IL FUTURO DELLA TRADIZIONE - testo

Il futuro della tradizione Dalla natura al progetto: l’uso del legno nell’architettura contemporanea L’evoluzione tecnologica di un materiale semplice e antico

Febbraio 2014 Š Copyright 2014 by Giacomo Treppo giacomotreppo@yahoo.it

Tesi di laurea triennale Scuola di Architettura e Società Corso di laurea in Scienze dell’architettura Giacomo Treppo 761663 Relatore: Arch. Marino Ferrari

Il futuro della tradizione Dalla natura al progetto: l’uso del legno nell’architettura contemporanea L’evoluzione tecnologica di un materiale semplice e antico

La tesi ha l’obiettivo di dimostrare come il legno, grazie all’evoluzione che nella sua lunga storia ha avuto quale elemento per la costruzione, possa rappresentare oggi, attualizzato dall’avanguardia della tecnologia, una valida e solida alternativa ai più usati materiali edilizi: dall’impiego per una piccola porzione di edificio fino all’intera realizzazione del composto architettonico, il legno, oggi interpretato in materiali innovativi come l’Xlam, può assolvere molteplici funzioni, risolvendo importanti problemi tecnici, estetici e compositivi generati dai vincoli strutturali.

Passando attraverso una spiegazione rapida ma esauriente dei vari metodi costruttivi lignei seguendo il metodo di Konrad Wachsmann (architetto tedesco dei primi del 900), quali il sistema a ossatura, quello in tavolato o a pannelli e quello a tronchi sovrapposti (blockhaus), la tesi esaminerà lo sviluppo della tecnologia del legno nell’ambito della progettualità edile con l’impiego del massiccio e del lamellare.

Successivamente la tesi si concentrerà sul materiale X-lam, elemento strutturale a strati di legno incrociati, individuandone caratteristiche fisiche, strutturali e tipologiche. Una parte sarà dedicata ai vantaggi e agli svantaggi che l’impiego di questo materiale può avere nell’ambito della progettazione architettonica.

Un’altra parte, riservata ai maggiori produttori in campo mondiale e a un’indagine sulle aspettative future di impiego in Italia, consentirà di avere una panoramica dettagliata su questo materiale, destinato a cambiare il modo di costruire nella nostra realtà contemporanea.

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INTRODUZIONE

Parallelamente alla scoperta del fuoco e alla nascita delle prime popolazioni nomadi, l’uomo cominciò a fabbricare insediamenti all’aria aperta. A causa dei continui spostamenti dovuti a questo tipo di vita, l’essere umano capì che per sopravvivere era necessario avere un rifugio più sicuro e confortevole delle caverne e degli anfratti naturali utilizzati prima come riparo temporaneo. Questo ricovero doveva però avere una caratteristica ben precisa: essere semplice, veloce e facile da costruire e da gestire.

Dalle grotte si passa così alla costruzione di capanne a strutture leggere che consentivano un adeguato compromesso alle esigenze del nomadismo che il Paleolitico imponeva. In Età Neolitica, con l’avvento di una vita stanziale che vede l’uomo trasformarsi da cacciatore in agricoltore, e con la conseguente formazione delle prime tribù raccolte in villaggi, il legno - facile da reperire, leggero, duttile e piuttosto solido – si presentava come il miglior ma-

teriale utilizzabile. La tecnica della costruzione variava da insediamento a insediamento, ed evolvendosi nel tempo, con il miglioramento di giunture, legami e intrecci, rese il legno un materiale indispensabile per la sopravvivenza in aree aperte. All’idea di temporaneità si è da sempre accompagnata quella diametralmente opposta di grande solidità e resistenza strutturale, e il legno le garantiva entrambe. Inizialmente i tronchi venivano utilizzati in forma di pali, infissi nel terreno, affiancati verticalmente in modo tale da costituire una parete; successivamente si passò alla metodologia a tronchi sovrapposti in orizzontale, sebbene indiscutibilmente di più difficile realizzazione.

Come nell’antichità, ancora oggi la tecnica di utilizzo del legno varia a seconda della cultura e della storia di ogni popolazione. Normative, costi, rischi e potere della committenza sono variabili determinanti nella scelta del materiale costruttivo da impiegare. Così è anche

nell’uso del legno: mentalità differenti caratterizzano l’area europea da quella americana; nel primo caso il legno ­viene utilizzato quasi esclusivamente per temporary building ad uso commerciale, mentre nel s ­econdo l’impiego del lamellare nel campo della c ­ostruzione è uso ormai consolidato anche nell’edilizia residenziale.

Negli ultimi anni però, anche in Europa e in Italia la tendenza proveniente dal nuovo continente è diventata realtà. Ciò grazie anche allo sviluppo di un materiale r ­ ivoluzionario: l’Xlam, c­ ertificato nella sua validità anche dal punto di vista sismico oltre che da quello di una bioarchitettura e bioedilizia attente al rispetto ambientale. Committenti all’avanguardia e progettisti competenti hanno iniziato a sceglierlo come materiale strutturale alternativo a elementi più classici come il calce­ struzzo, il laterizio e l’acciaio.

INDICE 7

Introduzione

11 Il legno come materiale da costruzione ieri

13

Il sistema a ossatura

16

Il sistema a pannelli

18 Il sistema Blockhaus

23 Il legno come materiale da costruzione oggi

24

Il legno massiccio

26

Il legno lamellare

35 X-lam: una tecnologia che ha origini nel passato e si proietta nel futuro

36

Un materiale “nuovo�

37 Il principio

38 Lo strato di tavole

39

Le dimensioni dei formati

39

Le caratteristiche fisiche

41

Le caratteristiche strutturali

45

La resistenza al fuoco

47

La resistenza alle azioni sismiche

49 Il montaggio 53 Gli impianti 56 I vantaggi

58

I maggiori produttori in campo europeo

Conclusioni 61

61

Il rispetto ambientale

64

L’abbattimento delle barriere architettoniche

65 L’importanza della conoscenza del legno come materiale edilizio: i tabÚ da sfatare

70

Le tendenze future

77 Bibliografia e sitografia

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IL LEGNO COME MATERIALE DA COSTRUZIONE IERI

Come affermato in precedenza, il legno è sempre stato d’importanza fondamentale nell’edilizia. Per un periodo, intorno al XX secolo con l’instaurarsi del Movimento Moderno in Europa, questo materiale ha però perso un po’ del suo credito. Molteplici possono essere state le ragioni, sicuramente il fatto che la trasformazione della lavorazione del legno artigianale e di quello industriale si siano verificate molto tardi, a cui si aggiungono problemi di natura tecnica, economica e prestazionale che possono aver influito in modo sostanziale su questo rallentamento.

Come diceva Konrad Ludwing Wachsmann, pioniere dell’architettura lignea nell’età moderna, non bisogna più guar-

dare, come comunemente si fa, alla casa di legno come “a una questione romantica, a un giocattolo in stile svizzero o simile”1. Contrariamente è opportuno analizzare e considerare le nuove forme che “una corretta industrializzazione delle tecniche di lavorazione del legno consente di produrre”2.

Le argomentazioni di Wachsmann per incoraggiare la scelta del legno come materiale da costruzione sono: l’essenzialità, l’economicità, la chiarezza strutturale e la rapidità di montaggio e smontaggio; caratteristiche tipologiche che hanno portato anche gli uomini della preistoria a scegliere questo materiale a discapito della dura e vincolante pietra, perchè le strutture potevano essere “disfatte a ca11

1 K. WACHSMANN, Holzhausbau, Ernst Wasmuth Verlag AG, Berlin, 1930, p. 9 2 A.M. ZORGNO, Costruzioni in legno, tecnica e forma, edizioni Angelo Guerini e Associati, Milano, 1992, p. 20

priccio, trasportate e rimesse insieme altrove”3.

