L'edilizia sta intraprendendo un cammino diretto all'evoluzione e alla ricerca di soluzioni sostenibili, portando all'uso di materiali nuovi e sistemi costruttivi sempre più diversi. Il legno è stato oggetto di studio sia per la sua composizione sia per le sue prestazioni.
Quando parliamo di XLAM, intendiamo una struttura realizzata con pannelli portanti in legno massiccio costituiti da vari strati di lamelle incrociate e incollate fra loro. Scopriamo di più su questa tecnica costruttiva innovativa e versatile.
La Storia dei Pannelli XLAM
L'XLAM nasce alla fine degli anni '90, più o meno contemporaneamente in Austria e in Germania. In Austria, si può identificare all'origine dell'XLAM con un progetto di sviluppo e ricerca, realizzato presso l'Università di Graz, che aveva la finalità di aprire nuove vie per un migliore sfruttamento delle risorse messe a disposizione dalla lavorazione in segheria del legno, realizzando elementi piani di grandi dimensioni.
Similmente, a distanza di un secolo, nel 2007 è stato realizzato a Londra un edificio di 9 piani con struttura portante in pannelli XLAM, ma idee e studi per costruire edifici di legno con altezze ancora superiori sono già stati realizzati o lo saranno a breve.
Cosa Sono i Pannelli XLAM?
I pannelli di legno massiccio a strati incrociati XLAM sono pannelli di grandi dimensioni, formati da più strati di tavole, sovrapposti e incollati uno sull'altro in modo che la fibratura di ogni singolo strato sia ruotata nel piano di 90° rispetto agli strati adiacenti. Il numero di strati e il loro spessore può variare e dipende dal tipo di pannello e dal produttore dello stesso.
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I pannelli XLAM sono prodotti con legno di conifera, come la maggior parte degli elementi di legno ad uso strutturale realizzati secondo le tecnologie più moderne. La produzione normale di pannelli XLAM è quindi realizzata con legno di abete (in prevalenza abete rosso); è senz'altro possibile la produzione con il legno di larice castagno ecc.
Caratteristiche dei singoli strati
I singoli strati di tavole sono composti da tavole di spessore variabile, di regola fra 15 e 30 mm. La larghezza delle singole tavole è pure variabile e varia di regola fra gli 80 ed i 240 mm.
Ad oggi, le tavole usate per la produzione di pannelli XLAM devono rispettare i medesimi criteri delle tavole per la produzione di legno lamellare incollato. Le singole tavole devono rispettare i medesimi criteri di quelle per la produzione del legno lamellare incollato, classificate secondo la resistenza e appartenenti alla classe C24.
Non esistendo una definizione generica del prodotto, ogni produttore ha sviluppato e definito la propria offerta in merito alla disponibilità di dimensioni e composizione del proprio "prodotto XLAM". In modo generale si può affermare che i pannelli XLAM sono disponibili in dimensioni che possono raggiungere i 24,0 m in una direzione, i 4,80 m nell'altra e uno spessore di 500 mm. Entro questi limiti, le dimensioni massime della produzione del singolo pannello variano in modo notevole.
Stabilità Dimensionale e Variazioni di Umidità
Il legno è notoriamente soggetto a ritiro e rigonfiamento in funzione della riduzione o dell'aumento del suo contenuto di acqua. I pannelli XLAM sono prodotti mediante incollatura di più tavole, e devono quindi trovarsi, al momento della produzione, in condizioni di U=12%, cui si aggiungono le tolleranze di misura.
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Come tutti gli elementi di legno, anche i pannelli XLAM sono sottoposti alle variazioni di U dettate dalle variazioni delle condizioni climatiche in cui si trovano. La variazione dell'umidità del legno provoca nel pannello XLAM una variazione della dimensione del legno differente nei vari strati ed è dipendente dell'orientamento degli stessi. Ne risultano delle sollecitazioni interne, dovute all'interazione fra i diversi strati e al loro diverso comportamento.
I pannelli XLAM sono ammessi all'uso nelle classi di servizio 1 e 2, cioè in condizioni climatiche che non permettano l'aumento del valore di U oltre il 20%: il loro uso è quindi limitato alle situazioni che non ne compromettono la durabilità, o in condizioni da escludere ogni fenomeno di degrado biologico. La classe di servizio 1 corrisponde agli ambienti interni e riscaldati, mentre la classe di servizio 2 corrisponde agli ambienti esterni, ma escludendo sia il contatto diretto con l'acqua che l'esposizione diretta alle intemperie.
Le variazioni attendibili delle dimensioni di un pannello XLAM, nel suo piano, sono quindi teoricamente al massimo dell'ordine dello 0.1%, cioè di meno di 1 mm per metro lineare. A conclusione di ciò si può affermare che i pannelli XLAM presentano una stabilità dimensionale praticamente completa e totale per quanto concerne le dimensioni nel loro piano.
