Il Legno Lamellare nei Palazzetti dello Sport: Tipologie, Vantaggi e Applicazioni

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. L’utilizzo del legno nella costruzione di palestre e centri sportivi costruiti in legno sta guadagnando sempre più consensi grazie alle sue eccezionali proprietà strutturali e alla sua capacità di creare ambienti salubri, insonorizzati e accoglienti. Le palestre e i centri sportivi costruiti in legno rappresentano una scelta all’avanguardia per la realizzazione di spazi dedicati allo sport e al benessere. Combinando sostenibilità, funzionalità ed estetica, questi edifici offrono un ambiente ottimale per l’attività fisica, contribuendo al contempo alla protezione dell’ambiente.

Cos'è il Legno Lamellare?

Il legno lamellare, le travi in legno lamellare, o glulam, sono prodotti derivati dal legno massiccio. Glulam deriva dal nome inglese del prodotto. glued lame si tratta fondamentalmente di una trave realizzata con diversi strati di legno. Il legno lamellare è un materiale composito che si produce con diverse assi di legno, dette lamelle. 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.

Processo di Produzione

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. Le fasi della produzione consistono nella riduzione del tronco in lamelle, generalmente di larghezza non superiore ai 20 mm. Nel legno lamellare, l'incollaggio delle doghe di legno avviene lungo la fibra. 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.

La colla è molto importante nella produzione di travi, in quanto deve garantire la resistenza e la durata dei morsetti, dato che queste travi sono elementi strutturali. Gli adesivi utilizzati sono melaminici, poliuretanici o resorcinici. Gli adesivi melaminici (melamina-urea formaldeide MUF) e poliuretanici danno linee di adesione bianche, mentre gli adesivi resorcinici danno linee di adesione più scure e marroni.

Legno Lamellare vs. Legno Massiccio

Ma perché realizzare un altro prodotto, a torto considerato inferiore da alcuni, quando si possono realizzare travi in legno massiccio? Con la segatura a strisce si riducono le tensioni nel legno e si eliminano i difetti e i nodi. Le travi in legno si suddividono in due categorie principali: in legno massiccio e in quello lamellare. Le travi in legno massiccio sono un’opera d’arte naturale. Il legno massiccio è noto per la sua bellezza e la sua resistenza. Ogni pezzo è unico, ma presenta alcune limitazioni dimensionali. Le travi in legno lamellare sono create dall’unione di tavole selezionate e incollate orizzontalmente tra di loro. Questo processo consente la realizzazione di pezzi con diverse dimensioni e forme, senza limiti architettonici. Questo materiale, creato artificialmente da una base naturale, è noto per la sua stabilità e per la sua struttura omogenea. È privo delle caratteristiche imperfezioni del legno massiccio e questo potrebbe farlo apparire meno distintivo esteticamente.

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La trave lamellare è qualitativamente e staticamente maggiore e migliore di una trave massiccia di pari sezione. Una trave lamellare non avrà spaccature (al massimo qualche piccola fenditura) nè nel breve, nè 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.

Vantaggi del Legno Lamellare

Le travi lamellari sono sempre più utilizzate in edilizia grazie a proprietà che i materiali tradizionali non possiedono. I vantaggi del legno lamellare sono molteplici, sia dal punto di vista tecnico, sia da quello ecologico e strutturale:

• Resistenza a flessione e trazione: la sovrapposizione delle lamelle parallelamente alla fibra determina una maggiore elasticità.
• Resistenza chimica aumentata: sono resistenti all'azione della maggior parte degli acidi, dell'ossidazione, dell'ammoniaca o dei derivati del cloro. Per questo motivo vengono utilizzati nella costruzione di allevamenti di animali (ammoniaca), piscine (cloro), nelle saline o nella costruzione di depositi di sale o carbone.
• Alta resistenza al fuoco: nonostante siano fatti di legno - un prodotto combustibile - sono molto resistenti al fuoco. Nel caso delle travi lamellari, il legno brucia all'esterno, ma è molto difficile superare gli strati adesivi, quindi avanza molto lentamente. Se analizziamo i materiali da costruzione tradizionali, scopriamo che l'acciaio perde le sue proprietà meccaniche e non è più considerato un materiale da costruzione al di sopra dei 550 grd.C (ben al di sotto della sua temperatura di fusione), e il cemento armato si fessura e si deforma a causa della ridotta durezza alle alte temperature. Bruciature di legno ma non cambia le sue proprietà, per cui anche se all'esterno c'è uno strato di legno carbonizzato, all'interno il legno ha le stesse proprietà meccaniche.
• Peso molto inferiore a parità di resistenza meccanica: a seconda della specie utilizzata, il peso specifico può variare da 400 a 600 kg/mc (le travi in abete rosso hanno un peso specifico medio di 430 kg/mc). A parità di resistenza, una trave in acciaio è più pesante di 20% e una in cemento armato di 600%. Ad esempio, una trave con peso specifico di 600 kg/mc ha la stessa resistenza di una trave in cemento armato con peso specifico di 2500 kg/mc. Questa 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).
• 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. Le costruzioni realizzate su travi lamellari hanno una resistenza ai terremoti molto più elevata grazie all'elevata elasticità delle travi.
• Capacità isolante molto alta: dal punto di vista energetico, il legno offre eccellenti proprietà isolanti, mantenendo le temperature interne costanti e riducendo i consumi per riscaldamento e raffrescamento.
• Basso impatto ambientale: il legno è un materiale rinnovabile e, se gestito in modo responsabile, può essere una risorsa a basso impatto ambientale. Dalla produzione al riutilizzo tramite riciclo; facilmente riciclabile.
• Versatilità e libertà di progettazione: le travi lamellari sono il sogno degli architetti perché nessun limite alla progettazione. Possono essere diritte o curve, sottili o molto spesse, corte o lunghe. Le travi lunghe, ottenute allungando le lamelle, hanno una capacità portante molto elevata e possono essere utilizzate per costruire edifici con campate molto ampie e pochi puntoni verticali di sostegno. Non c’è un limite di sezione o lunghezza, si possono avere anche travi curve o a boomerang. Le travi speciali in legno rappresentano un’evoluzione tecnologica delle travi tradizionali. Grazie a lavorazioni avanzate, consentono di realizzare strutture complesse che combinano estetica, resistenza e sostenibilità. Con il termine componenti speciali in legno lamellare si intendono non solo dimensioni fuori standard, ma anche forme particolari come travi rialzate, travi ad una falda, travi curve e forme libere. Le travi rastremate presentano una sezione variabile lungo la loro lunghezza, permettendo un’ottimizzazione strutturale e un impatto estetico elegante. Realizzate attraverso un processo di incollaggio e curvatura del legno, le travi curve permettono di creare strutture architettoniche di grande impatto estetico e funzionale. Le travi reticolari sono costituite da elementi diagonali e orizzontali collegati tra loro, formando una struttura leggera ma estremamente resistente.