Konrad Wachsmann, incarnando perfettamente la figura dell’architetto che allo stesso tempo è sia artefice sia artigiano, si preoccupa di civilizzare la tecnologia “facendosi portatore d’idee e meccanismi combinatori che trasformano la costruzione in un montaggio mediante il quale si realizza l’estensione s­ tessa dello spazio”4. La sua è un’architettura che cerca di uniformare il concetto di costruzione a quello di ambiente, senza prescindere dalle risorse naturali quali sono l’aria, la luce e il sole.

La Germania ha avuto un impiego del legno maggiore rispetto a quanto avvenuto in altri stati e­ uropei sin dal Medioevo; questa tendenza non si è fermata nemmeno nel XX secolo, dove intorno agli anni Venti e Trenta il legno è stato uno dei materiali su cui più si sono concentrati i principi dell’industria-

lizzazione che l’architettura moderna imponeva. Walter Gropius - architetto, designer e urbanista tedesco – parla del legno come il materiale costruttivo originario dell’uomo, meravigliosamente plasmabile e per questo adatto a tutte le parti strutturali dell’edificio. Queste sono state le motivazioni che hanno spinto Wachsmann a specializzarsi, dopo l’ingresso alla Christoph & Unmack A.G. – forse la più grande industria pilota nella produzione di componenti e di sistemi costruttivi in legno nella Germania degli anni Venti e Trenta - nello studio e progettazione di edifici in legno. Accorgimenti e implementazioni sui sistemi a ossatura e sul blockhaus hanno favorito le costruzioni di case in legno con componenti edilizi standard da combinare liberamente tra di loro.

Grazie alle co­ noscenze del materiale e della tradizione artigianale a esso legata, Wachsmann riuscì a raggiunge-

re gli obiettivi che Gropius aveva teorizzato nel 1919 nel primo programma del Bauhaus: “La standardizzazione delle parti e l’infinita varietà del tutto”5.

Come spesso accade, per analizzare lo stato attuale della tecnica della costruzione in legno ci si deve occupare di illustrarne lo sviluppo storico in modo tale da cogliere come alcuni principi del passato possono essere riscontrati nella pratica attuale: infatti “alcune moderne strutture sono esse stesse i naturali perfezionamenti di un metodo costruttivo tradizionale, proprio per il modo in cui il loro schema e la loro forma spesso imitano i vecchi edifici”6. Questo è quello che ha fatto Wachsmann nel suo trattato delle costruzioni in legno intitolato “Holzhausbau”, in cui afferma che le costruzioni lignee nel loro complesso hanno un valore qualitativo non inferiore alle case in pietra. Inoltre, contrariamente a quanto 12

3 QUATREMèERE DE QUINCY 4 A.M. ZORGNO, Costruzioni in legno, tecnica e forma, edizioni Angelo Guerini e Associati, Milano, 1992, p. 10 5 WALTER GROPIUS, Manifesto del Bauhaus, Weimar, 1919

CASA DI LEGNO -Superficie coperta: 74,50 mq -Cubatura: 745,00 mc CASA DI PIETRA -Superficie coperta: 88,08 mq -Cubatura: 880,80 mc

si possa pensare, riguardo al pericolo d’incendio non ci sono problemi, in quanto tutte le finiture interne, i soffitti, le finestre e i pavimenti sono gli stessi degli altri sistemi costruttivi tradizionali. Wachsmann si è soffermato ad analizzare anche il tempo di costruzione e i costi, i quali risultano inferiori perché le parti vengono predisposte in fabbrica.

Nella storia degli ultimi cento anni esigenze economiche, tecniche, personali hanno fatto emergere dalle numerose e diverse tipologie tre sistemi costruttivi molto caratterizzanti, così individuati da Wachsmann: il sistema a ossatura, il sistema a pareti in tavolato o a pannelli, il sistema a tronchi sovrapposti (blockhaus).

-Differenza s.c.: 13,58 mq -Differenza c.: 135,80 mq

IL SISTEMA A OSSATURA

La superficie costruita e lo spazio libero sono, nella casa di pietra, maggiori del 18,2 %

Il sistema definito a ossatura è il metodo che più coniuga, in un armonico com-

6 K. WACHSMANN, Holzhausbau, Ernst Wasmuth Verlag AG, Berlin, 1930, p. 9

promesso, aspetti economici, pratici e qualitativi. E’ infatti il sistema, confrontato con gli altri, che ha un miglior margine di sviluppo tecnico ed economico. Il telaio tradizionale è caratterizzato da connessioni fatte dai carpentieri; inevitabilmente nei nodi di connessione la struttura è più debole, a causa delle lavorazioni a pialla o dall’intaglio di collegamenti a tenone e mortasa.

La conseguenza più immediata è quella di dimensionare correttamente l’elemento ligneo nei punti nodali ottenendo un risparmio economico dovuto alla quantità limitate del materiale da lavorare. Inoltre, se si crea uno scheletro strutturale nel modo più semplice possibile, con l’uso di macchinari si può pensare che il lavoro possa essere messo in opera da persone non specializzate, cosa che accade soprattutto in America.

Successivi vantaggi che prima dell’era tecnologica non erano immaginabili si 13

Particolari tipi di connessione del sistema costruttivo ad ossatura.

sono avuti dal calcolo strutturale, che consente un risparmio di materiale dovuto a un dimensionamento corretto. Gli americani sono stati i primi ad applicare questi calcoli alla costruzione di tipo residenziale e parallelamente hanno inventato una soluzione più economica che consente, nei punti critici, di non avere una struttura troppo labile: puntoni, montanti e altri elementi strutturali sono uniti tramite chiodature. Una soluzione che si allontana dai concetti di stabilità e durata tipici dell’Europa, ma che ha reso possibile a milioni di persone il possesso di una casa.

Il sistema a ossatura rispondeva a molte delle esigenze abitative degli anni Trenta. Infatti, intorno agli anni Trenta negli Stati Uniti ogni anno si fabbricavano circa trecentomila case di legno e circa il 60% della popolazione viveva in edifici di questa struttura. Lo sviluppo dell’industria lignea

nel settore delle costruzioni in legno è stato reso possibile principalmente dalla facilità di recupero della materia prima dovuto, in America, a un patrimonio forestale vastissimo: componente fondamentale per avere a un prezzo concorrenziale rispetto agli altri metodi costruttivi. Il continente americano, facilitato da normative meno restrittive rispetto a quelle europee, si specializza dunque in questo settore con una produzione seriale che permette al compratore di scegliere quasi a catalogo la tipologia di abitazione.

Ciò è dovuto a varie ragioni, dalle dimensioni standard del legno strutturale impiegato che ha permesso all’industria americana di produrre composti architettonici a buon mercato, alla facilità di messa in opera, che non richiede operai specializzati, e alla velocità di realizzazione delle travi e dei puntoni che caratterizzano lo scheletro strutturale. Com14

Sopra: connessioni ad incastro tra le differenti parti dell’ossatura.

In alto: edificio industriale realizzato con il sistema costruttivo ad ossatura. Notare le controventature ad angolo.

ponente sfavorevole è invece la difficile customizzazione dell’edificio, cosa che per gli americani non era però una priorità.

