuretaniche prive di formaldeide e con un umidità media del 12%. Per l'incollaggio delle nostre travi lamellari e degli elementi per solaio in legno lamellare utilizziamo una colla di resina melamminico-ureica. L'incollaggio è impermeabile e resistente agli agenti atmosferici e forma delle giunzioni di colla chiare che non diventano scure.
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Legno Lamellare e Umidità: Comprendere l'Interazione con l'Acqua
Analizzando un elemento strutturale di legno massiccio o di legno lamellare incollato, messo in opera in equilibrio igroscopico con l’ambiente, l’effetto delle intemperie puo essere descritto in modo semplificato come un’azione ciclica ed irregolare di essiccazione ed umidificazione del materiale. Tuttavia, "ma la domanda che ci pongono più spesso è se resiste alla pioggia e alla umidità in genere".
Il Fenomeno dell'Assorbimento d'Acqua nel Legno Tradizionale
L’azione diretta dell’acqua piovana sulla superficie esposta porta ad un assorbimento dell’acqua nella zona della sezione immediatamente sottostante alla superficie (in genere limitata a pochi millimetri di profondità): ne consegue un elevato gradiente di umidità e, a causa del rigonfiamento della zona superficiale, la presenza di coazioni che possono portare ad un collasso locale del materiale. Dopo la cessazione delle precipitazioni, in presenza di irraggiamento solare diretto, questa zona superficiale tende a riportarsi rapidamente in equilibrio igroscopico con l’ambiente, rilasciando acqua all’esterno.
Il fenomeno di essiccazione è accelerato dalla maggiore conducibilità termica del legno umido e questo determina un ritiro maggiore della zona superficiale rispetto alle zone interne. Di conseguenza nella zona di superficie, già in presenza di collassi locali per compressione, si formano facilmente delle fessurazioni, anche di piccole dimensioni, ma permanenti e irreversibili. Le fessurazioni superficiali rimangono presenti anche nel caso di ritorno dell’umidità del legno nelle condizioni iniziali, facilitando la penetrazione dell’acqua, con le precipitazioni successive, più in profondità nella sezione.
Il fenomeno ciclico di degrado appena descritto prosegue quindi per strati sempre più profondi, aggravato da un aumento progressivo ed inevitabile dell’umidità del legno, in quanto l’assorbimento dell’acqua è comunque più rapido rispetto all’essicazione del materiale. Il contenuto di acqua puo anche facilmente superare il limite del 20% all’interno della sezione, contribuendo all’instaurarsi di condizioni favorevoli allo sviluppo di funghi.
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Resistenza all'Acqua del Legno Lamellare
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. Il legno lamellare, oltre a garantire bassa dispersione di calore, ha una elevata resistenza alle intemperie ed agli sbalzi termici, grazie all’utilizzo di opportune vernici e colle per unire le lamelle.
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Le travi lamellari mostrano, attraverso la loro lavorazione, migliori caratteristiche rispetto al legno massello, per l'assenza di torsioni a lungo termine, e perché la tendenza alle fessurazioni risulta ridotta al minimo. Le travi lamellari non avranno spaccature (al massimo qualche piccola fenditura) né nel breve, né nel lungo periodo. Non ci saranno cali, torsioni, curvature, fenditure tipiche di una trave massiccia e, se inserita in un muro, nel tempo non si avrà un antiestetico e antiperformante distacco (come avviene nelle travi massicce) dovuto al restringimento della trave. La trave lamellare è stabile nel tempo, facile da lavorare e posare in opera.
Trattamenti e Protezione nel Tempo
Il legno lamellare può essere trattato con due finiture principali:
- Impregnante all’acqua, che penetra nel legno e lascia traspirare la fibra. Ideale per mantenere l’aspetto naturale, va rinnovato ogni 1-3 anni, soprattutto nelle parti esposte al sole.
- Smalto coprente, più spesso e protettivo, che forma 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.
Con protezione chimica del legno s’intende sostanzialmente un trattamento della superficie per mezzo di vernice o vernice trasparente, che protegge il legno dalle radiazioni UV e da eventuale umidità. Se il legno lamellare è direttamente esposto alla pioggia basta applicare degli specifici trattamenti impregnanti. La pioggia non è quindi un fattore di cui preoccuparsi per il vostro garage o la vostra casetta da giardino in legno lamellare.
Inoltre, i funghi che distruggono il legno necessitano di umidità per crescere, un'umidità che può essere esclusa con un montaggio delle travi lamellari a regola d'arte sotto i tetti o negli ambienti interni. Se si protegge per bene il legno dall’azione degli agenti atmosferici attraverso misure costruttive (tettoie, copertina in lamiera di finestre, ecc.), questo può conservarsi in maniera praticamente illimitata. È importante soprattutto che in nessun’area della costruzione possa formarsi umidità o condensa. La protezione costruttiva del legno è la misura più efficace con cui è possibile prolungare notevolmente la durata di vita di una costruzione in legno. Se ciò non è possibile sono necessarie misure chimiche appropriate, al fine di influenzare la durata di vita.
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Vantaggi del Legno Lamellare
I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale.
- Resistenza e Stabilità: Offrono stabilità dimensionale, e aumentano resistenza e stabilità rispetto al massello a parità di sezione. Le travi lamellari mostrano una maggiore resistenza ed una rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione.
