Inserto Tecnico

4 research

il sistema costruttivo: X–lam DG PaPer archive — art. 030 ( 2015 )

L’X–Lam (o Cross–Lam) è la denominazione più conosciuta per il legno lamellare a strati incrociati formato da lamelle di abete incrociate una sull’altra, che vengono incollate ad alta pressione a formare elementi in legno massello di grandi dimensioni.

X–lam

Protezione strutturale del legno

Grazie alla disposizione incrociata delle lamelle longitudinali e trasversali i fenomeni di rigonfiamento e ritiro del legno sono ridotti al minimo, mentre aumentano considerevolmente la resistenza al carico come pure la stabilità.

Per la produzione dei pannelli in X–Lam viene usato legno secco con un’umidità del 12% (+ ⁄ - 2%) secondo l’omologazione tecnica europea, per evitare l’infestazione di parassiti, funghi e insetti. Prima dell’impiego, tutte le lamelle di legno compensato vengono sottoposte ad un controllo della qualità.

i microrganismi sono un problema per il legno? tramite le classi di rischio definite nelle norme è possibile valutare il tipo e la portata del trattamento preventivo da adottare. Per il legno in servizio della classe di rischio 0 non è necessaria alcuna protezione chimica. Prima di iniziare un trattamento chimico preventivo è opportuno verificare in che misura il legno possa essere protetto da accorgimenti costruttivi di prevenzione, ad esempio mantenendolo sempre asciutto (umidità massima dell’aria 70%, umidità massima del legno 20%).

L’uso di pannelli in legno massello offre importanti vantaggi quali l’apertura al passaggio vapore (traspirabilità), la tenuta all’aria della struttura, la prevenzione di ponti termici grazie agli strati omogenei, l’elevata capacità termica di accumulo per la protezione termica in estate e una maggiore tolleranza di applicazione, grazie alla capacità di accumulo di umidità.

Un’attenzione particolare meritano le superfici di contatto tra gli elementi in X–Lam e le superfici fredde come ad esempio le fondazioni e i solai delle cantine. aree climatiche critiche in corrispondenza delle basi di appoggio nonché la possibile formazione di condensa possono causare danni a lungo termine alle strutture in legno: tutto questo deve quindi essere evitato.

11

DomusGaia posa, alla base di tutte le pareti a diretto contatto con la fondazione, resistenti radici in larice a fibre orizzontali che consentono di sollevare il pannello in legno separandolo dalla zona critica, poiché il larice è un legno molto resistenze anche in zone umide. inoltre vengono previste due sistemi di guaine e un sistema protezione per la tenuta all’aria.

Per la produzione dei pannelli X–Lam utilizzati da DomusGaia vengono utilizzati esclusivamente legnami naturali, non trattati. Prima di essere incollati, i singoli strati vengono essiccati in forno. alla consegna, l’umidità dei pannelli in legno è pari a 12% ± 2%. Una volta posati nelle classi di servizio approvate 1 e 2, normalmente non è necessario alcun trattamento chimico di prevenzione.

DomusGaia Paper issue 3

4 research il sistema costruttivo: X–Lam

Protezione dalle termiti e altri Piccoli insetti

Protezione dall’umidità e Permeabilità al vaPore delle strutture in X-lam

il rischio di attacco da insetti è limitato alle sole superfici di legno non protette dai cappotti in quanto potrebbero essere esposte alla deposizione delle uova da parte degli insetti adulti su tali superfici, peraltro di limitata estensione. È previsto un trattamento preservante preventivo superficiale, idoneo ad escludere il pericolo.

il legno come materiale da costruzione è in grado di trasportare umidità non solo per diffusione ma anche per assorbimento e conduzione capillare. a questo proposito il legno offre prestazioni incredibili, anche se i risultati di questa ricerca, condotta negli ultimi 20 anni, sono stati pressoché sconosciuti al grande pubblico.