Nel sistema a ossatura, si possono distinguere tre diversi sistemi costruttivi: il Balloon Frame, il Draced Frame e il Western Frame. Sono tutti sistemi caratterizzati dallo stesso principio costruttivo e le differenze tra uno e l’altro stanno solamente del progressivo miglioramento del procedimento. Il metodo più semplice è il Balloon Frame, in cui “i sostegni delle pareti attraversano il primo e il secondo piano”7, mentre negli altri due la costruzione della parete è interrotta a ogni piano orizzontale da un telaio. Un’altra differenza che distingue il metodo Western Frame dagli altri due è l’uso di tavolati applicati diagonalmente sia nelle pareti sia nei pavimenti e soffitti, quasi a simulare la controventatura delle strutture in acciaio.

7 6 K. WACHSMANN, Holzhausbau, Ernst Wasmuth Verlag AG, Berlin, 1930, p. 16

In Europa severe normative ed esigenze più raffinate dal punto di vista estetico non consentono uno sviluppo paragonabile a quello del nuovo continente, così dall’unione del metodo americano d’impiego esclusivamente statico del legno in date dimensioni con le esigenze tedesche di qualità nascono sistemi costruttivi più moderni, caratterizzati da una maggiore leggerezza senza che si perda valore in solidità e durata. E’ il caso di una variante del Balloon Frame in cui si differenziano pareti portanti da quelle non portanti in modo tale da assegnare sezioni più deboli alle seconde. I montanti verticali, inseriti a una distanza tra i 50 e i 70 cm, utilizzano legni di 5 x 10 cm; i montanti di porte e finestre hanno una sezione di 8 x10 cm , mentre quelli ad angolo di 10 x 12 cm. Tutti gli elementi sono connessi in opera mediante chiodatura, come nel metodo americano, e il rive15

stimento diagonale caratteristico del Western Frame, è scartato a causa del giunto che comporta.

Come afferma Wachsmann nel suo libro “Holzhausbau”, in Europa, e principalmente in Germania, differenti esigenze condizionate da condizioni climatiche e ragioni culturali non hanno facilitato l’industria delle costruzioni di legno come è avvenuto in America. Si nota però, già dagli anni Trenta, l’aspirazione a ridimensionare gli ostacoli che impedivano questa crescita, facilitando così “lo sviluppo del procedimento costruttivo conseguente a un nuovo metodo di lavoro”8.

8 Ibid., p. 25

IL SISTEMA A PANNELLI

Come successiva metodologia costruttiva Wachsmann individua il sistema in tavolato, chiamato anche “a pannelli”. Analizzando questa categoria non si può prescindere dall’affermare che essa non ha avuto un grande successo nel campo dell’edilizia residenziale, ma contrariamente il suo impiego è stato di grandissima rilevanza nella costruzione di padiglioni per usi pubblici. Le motivazioni principali sono da ricercare nella funzionalità, in quanto tutti i pannelli per essere trasportati agevolmente da due operai devono essere dimensionati in gran-

dezza e peso; solamente riducendo al minimo il lavoro di messa in opera con la realizzazione di ogni singolo pannello in fabbrica fino agli strati di verniciatura è possibile una razionalizzazione del montaggio. La frammentazione in così tanti pezzi ha come conseguenza inevitabile quella dell’aumento dei costi, ma come vantaggio quello di poter essere smantellata e riassemblata in poco tempo in qualsiasi altro posto, senza scarto di materiale. E’ inevitabile che per facilitare tali scopi la standardizzazione debba essere la più ampia possibile. Queste caratteristiche di flessibilità e adattabilità fanno si che la 16

A sinistra: edifici realizzati attraverso la tecnica ad ossatura. Si noti casa Capriata di Mollino (1946-54), dopo la sua effettiva realizzazione (2009).

Sopra: particolari costruttivi del sistema costruttivo a pannelli.

costruzione a pannelli tenda a svilupparsi soprattutto nel campo industriale o nella realizzazione di edifici come scuole, padiglioni ospedalieri, temporary building.

Analizzando il sistema a pannelli dal punto di vista costruttivo, Wachsmann specifica che ogni pannello - sia per le finestre, sia per porte, solai, coperture e pavimenti - è un pannello finito e completato in fabbrica. Secondo le differenti esigenze si ritira semplicemente dal magazzino la quantità necessaria per comporre il composto architettonico.

“La struttura interna di un pannello-parete è realizzata secondo gli stessi principi

della costruzione delle pareti negli edifici a ossatura”9 ottenendo la piena compattezza tra i pannelli utilizzati.

La stratigrafia è composta da due strati di rivestimento a doghe orizzontali con connessione maschio e femmina, tra i quali vengono inseriti tramite chiodatura uno strato di torba spesso 2 cm, un cartone isolante e una trave irrigidente. La stratigrafia per i pannelli finestra è la medesima, con l’unica eccezione che viene già inserito il controtelaio della porta o della finestra per poi aggiungere in opera solamente il serramento.

Il nodo tra la fondazione e il pannello verticale si 17

Sezione prospettica di un edificio realizzato con tecnica a pannelli.

9 Ibid., p. 26

risolve applicando uno strato isolante contro l’umidità, in cui sul lato superiore c’è un attacco a femmina che faciliterà incastro con il corrispondente pannello a parete maschio. Per aumentare la stabilità e facilitare la compattezza tra gli elementi vengono utilizzati dei coprifilo esterni ed interni in corrispondenza dei giunti tra i pannelli. Questo processo non è utilizzato in tutte le occasioni; infatti, per i fabbricati che hanno avuto un’esecuzione costruttivamente corretta possono non essere presenti. In aggiunta, tramite delle chiusure a gancio che sono inserite nell’intelaiatura del pannello, la solidità s’incrementa.

Dopo la realizzazione della struttura verticale, quindi in seguito all’innalzamento dei muri perimetrali, vengono connessi ai pannelli gli arcarecci sui quali si inseriscono le tavole di copertura.

IL SISTEMA BLOCKHAUS

Seguendo, come fatto fin ora, la classificazione di Wachsmann si passa ad analizzare l’ultimo sistema per la costruzione di case in legno, non considerando però ancora lo sviluppo avvenuto in questi ultimi decenni in questo settore. Questo metodo, caratterizzato dalla sovrapposizione di tronchi e definito blockhaus è più antico rispetto ai precedenti due; addirittura alcuni esempi sono già noti in epoca preistoriche. L’aspetto formale assume un carattere pesante e tozzo dovuto all’impiego di listelli necessariamente larghi.

L’edificio, nella sua essenzialità, mostra il legno allo stato naturale ed è grazie anche a tale resa estetica che il sistema a blocchi sovrapposti è durato nel tempo con continui perfezionamenti fino all’età moderna.

Le aree geografiche in cui questa terza metodologia è stata più utilizzata sono 18

Sistemazione dei tronchi di legno attraverso perni di posizionamento per il sistema blockhaus.

quelle caratterizzate da un clima rigido, con temperature molto fredde o molto calde e con un’escursione termica annuale molto bassa. In paesi freddi come la Russia e la Scandinavia e nelle zone calde dell’America meridionale era necessario un isolamento termico eccellente, e la massività di questa struttura soddisfaceva totalmente questo parametro, che poteva essere ancora migliorato inchiodando pannelli di torba all’interno della parete come per il sistema a pannelli.

Dal punto di vista costruttivo i tronchi massicci hanno una dimensione stabilita di 16 cm di altezza e 7 cm di spessore, caratterizzati da connessioni mutue maschio e femmina. Essi vengono disposti uno sopra l’altro dopo aver costruito la fondazione, caratterizzata da una scanalatura che consente ai tronchi la posa corretta. Per annullare gli spostamenti laterali, la soluzione adottata è stata quella di dotare

i tronchi di alcuni tasselli da inserire in fase di montaggio. Una delle caratteristiche di questa tipologia, per facilitare l’incontro dei due tronchi posti perpendicolarmente che formano l’angolo perimetrale della casa, è che essi inizino da una parete con un tronco intero e dall’altra, disposta perpendicolarmente, con un mezzo tronco.