Il Sistema XLAM: Flessibilità e Solidità
Il sistema X-lam costituisce una modalità innovativa per la costruzione di case ed edifici in legno. Si tratta di un sistema tanto versatile da garantire la realizzazione di strutture moderne ed originali, anche per quanto riguarda casette di più piani. Il legno, in particolare, grazie a questa tecnologia, sarà in grado di garantire non solo un ottimo isolamento termico, ma anche un’incredibile resistenza al fuoco nonché una fase di asciugatura veloce e un elevato isolamento acustico.
Quello X-lam è un pannello costituito da strati incrociati tra di loro in modo da rendere il sistema costruttivo flessibile. Per la sua realizzazione, inoltre, come materiale principale viene utilizzato il legno, mentre solo una piccola parte da colla. Xlam va, dunque, ad identificare un materiale monolitico contraddistinto dalla capacità di sopportare carichi elevati resistendo anche alle sollecitazioni esterne e sismiche.
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Gran parte della lavorazione viene riservato alla carpenteria che determina quindi il valore aggiunto del prodotto.
Funzionamento Statico delle Strutture in X-LAM
L’utilizzo dei pannelli X-Lam (o CLT) per la realizzazione di pareti e solai dà origine a una struttura di tipo scatolare, nella quale ogni elemento contribuisce alla stabilità complessiva dell’edificio.
Il pannello X-Lam può svolgere tutte le principali funzioni strutturali:
- Funzione di lastra (parete): il pannello sostiene i carichi verticali e contrasta le azioni orizzontali dovute a vento e sisma, garantendo resistenza e rigidezza.
- Funzione di piastra (solaio): grazie alla propria resistenza flessionale e a taglio nelle due direzioni del piano, il pannello è in grado di portare i carichi perpendicolari al suo stesso piano.
Gli elementi in X-Lam sono collegati tra loro in modo elastico e deformabile: le giunzioni trasferiscono le azioni di taglio, ma non quelle flessionali, consentendo al sistema di distribuire le sollecitazioni in modo uniforme e controllato.
Sviluppo delle Pareti in X-LAM
Le pareti in X-Lam possono essere costituite da uno o più pannelli, a seconda delle luci da coprire e delle esigenze strutturali del progetto. Nel caso di pareti composte da più pannelli, l’unione fra gli elementi viene realizzata direttamente mediante doppie viti autoforanti, inserite inclinatamente rispetto alla faccia del pannello.
Questo sistema garantisce un accoppiamento solido e continuo tra i pannelli, assicurando la massima precisione, rigidezza e stabilità strutturale dell’insieme.
Caratteristiche e Funzionalità delle Pareti X-Lam
Nel caso delle pareti X-lam, in genere, l’isolamento è predisposto verso l’esterno, con una stratificazione che può vedere 3 quattro elementi disposti l’uno sull’altro, come: un cappotto intonacato, uno strato di isolante, una parete massiccia e il cartongesso.
Ovviamente, non tutte le pareti X-presentano la stessa composizione nonché il medesimo spessore. Di sicuro, però, tutti gli edifici costruiti con questo sistema sono contraddistinti dagli stessi vantaggi consistenti in: ottimo isolamento termico, buonissime doti antisismiche, eccellente resistenza al fuoco e anche statica.
In pratica, si tratta di pareti costituite da strati di tavole in legno incrociate ed incollate fino a formare una lastra versatile in quanto potenzialmente utilizzabile non solo per la costruzione delle suddette pareti, ma anche di tetti, solette, abitazioni collocate in altezza nonché in una zona sismica.
Strutture in X-LAM: Platea di Fondazione
Grazie alla leggerezza del sistema costruttivo, è sufficiente una fondazione superficiale - come una platea o un solaio controterra areato - oppure, quando è previsto, il solaio dell’interrato, che diventa il piano d’appoggio dell’edificio in legno.
Sopra la fondazione viene realizzato un cordolo in cemento armato continuo, perfettamente livellato, su cui viene posata una membrana impermeabilizzante. Questa barriera separa il legno dal calcestruzzo, evitando la risalita dell’umidità e garantendo così la protezione e la durabilità nel tempo della struttura.
Connessioni alla Platea di Fondazione
Il collegamento tra le pareti in X-Lam e il cordolo in cemento armato è un elemento essenziale per garantire la stabilità e la sicurezza sismica dell’edificio. Ha il compito di trasferire le sollecitazioni orizzontali (vento e sisma) alla fondazione, impedendo ogni possibilità di ribaltamento o scorrimento delle pareti.
L’ancoraggio viene realizzato mediante piastre in acciaio fissate ai pannelli in X-Lam con viti o chiodi strutturali e al cordolo in cemento armato con barre filettate o tasselli meccanici sigillati con resine bicomponenti. Ogni collegamento è dimensionato in base al calcolo strutturale e alle verifiche sismiche previste dal progetto, assicurando la massima affidabilità dell’intero sistema costruttivo.