il rischio di attacco da termiti, inoltre, è scongiurato dal fatto che le strutture di legno sono sempre isolate dal terreno mediante calcestruzzo e guaine bituminose. ad oggi non sono noti danni importanti arrecati a legno prodotto industrialmente, probabilmente perché le diverse fasi della lavorazione rendono il legno poco invitante per gli insetti, che — vale la pena di ricordarlo — non si nutrono del legno, ma lo usano come luogo per deporvi le uova (saranno le larve che ne nascono a nutrirsi tramite scomposizione chimica del legno). i danni dovuti alla presenza di insetti sono tipici delle vecchie costruzioni, dove sia il modo di lavorare la materia prima, sia il tipo di costruzione realizzato, erano e sono favorevoli all’insediamento degli insetti nel legno. Nel caso di materiali e costruzioni moderne, la lavorazione industriale del materiale e le soluzioni costruttive adottate riducono al minimo questo rischio.

vi sono 3 meccanismi responsabili del trasporto dell’umidità nel legno: • Diffusione al vapore acqueo (vapore/differenziale di pressione) • Conduzione di sorbato (umidità relativa dell’aria) • Conduzione capillare (tensione superficiale)

La realizzazione del pacchetto costruttivo esterno deve essere efficace, oltre a garantire un perfetto isolamento da caldo e freddo, ad evitare ogni tipo di infiltrazione esterna e per evitare formazione di funghi e muffe dovuti al ristagno di umidità.

Un ambiente ricco di acqua può determinare condizioni favorevoli all’attacco d’insetti e parassiti del legno, che richiederanno drastici e costosi interventi di bonifica, senz’altro da prevenire.

L’importanza della scelta delle essenze legnose, possibilmente resinose, di un’adeguata stagionatura e di un processo di essicazione in grado di eliminare l’eventuale presenza di larve o uova, di un trattamento delle strutture con impregnanti naturali traspiranti permetterà di tenere lontano alla fonte il problema di un’invasione incontrollata d’insetti.

in inverno, a causa della bassa umidità dell’aria, il legno come materiale da costruzione riduce la propria capacità di trasportare l’umidità, aumentandola non appena l’umidità negli edifici si adegua al clima estivo. il legno, inteso come materiale da costruzione naturale, si comporta secondo natura, per sempre. Se si applica il collaudato principio “interno più ermetico dell’esterno”, l’involucro viene reso più sicuro, da un punto di vista fisico-costruttivo, se dotato di un pannello in X-Lam.

DomusGaia Paper issue 3

Si tratta di processi variabili, dove il rischio di condensa si basa sul diagramma di “Glaser”.

Poiché questo strumento analizza solo la diffusione nelle sostanze minerali, si rivela inadeguato per il legno. il pannello in X-Lam utilizzato da DomusGaia si comporta come una barriera al vapore igrovariabile (apertura o chiusura al vapore secondo necessità), rendendo completamente inutile l’utilizzo di fogli in polipropilene o alluminio.

Un’altra caratteristica del legno correlata all’umidità è la dilatazione e il ritiro. Poiché il legno è un materiale anisotropo con proprietà igroscopiche, la dilatazione e il ritiro avvengono per gradi e dipendono dalla direzione delle fibre.

12

Nel legno si distinguono 3 direzioni principali di taglio: • Longitudinale (~ 0,01% di deformazione per % di variazione di umidità) • Radiale (0,16% di deformazione per % di variazione di umidità) • Tangenziale (0,33% di deformazione per % di variazione di umidità) Grazie alla disposizione trasversale degli strati e alla qualità dell’incollaggio, nei pannelli in X-Lam, questi valori si riducono notevolmente. a livello di pannello si riscontra solo un leggero calo longitudinale, nella direzione dello spessore, pari al valore medio tra radiale e tangenziale.

• A livello di pannello ~ 0,01% di deformazione per % di variazione di umidità • In senso trasversale rispetto alla direzione del pannello ~ 0,20% di deformazione per % di variazione di umidità.

4 research il sistema costruttivo: X–Lam

colle utilizzate tra gli strati ad assi incrociati dei Pannelli X-lam

muffe Le muffe e le loro spore rappresentano una componente naturale del nostro ambiente e spesso sono presenti anche negli ambienti chiusi.

Prosperano su un’infinita varietà di materiali e resistono ad un’ampia gamma di temperature.