Questi, dopo aver staccato un quarto di legno per facilitare l’incastro, vengono fatti sporgere di circa 25/30 cm, “affinché in questo punto particolarmente delicato il legno sia sufficientemente robusto e protetto”10. La particolarità dell’angolo perimetrale è la caratteristica più espressiva di questo tipo di abitazioni: uno degli aspetti secolari rimasto invariato nonostante i piccoli perfezionamenti attuati nel corso della storia.

Gli orizzontamenti vengono posati come in ogni altra soluzione, particolare attenzione deve essere però 19

posta al dimensionamento dei tronchi di parete che devono sorreggere le travi principali; essi devono essere di una sezione più grande di quelle normali in modo che le travi del solaio abbiano un appoggio corretto eliminando così il fenomeno del sovra sollecitamento nelle sezioni di estremità.

Al fine di evitare che l’acqua - scorrendo fra tronchi e travi - possa entrare nell’abitazione, bisogna munire di una copertina di zinco gli elementi che sporgono dalle pareti perimetrali e che sono più soggette a questo inconveniente. Ciò evidenzia come – cosa per altro valida anche nelle più moderne abi10 Ibid., p. 32 11 Ibid., p. 34

tazioni contemporanee – sia necessario prestare grande attenzione al dettaglio costruttivo per evitare questo problema.

Il tetto delle case a tipologia blockhaus deve avere falde molto inclinate e un manto di copertura molto pesante, in modo tale che agisca come una presa naturale. Particolare attenzione inoltre deve essere rivolta alla distribuzione dei carichi sulle pareti, che devono essere ripartiti il più possibile uniformemente per evitare deformazioni.

Ai fini di una corretta progettazione devono essere tenute in considerazione due componenti fondamentali: la

prima è che “i tronchi nei primi due anni successivi al montaggio si ritirano contemporaneamente in lunghezza”11, ciò significa che prendendo ad esempio un piano di altezza media di 3 metri il ritiro del legno può giungere fino a 10 cm; la seconda, invece, è il dimensionamento delle fondazioni che devono essere necessariamente più ampie rispetto ad altri sistemi costruttivi perché il peso proprio della parete a tronchi è molto elevato.

In conclusione, si può quindi affermare che il blockhaus può essere definito come un sistema semirigido, in quanto le pareti perimetrali sono interamente di 20

A sinistra: fasi costruttive per edifici realizzati attraverso sistema

blockhaus.

Sopra: risultato finale di un edifico realizzato in blockaus e particolare di come può terminare un angolo.

12 Ibid., p. 37

legno massiccio. Cosa che ha un’inevitabile conseguenza sul suo uso, data la quantità necessaria di materiale, che ne limita lo sviluppo su scala mondiale, rendendolo invece possibile nelle aree dove c’è una grande ricchezza di legname. Inoltre la lavorazione di questo composto architettonico è tipicamente di tipo artigianale, e può quindi essere svolta solamente da operai qualificati.

Ogni blockhaus per avere un corretto coordinamento tra le singole parti deve essere prima costruito in officina e poi rifinito in cantiere.

Sono molti quindi gli svantaggi di questo sistema costruttivo - oltre alla di-

seconomia -, ma “resta che il blockhaus rappresenta il modo più solido immaginabile per costruire una casa di legno, che nella sua intima struttura non può essere mai distrutta”12.

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IL LEGNO COME MATERIALE DA COSTRUZIONE OGGI

Nella prima parte della storia del legno impiegato nelle costruzioni abbiamo evidenziato come - nonostante diverse metodologie costruttive che variano per cultura, necessità climatiche e fattori economici – il composto architettonico abbia comunemente sempre un aspetto formale semplice, uniforme e compatto. Le tendenze costruttive attuali mantengono queste caratteristiche, con l’obiettivo di avere case in legno sempre più simili a quelle realizzate con gli elementi strutturali più classici.

Nel 2001 l’architetto svizzero Andrea Deplazes scriveva: “Il crescente interesse per le nuove tecnologie nella costruzione di legno dà dunque adito alla tesi che davvero, per la prima volta nella storia

dell’architettura, abbia tendenzialmente luogo un’evoluzione dalla costruzione massiccia verso quella di legno”13. Un’idea di grande fondamento, in quanto il legno, come materiale da costruzione, “ha ripreso la propria dignità a partire dalla seconda metà degli anni Ottanta, da prima come semplice accessorio, poi come elemento strutturale vero e proprio”14.

La possibilità di fabbricare industrialmente grandi elementi ha portato all’evoluzione tecnica della costruzione in legno: lo sviluppo delle tecniche produttive ha immesso nel mercato elementi di grandi dimensioni per pareti, solai e coperture a falde. Inoltre il legno è uno dei materiali più indicati nella bioedilizia. La leggerezza, l’alta resistenza

13 G.SCHICKHOFER, A.BERNASCONI, Prontuario 2 - Pannelli di legno: prestazioni, misure, impieghi nell’edilizia, Promolegno, Milano, 2008, p. 3 14 G. BRESCIANI, Progettare case in legno con XLAM, Dario Flaccovio editore, Palermo, 2012, p. 25

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a compressione e a trazione, la facilità di lavorazione, l’inattaccabilità da parte dell’aggressione chimica e ambientale e l’insensibilità quasi assoluta nei confronti degli sbalzi di temperatura, ne consentono i più diversi utilizzi strutturali. Il legno è caratterizzato anche da buone qualità isolanti, sia termiche sia acustiche e da una bassa conducibilità elettrica. La sua resistenza nel tempo è praticamente illimitata se impiegato in condizioni ambientali idonee e soprattutto se protetto da eccessivi sbalzi di umidità.

Oggi, come ha fatto Konrad Ludwing Wachsmann negli anni Trenta, si possono individuare due macro categorie di tipologie strutturali: il legno massiccio e quello lamellare (a pannelli). È importante notare come molte sfaccettature di questi elementi possano essere collegate a particolari costruttivi che hanno caratterizzato gli edifici in legno della no-

stra storia antica. Correzioni e implementazioni hanno contribuito alla rivalutazione di questo materiale, ma senza l’opera svolta dai nostri antenati molto difficilmente oggi saremmo arrivati a livelli d’avanguardia nelle costruzioni in legno.

IL LEGNO MASSICCIO

La prima grande macro categoria tipologica è, ai giorni nostri, il legno massiccio, che è il materiale storicamente più diffuso in Italia. Il legno massiccio è ricavato da tronchi che presentano le migliori proprietà dal punto di vista della forma, delle dimensioni e delle caratteristiche di accrescimento. I processi lavorativi per il suo uso impiego nelle costruzioni sono molto semplici: segagione, stagionatura, essicazione. In seguito a queste procedure standard, a seconda delle esigenze di impiego, il legno può essere poi piallato, quadrato ed

eventualmente giuntato. La piallatura viene eseguita in seguito alla fase di essicazione, al fine di migliorare la possibilità di impiego nei diversi settori dell’edilizia. Alla base di queste lavorazioni deve comunque necessariamente anche esserci un’ottima conoscenza del prodotto e delle numerose normative europee che vincolano il legno a specifiche destinazioni d’uso.

In Italia il legno che ha l’impiego più vasto è l’abete (rosso, epicea, fichte), ma è da evidenziare un buon uso, soprattutto al centrosud, in particolare in Calabria, del legno massiccio da latifoglie, quali castagno e quercia.