- Versatilità e Libertà Progettuale: Il legno lamellare è perfetto per progetti su misura. È possibile realizzare forme curve, tetti inclinati, travature ampie e strutture personalizzate in base ai spazi disponibili. Le travi lamellari sono versatili: ambienti interni, esterni riparati e coperture.
- 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). Sul cantiere sono necessari elevatori molto più leggeri rispetto a quelli che servirebbero per il cemento armato.
- Isolamento Termico: Capacità isolante molto alta.
- Resistenza ad Agenti Atmosferici: Alta resistenza ad agenti atmosferici e a sbalzi termici, come già menzionato.
- 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 peso inferiore delle costruzioni in legno reca enormi vantaggi in zone sismiche, vantaggi accresciuti dalla maggiore elasticità del materiale e dagli elementi di giunzione utilizzati.
- Resistenza al Fuoco: Elevata resistenza al fuoco. Il legno, utilizzato come elemento costruttivo compatto, mostra un'elevata resistenza al fuoco, giacché solo la parte esterna viene carbonizzata, mentre la sua struttura interna si mantiene intatta. Nonostante il legno sia annoverato tra i materiali da costruzione infiammabili, in virtù delle sue proprietà, in caso d’incendio esso presenta un comportamento relativamente vantaggioso.
- Eco-sostenibilità: Il legno lamellare è un materiale eco-sostenibile: viene ricavato da legno certificato, riduce gli sprechi rispetto al massello ed è completamente riciclabile. La lavorazione industriale consente un impiego più efficiente delle risorse naturali, riducendo l’impatto ambientale.
Tipologie e Classi di Qualità
Esistono diverse qualità di travi lamellari, dove per qualità si intende il grado di resistenza, portata, della trave. 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 (lo standard per rapporto prestazioni/prezzo)
- Frassino
- Larice
- Faggio
- Pino
Inoltre, il legno lamellare può essere classificato in:
- Incollato omogeneo (GL_h): in cui le lamelle di cui è composto appartengono alla stessa classe di resistenza. Ad esempio, GL24h indica che tutte le lamelle hanno la stessa portata (nel nostro esempio 24). Per componenti con requisiti di resistenza più elevati offriamo su richiesta e per determinate sezioni trasversali anche le classi di resistenza GL 30h.
- Incollato combinato (GL_c): quando appartengono a differenti classi di resistenza. Esistono infatti anche travi GL24c (es.) dove “C” sta per “combined”, ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti ma la cui media da comunque 24. La classe di resistenza standard dei prodotti Mosser è la GL 24c. Per componenti con requisiti di resistenza più elevati offriamo su richiesta e per determinate sezioni trasversali anche le classi di resistenza GL 28c.
Le classi di resistenza più comuni sono GL24h e GL28h. Le travi lamellari mostrano una maggiore resistenza ed una rigidità più elevata rispetto al normale legno da costruzione, raggiungendo lunghezze fino a 18 metri e dimensioni fino a 240 x 1.240 mm.
Qualità Estetica
La normativa europea che definisce la classificazione delle travi, fissa unicamente lo standard qualitativo per quanto riguarda la resistenza/portata che devono avere. Non valuta l’estetica della trave (che è intrinseca nella qualità) a meno che i difetti di quest’ultima non ne compromettano la portata. Ciò nonostante esistono due tipologie di travi lamellari:
- Qualità “vista”: non devono presentare macchie, nodi scappati al disopra di un determinato diametro. Sono tollerate lievi fenditure, ma solo di pochi millimetri (non devono inficiarne la resistenza). Noi commercializziamo e lavoriamo unicamente travi lamellari di produzione austriaca e qualità “a vista”. Le loro travi lamellari sono in abete rosso di provenienza alpina, le lamelle sono a fibra fine in modo da garantire un’ottima qualità “vista”.
- Qualità “industriale”: devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.
Applicazioni del Legno Lamellare
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. 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
Le travi in legno lamellare sono una scelta tecnica e poetica allo stesso tempo: solide, calde, personalizzabili. Sempre più utilizzato per tettoie, pergole, carport e gazebo, questo materiale unisce bellezza e resistenza, mantenendo un’anima naturale. Le travi lamellari in legno di abete rosso sono adatte per realizzare: tetti, pergole, carport e manufatti per esterno.
Dimensioni Disponibili
Le travi in legno lamellare di abete sono solitamente disponibili in diverse sezioni e lunghezze standard. Questa tipologia di trave è costituita da lamelle di 40 mm. Ecco alcune dimensioni comuni:
| Sezione (cm) | Lunghezza Barra Intera (mt) |
|---|---|
| 8×12 | 13,50 |
| 8×16 | 13,50 |
| 10×14 | 13,50 |
| 12×12 | 13,50 |
| 12×16 | 13,50 |
| 12×20 | 13,50 |
| 14×20 | 13,50 |
| 14×24 | 13,50 |
| 16×16 | 13,50 |
| 16×20 | 13,50 |
| 16×24 | 13,50 |
| 16×32 | 13,50 |
| 20×24 | 13,50 |
| 20×40 | 13,50 |
| 24×36 | Variable |
Calcolo Strutturale e Normative
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. 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 allo stato limite ultimo (SLU) sono effettuate sempre controllando il soddisfacimento della relazione: Rd = (kmod·Rk)/γM ≥ Sd.
Nella seguente 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.
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