Tipologie e Qualità del 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.

Classificazione per Qualità e Resistenza

Esistono diverse qualità di travi lamellari, dove per qualità si intende il grado di resistenza, portata, della trave. Quelli che si usano solitamente sono i GL24H, dove:

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• “24” indica la resistenza della trave (alla flessione) ed è definita dalla Normativa Europea di riferimento. Esistono, però, anche delle classi superiori (28, 30 e 32), che indicano travi che, a parità di sezione, hanno una portata maggiore e che quindi resistono maggiormente alle sollecitazioni.
• “H”, che sta per “homogeneous” (omogeneo), indica che le lamelle utilizzate per realizzare quella trave hanno tutte la stessa portata (nel nostro esempio 24).

Esistono infatti anche travi GL24C (es.) dove “C” sta per “combined”, (combinato) ovvero per realizzare la trave sono state utilizzate lamelle di classi (portata) differenti ma la cui media da comunque 24. La qualità delle lamelle viene valutata in base ai nodi, spaccature, fenditure, difetti. Meno difetti presenta la lamella, maggiore sarà la sua portata.

Classificazione 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: vista o industriali.

• Le 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).
• Le travi lamellari qualità “industriale”, invece, devono semplicemente soddisfare i requisiti di legge relativamente alla portata.

Applicazioni del Legno Lamellare, con Focus sui Palazzetti dello Sport

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.

Il legno è un materiale straordinariamente versatile che si presta perfettamente alla costruzione di grandi spazi aperti, come palestre e centri sportivi. La leggerezza del legno consente di ridurre i carichi sulle fondamenta, facilitando la costruzione anche in contesti difficili o su terreni poco adatti a strutture più pesanti. Uno dei principali vantaggi delle palestre e dei centri sportivi in legno è la sostenibilità. Dal punto di vista estetico, il legno offre un aspetto caldo e naturale che può essere facilmente integrato in vari contesti architettonici. Le palestre e i centri sportivi in legno possono essere progettati per armonizzarsi con l’ambiente circostante, che si tratti di un’area urbana o di un paesaggio naturale.

Le palestre e i centri sportivi costruiti in legno offrono un ambiente interno particolarmente favorevole all’attività fisica. Il legno regola naturalmente l’umidità, creando un microclima interno salubre e piacevole. I palazzetti possono essere ricoperti anche con materiali rigidi e coibenti. La copertura può essere anche realizzata con pannelli rigidi e coibentati. Tutte le strutture in legno lamellare sono protette con apposito mordente per garantirne la durata.

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Calcolo e Verifiche Strutturali del Legno Lamellare

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. Ad esempio:

• elementi con prevalente comportamento assiale (controventi o appartenenti a travature reticolari) sono verificate 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

dove:

• Rk 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 kh (di cui al §11.7.1.1 D.M. 2018);
• kmod 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 kmod sono forniti nella Tab. 4.4.IV D.M. 2018);
• γM 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.

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. Puoi scaricare gratuitamente la relazione di calcolo e il tabulato della struttura in legno lamellare elaborata con il software calcolo strutturale legno.

Ogni "Struttura Reticolare Spaziale Geodetica" viene progettata in ottemperanza delle nuove Normative NTC2008 e corredata di tutta la documentazione necessaria per il deposito al Genio Civile e per l'eventuale approvazione Sismica comprensiva della "Garanzia Decennale" della struttura della Certificazione dei materiali e del POS (Piano Operativo della Sicurezza).

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