La catalogazione del legno massiccio è determinata da spessore, altezza e larghezza. Le lunghezze, invece, sono legate principalmente alla facilità di trasporto oltre ai vari fattori di produzione. Le differenti caratteristiche dimensionali 24

Sopra: travatura principale di una copertura realizzata con materiale massiccio KVH. In alto: sezioni di legno massiccio KVH.

determinano quattro diversi elementi: il listello, la tavola, il tavolone e la trave.

Uno dei principali prodotti lignei massicci utilizzati prende il nome di KVH konstruktiondal tedesco vollholz; esso viene classificato secondo la stabilità dimensionale, caratteristica che lo rende compatibile con la norma tedesca DIN 4074. Il legno massiccio da costruzione KVH è un materiale adatto in particolare alle elevate esigenze alle costruzioni moderne in legno con precise caratteristiche. È un prodotto di legno massiccio ricavato da segati di conifera, essiccato, classificato secondo la stabilità e normalmente realizzato con giunzioni a pettine. Grazie al tipo di taglio e al basso grado d’umidità, le fenditure non si vedono quasi per niente, offre un’ottima stabilità dimensionale e può essere utilizzato, tenendo conto delle condizioni generali edili, senza preventiva protezione

chimica del legno.

Per la preparazione del legno KVH, i legnami di conifera, di ottima qualità, vengono lavorati a travi grezze, su impianti ultramoderni di piallatura e di seghe circolari. I residui, come la corteccia, il cippato e i trucioli, vengono del tutto riutilizzati e impiegati per la produzione di energia, della carta o di materiali in legno. Dopo l’essiccazione, svolta in essiccatoi completamente automatici e controllati da computer, i legnami vengono assortiti a seconda della stabilità. Distorsioni, che riducono la stabilità, vengono tagliate dalla trave e i pezzi vengono riuniti con giunzioni a pettine, un metodo efficace per riutilizzare il legno e ottimizzare le sue caratteristiche.

Dopo la giunzione a pettine (su richiesta si può rinunciare alla lunghezza standardizzata), i legnami vengono tagliati su lunghezza e piallati e appianati con preci25

Immagini dello scheletro di due edifici realizzati con legno massiccio KVH.

sione su misura. La stagionatura avviene in magazzini climatizzati, in modo che i legnami possano essiccare ed essere spediti con la necessaria stabilità dimensionale.

Un continuo controllo accompagna tutte le fasi di produzione. I risultati delle misure di controllo vengono protocollati e analizzati per garantire una costante qualità elevata.

Il legno KVH è disponibile in diverse sezioni standard e in vari tipi di legno (abete rosso e bianco, pino, larice o douglasia) e grazie alle dimensioni standardizzate, si assicurano brevi tempi di consegna. Altri legni di conifera sono ammessi per la produzione di KVH, secondo la norma DIN 1052:2008, appendice H.2 (3), ma non usuali.

La scelta che determinata l’impiego di un tipo di legno rispetto a un altro è dovuta a molteplici ragioni: ogni legno ha infatti una propria particolarità che influisce

molto sul suo utilizzo. L’abete rosso, per esempio, è il legno di conifera più comune nell’Europa centrale e ha un’ottima resistenza dopo la sua fase di essicazione; quello bianco è caratterizzato da un profumo specifico di abete fresco, che scompare in seguito alla fase di essicazione; il pino silvestre ha una buona stabilità dimensionale, ma l’elevato grado di resina rende difficile la lavorazione e il trattamento delle superfici. Il larice è caratterizzato da una notevole resistenza agli acidi, ma tende a generare fenditure con il tempo; infine la douglasia possiede una buona stabilità dimensionale, con un valore piuttosto basso di ritiro grazie al fatto che è un legno di conifera duro.

IL LEGNO LAMELLARE

Il lamellare è un materiale da costruzione prefabbricato, la cui materia prima è il legno tagliato in 26

Come si presenta il legno lamellare.

assi (lamelle) di limitata larghezza e lunghezza, sovrapposte e legate tra loro mediante collanti ad alta resistenza, in modo da dare origine a elementi di forma e dimensione prestabilita.

Il legno lamellare è un modo nuovo di usare un materiale antico. Il suo impiego trova sempre più spazio nel settore costruttivo, offrendo possibilità alternative e concorrenziali, soprattutto nel settore di strutture a grandi luci e dimensioni (esse sono solo condizionate dai limiti di trasporto) e in quello della ristrutturazione (la maggior parte delle costruzioni nei centri storici ha l’orditura dei solai e dei tetti realizzata in legno).

La novità tecnologica di questo materiale è quella di essere ottenuto mediante l’incollaggio di tavole di legno unite in modo da formare elementi strutturali ad ampia flessibilità compositiva e formale, non disgiunta

peraltro da un notevole valore estetico.

Ulteriori vantaggi derivano dalla possibilità di una prefabbricazione che consente di ottenere un materiale con caratteristiche di omogeneità e uniformità di resistenza superiore alla corrispondente essenza legnosa, nonché un migliore sfruttamento della materia prima con minore scarto di materiale, cosa importante dato che il legno è sempre più raro e costoso.

Non trascurabile è la sua caratteristica ecologica rispetto al problema dell’impatto ambientale (bioedilizia). La ricerca di materiali che non siano inquinanti e che possano rigenerarsi come il legno, pone tale materiale e i suoi derivati in una posizione di primaria attenzione.

Un’oculata programmazione di taglio e di piantumazione degli alberi, non solo non arreca alcun danno ambientale ma può continuamente fornire legno da impiegare nell’edi27

lizia.

Si pensi, inoltre, ai problemi legati alla demolizione e smaltimento di strutture in cemento armato: dal disuso delle strutture in legno, oltre al più semplice smantellamento si può recuperare energia combustibile.

Dal punto di vista storico il legno lamellare nasce col fine di superare i limiti dimensionali del tondame dal quale si ricavano le travature. Da un solo fusto è infatti impossibile ottenere elementi di sezione e lunghezza necessarie a consentire la copertura di luci libere di 20-30 metri. Inoltre il portamento tipico dei fusti non consente di ottenere travi curve,

o della curvatura voluta, di sezione sufficiente. Al primo problema si è ovviato, nel corso della storia, tramite la realizzazione di travi composte in parte effettivamente collaboranti, ad esempio tramite giunzioni a dente di sega. Quest’ultima soluzione, la cui prima intuizione si fa risalire a Leonardo, è attuabile con semplicità, ed è stata frequentemente utilizzata nel caso di membrature orizzontali, quali ad esempio le catene, che devono superare ampie luci. Il secondo problema, quello della curvatura, fu affrontato per la prima volta intorno al XVI secolo, quando i costruttori ebbero l’idea di utilizzare

il legno mediante assemblaggio di varie parti per ottenere centine ed archi. Uno dei primi tentativi concreti fu quello di Philibert Delorme, uno dei massimi esponenti dell’architettura francese del Settecento, il quale riuniva mediante chiodatura più tavole in strati sovrapposti dando approssimativamente la forma dell’arco voluto, quindi profilando con una sega l’estradosso. In tale modo le tavole mantengono la loro planarità, e la trasmissione dei carichi è affidata essenzialmente alla tenuta della chiodatura.

Una svolta radicale si ebbe dalla coniugazione tra la tecnica della laminazione 28

Coperture di edifici realizzati mediante l’impiego di legno lamellare.

del legno e quella dell’incollaggio, cosa che fu possibile però soltanto a partire dal XX secolo, in concomitanza con il fiorire delle industrie e il concretizzarsi degli studi sulla composizione e la produzione delle colle.