Connessione dei Solai Interpiano in X-LAM
Nei piani intermedi, i solai in X-Lam vengono realizzati con pannelli più spessi rispetto a quelli delle pareti, così da garantire maggiore solidità e comfort strutturale.
Il collegamento tra pareti e solai avviene tramite piastre metalliche “hold down”, che evitano il ribaltamento delle pareti, e con viti o angolari che impediscono eventuali spostamenti orizzontali.
Questi giunti meccanici rendono l’edificio un sistema unico e perfettamente integrato, capace di resistere in modo efficace a vento e sisma, mantenendo nel tempo la massima stabilità e sicurezza.
Connessione fra le pareti in X-LAM ed il solaio di Copertura
La copertura può essere realizzata con pannelli in X-Lam oppure, quando richiesto dalle luci strutturali, con l’inserimento di travi rompitratta o travi in legno lamellare e tavolato.
Il collegamento tra le travi in legno e le pareti verticali può avvenire tramite tasche di alloggiamento predisposte nei pannelli in X-Lam, oppure mediante scarpette metalliche fissate con viterie strutturali.
Quando la copertura è realizzata direttamente con pannelli in X-Lam, il collegamento con le pareti avviene invece mediante viti e squadrette metalliche, garantendo la continuità strutturale e la stabilità complessiva dell’edificio.
Per garantire la perfetta sigillatura ermetica tra i pannelli in X-Lam vengono impiegate guarnizioni in EPDM specifiche per le giunzioni. La tenuta all’aria viene completata con la nastratura interna ed esterna di tutte le connessioni, utilizzando nastri mono-adesivi sigillanti ad alte prestazioni. Questo sistema assicura un isolamento continuo e controllato, rendendo l’edificio a prova di Blower Door Test, a beneficio del comfort abitativo e dell’efficienza energetica complessiva.
Vantaggi dei Pannelli X-Lam
I pannelli X-lam offrono notevoli vantaggi a chi li adopera in considerazione delle molteplici caratteristiche che possiedono. Si possono citare, in merito, abete, pino cembro, larice, abete bianco, cembro e pino Douglas: essi vengono levigati, piallati, spazzolati in funzione del grado di finitura che si vuole ottenere in quel determinato caso.
Resistenti alle intemperie e stabili dal punto di vista dimensionale, poiché non si rigonfiano o ritirano a causa dell’umidità e della temperatura, i pannelli X-lam risultano essere contraddistinti anche da un ottimo isolamento termico in grado di proteggere gli edifici o le case dal surriscaldamento estivo. Inoltre, assicureranno anche un risparmio di spazio grazie allo spessore ridotto.
Un sistema X-lam presenta non pochi punti di forza, tra cui l’abilità di assicurare un comfort acustico che supera i parametri più rigorosi previsti dalle leggi in vigore. Le superfici interne, in particolare, hanno la peculiarità di assorbire il rumore in maniera ottimale.
Le strutture con pannelli X-lam vengono costruite anche in un’ottica di risparmio energetico grazie all’inerzia termica e alla tenuta all’aria. Nello specifico, sono dotati di qualità isolanti e da bassa conduttività termica, le quali contribuiscono a far sì che non sia necessario sprecare troppa energia per riscaldare l’ambiente in inverno nonché per raffrescarlo in estate.
Infine, si può fare riferimento all’estrema durabilità nel tempo degli edifici e delle case così realizzate.
Pannelli X-Lam: Alternativa ai Sistemi a Telaio
Negli ultimi anni, ha avuto larga diffusione il sistema costruttivo X-lam, che si sta affermando come l’alternativa ideale ai sistemi a telaio. Viene adoperato un tipo di materiale che racchiude in sé le peculiarità delle costruzioni massicce insieme alla salubrità e alle qualità ecologiche del legno.
In questo modo, si migliora l’inerzia termica della parete anche in considerazione della massa superiore così da permettere la realizzazione in altezza di edifici sicuri e sufficientemente stabili. Essendo idonei a qualsiasi tipo di edificio, si può notare anche come questi vengano posti in essere in tempi ridotti senza, però, rinunciare a vantaggi come la rigidezza e la solidità.
Ecco una tabella comparativa tra i sistemi costruttivi XLAM e a telaio:
| Caratteristica | Sistema XLAM | Sistema a Telaio |
|---|---|---|
| Peso Strutturale | Più pesante | Più leggero |
| Elasticità | Meno elastico | Più elastico |
| Comfort Termico Invernale | Inferiore | Superiore (grazie alla spessa massa coibente) |
| Flessibilità Progettuale | Flessibile (finiture realizzate in cantiere) | Meno flessibile |
| Resistenza Sismica | Elevata | Buona |
| Tempi di Costruzione | Veloci | Veloci |
Case in Legno: XLAM o Telaio?
Per approfondire ulteriormente, consulta le nuove DT 206-R1 del CNR (Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione ed il controllo delle strutture di legno), un documento indispensabile per i tecnici del settore.
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