L’umidità, in particolare quella superficiale dei materiali svolge un ruolo cruciale. Nella maggior parte dei casi, tale umidità si deve attribuire a difetti strutturali (es. ponti termici o giunti aperti in elementi costruttivi), eventi dannosi (accidentali) nonché ad una inadeguata aerazione e alla scarsa igiene. i funghi non distruggono il patrimonio edilizio, di cui invece hanno bisogno sia come substrato adatto alla loro crescita, sia perché i suoi costituenti rappresentano un cibo potenziale. Poiché, come abbiamo accennato, riescono a svilupparsi entro un’ampia gamma di temperature, non è importante solo la temperatura della superficie interna, bensì anche l’umidità relativa dell’aria.

Gli scienziati hanno fissato a 12,5° c il limite della temperatura superficiale per la proliferazione delle muffe. Se si considerano le condizioni tipiche di 20° c di temperatura e 50% di umidità relativa dell’aria all’interno degli edifici, ad isoterme di 12,5° c corrisponde un’umidità dell’aria pari all’85%. Questa umidità relativa dell’85%, in genere non è sufficiente a favorire lo sviluppo di muffe, indipendentemente dal materiale. il legno come materiale da costruzione minerale ha, per la sua igroscopicità e i suoi costituenti, una maggiore tolleranza all’umidità.

Gli elementi per pareti, eseguiti a strati incrociati e la capacità dei pannelli in X-Lam di assorbire l’umidità si traducono in un potenziale notevole, in termini di sicurezza e in una maggiore tolleranza d’applicazione igrotermica delle strutture.

Le colle utilizzate nei pannelli X-Lam degli edifici DomusGaia sono a base poliuretanica. il poliuretano è un legante moderno, che permette di ottimizzare le caratteristiche dei materiali in funzione degli specifici campi di applicazione. esso trova impiego fra l’altro come materia prima per adesivi nei settori del legno, del pellame e dei tessuti.

Per l’accoppiamento degli elementi in legno, l’adesivo ha bisogno solo dell’umidità del legno.

Si possono, quindi, evitare completamente le emissioni di solventi e di formaldeide.

La colla viene distribuita posata attraverso un processo automatizzato. esercitando una pressione definita si ottiene un incollaggio di ottima qualità.

Nella prima fase, l’acqua contenuta nel substrato (ad es. l’umidità del legno) reagisce con una parte dell’isocianato formando anidride carbonica (cO2) e ammina. come nelle bevande gassate, l’adesivo forma una leggera schiuma durante la reazione. Poi l’ammina reagisce rapidamente con un altro gruppo isocianico, generando una struttura reticolata come nel caso dei sistemi bicomponenti.

Decenni di esperienza con i materiali poliuretanici nei settori dell’arredamento (ad es. mobili imbottiti, materassi), dello sport (tessuti) e della tecnica medicale (fra l’altro protesi mediche) dimostrano che i sistemi poliuretanici, una volta essiccati, sono inerti al 100% e tossicologicamente innocui. come conferma il rapporto redatto dall’istituto tedesco WKi — Frauenhofer Wilhelm Klauditz Institut — nel febbraio 2002, gli elementi in legno lamellare prodotti con le colle poliuretaniche esenti da formaldeide sono paragonabili al legno massiccio naturale.

i sistemi adesivi monocomponenti liquidi utilizzati emettono semmai cO2 — ma non formaldeide — e non contengono solventi.

Una volta essiccati, sono inerti al 100%, così da escludere qualsiasi reazione con altre sostanze presenti nell’ambiente, come confermano decenni di esperienza maturata nei settori dell’arredamento, della tecnica medicale e in altre applicazioni. hanno, insomma, un impatto minimo sull’ambiente e sulla salute. Grazie ad una resa migliore dello strato adesivo è necessario un quantitativo di colla nettamente inferiore rispetto ad altre soluzioni.

13

DomusGaia Paper issue 3

4 research

il sistema costruttivo: X–lam DG PaPer archive — art. 030 ( 2015 )

Trasmittanza U [W/m2K]

Sfasamento ϕ [h]

Smorzamento

Capacità termica areica periodica interna cip [kJ/m2K]

Parete esterna

da 0.18 a 0.11

da 16,9 a 24

da 0.67 a 0.70

da 35 a 38

Tetto ventilato

da 0.20 a 0.09

da 12,4 a 24

da 0.66 a 0.78

da 25.2 a 29.8

* i valori indicati sono riferiti alle varie stratigrafie proposte da DomusGaia, modificabili su richiesta dei committenti.

DomusGaia Paper issue 3

14