L’artefice di questa trasformazione fu il maestro carpentiere Otto Freidrich Hetzer (1846–1911) che nel 1901 per l’assemblaggio delle lamelle sostituì a staffe e bulloni un collante a base di caseina: era nato così il legno lamellare incollato. In pochi anni il brevetto di Hetzer si diffuse in tutta Europa, riscuotendo ovunque premi e riconoscimenti mentre in Svizzera, paese di origine del nuovo materiale, già nel 1920 si potevano contare oltre 200 realizzazioni. Nello stesso periodo il brevetto venne esportato negli Stati Uniti, ove però susciterà diffidenza e incontrerà molte resistenze, almeno fino alla metà degli anni Trenta.

Anche in Italia, nel pe-

riodo compreso tra 1935 e il 1939 vengono realizzate le prime opere in legno incollato, soprattutto sotto forma di archi a tre cerniere, con luci che raggiunsero i 30 metri. Il procedimento adottato consisteva nella curvatura a freddo e nella successiva sovrapposizione delle tavole con interposti strati di colla alla caseina. L’assemblaggio era effettuato a piè d’opera, inchiodando il primo strato alla sagoma e fissando tra loro i successivi con un prefissato numero di chiodi o bulloni. Gli spessori e le intestature delle tavole erano particolarmente curati e le lunghezze scelte erano tali da non permettere né sovrapposizioni né successivi avvicinamenti dei giunti.

Per contro, non veniva effettuato alcun controllo del legname, impiegando di fatto sempre una terza scelta, e soprattutto rimanevano irrisolte le tradizionali problematiche relative all’attaccabilità del legno da parte 29

di funghi e insetti, nonché alla sua infiammabilità. E’ solo nel secondo dopoguerra che l’industria chimica, con l’introduzione delle resine sintetiche, degli impregnanti e dei prodotti ignifughi, ha permesso di apportare al settore quel contributo tecnologico grazie al quale la “tecnica del lamellare” si è potuta sviluppare ed evolvere fino ai giorni nostri.

Dal punto di vista tecnologico il legno lamellare è ancora indubbiamente legno a tutti gli effetti, e di questo materiale mantiene tutti i pregi, ma è anche un prodotto nuovo, un prodotto industriale che attraverso il procedimento tecnologico

supera i difetti propri del legno massello. Il processo di produzione del legno lamellare incollato è l’insieme delle operazioni eseguite in appositi stabilimenti, che consistono essenzialmente nella riduzione del tronco in assi e nella loro ricomposizione, tramite incollaggio, fino a dare origine a elementi di forma e dimensione prestabilita. Tutte le fasi di lavorazione richiedono un particolare ambiente produttivo, ben attrezzato e rispondente ad alcuni requisiti fondamentali: i settori di fabbricazione devono essere collocati in modo ordinato e funzionale, l’ambiente deve essere climatizzato con tem-

peratura e umidità costanti e idonee per la conservazione e la lavorazione delle materie prime impiegate.

Le caratteristiche tecniche che portano alla scelta della specie legnosa dipendono dal materiale di base. E’ ovvio che per ottenere risultati attendibili occorra partire da delle materie prima aventi caratteristiche il più omogenee e uniformi possibile. Qualsiasi tipo di legname può essere potenzialmente utilizzato per tale tecnologia, anche se scelte tecnico-economiche indirizzano di fatto l’industria produttrice all’uso di legnami facilmente reperibili, facilmente incollabili e meno costosi 30

compatibilmente ai requisiti richiesti. La scelta del tipo di specie legnosa da utilizzare tiene conto quindi di alcune caratteristiche fondamentali: quelle fisio-meccaniche del materiale, l’attitudine all’incollaggio, la durabilità (legata strettamente anche all’impiego che ne viene fatto) e la disponibilità di approvvigionamento oltre che al costo e a esigenze estetiche particolari.

I legnami più utilizzati in Europa che corrispondono a queste esigenze sono l’abete rosso (per la disponibilità del materiale, caratteristiche intrinseche e facilità di lavorazione), il larice (buone caratteristiche meccaniche e di durevolezza, ampiamente utilizzato per le strutture esposte agli agenti atmosferici, aspetto particolarmente piacevole), l’abete bianco (meno pregiato di quello rosso, presenta un accrescimento irregolare, con seguente riduzione delle caratteristiche meccaniche)

e il pino silvestre (facile lavorazione, facile reperibilità, poco utilizzato però in edilizia.

Le essenze legnose vengono suddivise, nel legno lamellare, in due categorie o classi che ne individuano la qualità e le caratteristiche fisico-meccaniche e che condizionano i valori delle corrispondenti tensioni massime ammissibili. Tali classi o categorie sono (secondo le DIN 1052): nella prima il legno viene scelto senza traccia di putredine o danni di insetti, l’inclinazione massima della direzione delle fibre rispetto alla direzione della tavola non deve essere superiore al 10%, i nodi devono essere sani e non raggruppati con diametro massimo pari a 30 mm, il peso specifico non deve superare i 500 Kg/mc (al 20% di umidità) e lo spessore medio annuo di crescita del tronco non deve essere superiore a 3 mm. Nella seconda, invece, il legno viene scelto con criteri meno

rigidi, tuttavia senza traccia di putredine o danni di insetti, ma con tolleranze maggiori di diametro dei nodi (fino a 40 mm), inclinazione di fibre (fino al 12%), pesi specifici non inferiori a 400 Kg/mc (al 20% di umidità) e spessore medio annuo di crescita non superiore a 4 mm.

Dal punto di vista dell’impiego, dopo che negli ultimi decenni l’acciaio e il cemento armato sembravano averlo soppiantato definitivamente e relegato a poche residue nicchie di mercato, oggi l’utilizzo del legno come materiale da costruzione è tornato di grande interesse.

Il legno lamellare trova impiego in diverse applicazioni, dalla produzione di infissi fino alla produzione di mobili; ma il settore che più di tutti lo ha utilizzato ridandogli la dovuta importanza e dove, in alcuni casi è indispensabile, è l’edilizia, sia nelle nuove costruzioni che negli interventi di 31

restauro.

Nel primo caso l’uso del legno lamellare - e quindi il ritorno all’uso del legno come materiale da costruzione strettamente legato a realtà ambientali e ecologiche, - ha ragioni di ordine estetico, funzionale, ed economico. Dal punto di vista estetico, il legno è un materiale che piace molto, in quanto il suo colore mielato e le sue venature trasmettono sensazioni di un abitare caldo e positivo. Nel secondo caso, quello del restauro, il legno lamellare offre la possibilità di ripristinare parti ormai deteriorate dal tempo o dai parassiti, di edifici del passato senza alterare l’a-

spetto stesso dell’edificio e soprattutto con un apprezzabile risparmio di materia prima e risorse economiche.

Esso in edilizia viene applicato sia nella risoluzione di grandi luci sia in quelle di medie e piccole dimensioni. Il bisogno di coprire luci sempre più grandi è uno dei motivi che hanno spinto l’uomo a ideare il legno lamellare. Grazie alla sovrapposizione delle lamelle, la luce libera d’inflessione di una trave ha potuto raggiungere anche 30-40 metri, cosa che era impensabile ottenere con il legno massiccio. Questa sua peculiarità, dunque, è stata sempre sfruttata in diverse tipologie

edilizie, dove si è preferito utilizzare il legno piuttosto che altri materiali. Se per le grandi luci l’uso del legno lamellare è obbligato per motivi pratici, quali i limiti dimensionali, statici e di forma della semplice struttura ricavata dal fusto di un albero, per le medie e piccole luci i motivi sono solo di carattere economico, ambientale, estetico e funzionale.

Il passaggio successivo all’individuazione e alla spiegazione di queste due grandi categorie, è capire quale tipologia lignea – se quella lamellare o quella massiccia – sia migliore rispet32

Edifici realizzati con il legno lamellare. Si notino la possibilità di curvare il materiale e di coprire grandi luci di sezione.

to all’altra. La risposta è tutt’altro che semplice. Credo che ogni caso debba essere studiato e analizzato singolarmente, guardando a riferimenti progettuali di anni precedenti per individuare se una soluzione sia stata davvero la più adeguata o se il suo impiego abbia contribuito a generare problemi di carattere statico, prestazionale o estetico. È possibile che la soluzione migliore sia quella del duplice impiego del legno lamellare e di quello massiccio uniti in un unico composto architettonico. A volte sarà anche necessario che alcune sezioni dell’edificio vengano realizzate con altri materiali per garantire una

comune efficienza prestazionale, costi e tempi di realizzazione. Solamente con lo studio, l’esperienza e l’ampia conoscenza si riduce il margine d’errore, che in un lavoro come quello del progettista deve avere un risultano congruo al rispetto delle normative, alle richieste delle committenza e anche alle proprie aspettative professionali.

33

34

X-LAM: UNA TECNOLOGIA CHE HA ORIGINI NEL PASSATO E SI PROIETTA NEL FUTURO

“Quasi trent’anni fa comparve per la prima volta nella letteratura specializzata la descrizione di questo prodotto e, vent’anni dopo, vennero rilasciate in Germania e in Austria le prime omologazioni per l’uso strutturale di questi pannelli piani, con funzione strutturale, multistrato, di legno massiccio, generalmente definiti con il nome di pannelli di legno massiccio a strati incrociati X-lam”15. Con queste parole di Eva Guttmann si apre uno dei più importanti fascicoli di “Promo_legno” che analizzano la progettazione di edifici attraverso il sistema a pannelli X-lam.

L’X-lam nasce alla fine degli anni ‘90 in Austria e in Germania, paesi che, come detto nei capitoli precedenti, han15 EVA GITTMANN, Promolegno, novembre 2008, pag 13

no una cultura più improntata all’innovazione e allo sviluppo. In Austria si può porre all’origine dell’X-lam un progetto di sviluppo e ricerca realizzato all’Università di Graz, che doveva portare ad aprire nuove vie a un migliore sfruttamento delle risorse messe a disposizione dalla lavorazione del legno in segheria, realizzando elementi piani di grandi dimensione. A questo progetto ne sono seguiti altri, che, assieme ad altri lavori di sviluppo e ricerca in diversi paesi europei, hanno portato allo stato della tecnica attuale. Il prodotto in sé non era nuovo, la componente innovativa era la dimensione in cui questi pannelli venivano prodotti: caratteristica che li ha resi utilizzabili come elemen35

ti strutturali.

UN MATERIALE “NUOVO”

Il legno come materiale da costruzioni ha le sue radici dall’inizio della storia dell’essere umano. Oggi - dopo decenni e secoli di lavorazioni, correzioni e implementazioni - il legno ha raggiunto una qualità talmente elevata da poter essere scelto come materiale strutturale al pari di cemento armato e acciaio. Di seguito vengono elencate le caratteristiche fondamentali che hanno consentito questa uguaglianza con gli altri elementi. Il legno è:

leggero, perché il suo peso specifico è inferiore ai 500 chilogrammi al metro cubo, contro, ad esempio, i 2.000 - 2.500 del cemento armato e i 7.800 dell’acciaio.

Resistente, perché l’efficienza prestazionale del legno lamellare ai fini strutturali ha qualità simili a quelle dell’acciaio.

Economico, perché il suo ciclo di produzione ottimizza l’uso di una risorsa naturale di per sé povera, offrendo elementi altrimenti non utilizzabili in natura e limitati solo dalle dimensioni per il trasporto.

Affidabile, perché l’intero processo produttivo segue una prassi normata e continuamente monitorata.

Il risultato finale è un prodotto dalle prestazioni definite e certificate.

Innovativo, perché le tecniche di progettazione, lavorazione, assemblaggio e giunzione sono in continua evoluzione e offrono sempre nuove possibilità sia in termini di fattibilità che di contenimento dei costi.

Esteticamente gradevole, perché il materiale viene selezionato anche sotto l’aspetto estetico per essere presentato, in tutta la sua naturalezza, compatto e privo di difetti; dall’aspetto caldo e morbido sia alla vista che al tatto.

Curvabile, infatti, durante l’incollaggio le lamelle possono essere curvate con un raggio di curvatura minimo della trave che deve essere pari ad almeno 200 volte lo spessore della lamella stessa.

Di facile lavorabilità, perché tanto in stabilimento quanto in cantiere, può essere agevolmente forato, tagliato, fresato e piallato.

Assemblabile a secco: le connessioni della struttura in legno lamellare si realizzano quasi sempre a secco, migliorando affidabilità ed economicità della posa in opera, oltre a garantire la pulizia esecutiva e del cantiere.

Materiale naturale e risorsa rinnovabile: perché la coltivazione della materia prima (legno di abete e di larice) aiuta la vita ecologica del nostro pianeta. Infatti, per uso industriale, il legname viene sottoposto a segagione prima dell’invecchiamento e sono proprio 36

le piante giovani quelle che trasformano più anidride carbonica in ossigeno.

Basso contenuto di energia di produzione, perché a confronto con materiali metallici, plastici o cementizi, gli elementi strutturali in legno richiedono poca energia primaria per essere prodotti.

Biodegradabile e riciclabile: nel ciclo completo di vita di una costruzione, lo smaltimento di una struttura in legno costituisce un onere minore rispetto ad altre tecnologie costruttive, se non addirittura una risorsa, laddove è possibile riutilizzarlo o riciclarlo in altre forme.

Pagoda del tempo Horyuji a Nara - Giappone. Anno di costruzione 607 d.C., 5 piani, 31,5 metri di altezza. Esempio di edificio interamente di legno, leggero, resistente e flessibile che ha resistito indenne a 14 secoli di terremoti distruttivi ed è arrivato in condizioni perfette ai nostri giorni.

IL PRINCIPIO

Il pannello X-lam o CLT (Cross Laminated Tim - ber) viene prodotto sulla base di un progetto e di un calcolo statico in rispetto alle norme tecniche per le costruzioni, di cui al DM 14.01.2008,

che non concedono la possibilità di impiegare nelle costruzioni un prodotto che non sia in possesso di marcatura ai sensi della CPD 89/106 con destinazione strutturale.

I pannelli X-lam sono elementi 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 del pannello di 90° rispetto agli strati adiacenti.

Il numero di strati e il loro spessore può variare a dipendenza del tipo di pannello e del produttore dello stesso.

Il numero minimo di strati per ottenere un pannello X-lam è di tre; si deve sottolineare che per ottenere un comportamento fisico e meccanico efficace sotto tutti i punti di vista e corrispondente alla definizione di elemento multistrato, il numero minimo di strati dovrebbe essere uguale a cinque.

Le tavole impiegate per la composizione inizialmente 37

vengono essiccate, unite con un giunto a pettine e incollate in modo da rendere la tavola un corpo unico. Questo lavoro di giunzione viene effettuato da una linea certificata dove vengono rispettate le dimensioni del giunto, la quantità di colla e la pressione che viene esercitata.

I pannelli X-lam sono prodotti con legno di abete, in prevalenza quello rosso.

L’uso di altre specie legnose - come il pino, il larice, l’abete bianco e la douglasia - è possibile per principio, ma è allo stato attuale riservato ai prototipi e alla ricerca mirante a sviluppare proprio l’uso di altre specie legnose per la realizzazione di elementi strutturali.

Partizione verticale e orizzontale realizzati con tecnologia X-lam.

LO STRATO DI TAVOLE

I singoli strati sono composti da tavole di spessore variabile fra 15 e 30 mm. Pure la larghezza delle singole tavole non è unica,

generalmente fra gli 80 ed i 240 mm. Le tavole usate per la produzione di pannelli Xlam devono rispettare i medesimi criteri delle tavole per la produzione di legno lamellare incollato. Si tratta cioè di materiale classificato secondo la resistenza e appartenente ad una ben precisa classe di resistenza.

La produzione delle tavole avviene quindi sulla base delle fasi di lavorazione seguenti: taglio delle tavole (o lamelle), essiccatura, classificazione, giunti longitudinali delle lamelle, giunti trasversali delle tavole, incollaggio dei vari strati. La produzione dell’Xlam deve permettere la realizzazione dell’incollatura strutturale degli strati di tavole, in modo da formare un unico elemento monolitico e multistrato, utilizzando i collanti sviluppati per la produzione del legno lamellare incollato, cioè sia gli adesivi più classici a base di formaldeide, sia quelli 38

più recenti a base di poliuretani.

LA DIMENSIONI DEI FORMATI

Aspetto del legno X-lam. Si notino i differenti strati che compongono l’elemento.

Generalmente i pannelli X-lam 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 così come variano le dimensioni dello spessore dei singoli strati e della composizione del pannello: in alcuni casi si producono pannelli con strati doppi, in modo da ottenere una prevalenza delle caratteristiche meccaniche in una delle due direzioni del piano del pannello.

La produzione standard prevede pannelli che di regola non superano, nella dimensione più corta, l’altezza di un piano d’edificio, per ragioni di opportunità progettuale e costruttiva e an-

che per ragioni di trasporto del pannello finito. Infatti, una delle caratteristiche vantaggiose nell’impiego di questo materiale è data dalla relativa facilità di spostamento dei pannelli strutturali: essi, essendo di dimensioni standardizzate, sono facilmente gestibili nel trasposto che può avvenire anche semplicemente mediate rimorchiatori di piccole dimensioni.

LE CARATTERISTICHE FISICHE

Il pannello di X-lam è soggetto a ritiro e rigonfiamento in funzione della riduzione o dell’aumento del suo contenuto d’acqua. L’intensità del fenomeno dipende dalla direzione del materiale che si considera ed è proporzionale alla variazione del contenuto in acqua del legno, espresso in % della massa, che è indicato con il simbolo “u”. “In caso di produzione di pannelli con tavole di legno contenenti un elevato tasso 39

STRATI

3

7

5

In alto: tabella riassuntiva degli spessori di ogni singolo elemento realizzato con tecnologia X-lam (possono variare a seconda del produttore).

A destra: comportamento strutturale del solaio e delle partizioni verticali realizzati con tecnologia X-lam.

da

50

85

SPESSORI [mm]

a

190

di umidità, saranno possibili fessurazioni in seguito alla diminuzione di essa”16.

I pannelli X-lam sono prodotti tramite incollatura di più tavole, e devono quindi trovarsi, al momento della produzione, in condizioni di u = 12%, cui si aggiungono le tolleranze di misura. Come tutti gli elementi di legno, anche i pannelli X-lam sono sottoposti alle variazioni di “u” dettate dalle variazioni delle condizioni climatiche in cui si trovano. L’incollatura strutturale dei diversi strati di tavole permette però di ridurre molto le deformazioni dovute alle variazioni di umidità del legno.

La variazione dell’umi-

130 215

340

dità provoca nel pannello una variazione della dimensione del legno differente nei vari strati, in dipendenza dell’orientazione degli stessi.

Considerando il fenomeno in una sola direzione del piano del pannello si ottiene una variazione praticamente trascurabile degli strati longitudinali e una variazione più marcata degli strati trasversali (“si ricorda che il rapporto tra modulo elastico E longitudinale e trasversale è 1:30 quindi il movimento trasversale è trascurabiL’incollatura le”17). fra i diversi strati impone, di fatto, la medesima deformazione, o la medesima variazione della lunghezza di

16 G. BRESCIANI, Progettare case in legno con XLAM, Dario Flaccovio editore, Palermo, 2012, p. 41 17 Ibid., p. 41

40

tutti gli strati. Tutto ciò provoca sollecitazioni interne, dovute all’interazione fra i diversi strati e al loro diverso comportamento.

Anche nella sezione del pannello possono esserci variazioni dimensionali in funzione dell’umidità presente, fino a un massimo del 2%. Essendo però di dimensioni minori rispetto alle altre due dimensioni, anche in questo caso è possibile considerare la sezione praticamente costante.

I pannelli X-lam non hanno un utilizzo illimitato: sono ammessi infatti all’uso nelle classi di servizio 1 e 2, cioè in condizioni climatiche che non permetta-

no l’aumento del valore di u oltre il 20% consentendo di avere pannelli con minime variazioni dimensionali (0,1%).

Il loro uso è quindi limitato alle situazioni che non ne compromettono la durabilità, o in condizioni da escludere ogni fenomeno di degrado biologico.

In conclusione, si può affermare che i pannelli Xlam presentano una stabilità dimensionale praticamente completa e totale per quanto concerne le dimensioni nel loro piano. Ciò permette l’uso di pannelli di dimensioni elevate senza conseguenze o pregiudizi per gli altri elementi costruttivi.

LE CARATTERISTICHE RALI

STRUTTU-

Il pannello X-lam è formato da una serie di strati di tavole di legno, il cui comportamento strutturale può essere descritto sulla base delle caratteristiche strutturali del legno massiccio da cui sono composti.

Questi strati possono essere definiti come strati unidirezionali, le cui caratteristiche meccaniche dipendono dalla direzione considerata rispetto alla direzione della fibratura.

Come per il legno lamellare incollato, lo strato di colla fra le tavole può essere trascurato ai fini 41

della descrizione delle caratteristiche meccaniche del materiale. Il comportamento meccanico del pannello può essere analizzato sulla base della considerazione delle due direzioni del piano del pannello.

“Il comportamento dell’elemento inflesso con la sezione composta di un numero di strati variabile può essere definito in modo semplice, applicando le regole della scienza delle costruzioni, e più precisamente determinando la distribuzione delle tensioni sui singoli strati in funzione delle rispettive caratteristiche meccaniche”18.

Si analizzano ora alcuni 18 Ibid., p. 106

comportamenti della struttura X-lam, principalmente per quanto riguarda il solaio e la parte. Le solette formate da X-lam richiedono generalmente uno spessore fra 1/35 e 1/40 della luce che determina la flessione massima della soletta. Questi valori hanno carattere indicativo perché, tanto i carichi quanto le esigenze di rigidezza della soletta riguardo alla verifica dello stato di servizio, hanno un effetto decisivo sul dimensionamento e quindi sullo spessore necessario dell’elemento strutturale.

È opportuno porre l’accento sul fatto che, oltre ai noti criteri di limitazione delle deformazioni della

struttura, anche il comportamento oscillatorio e vibrazionale può essere rilevante ai fini della verifica dell’attitudine al servizio e si può affermare che la struttura della soletta X-lam, anche grazie alle sue caratteristiche di elemento piano, può rispondere pure a queste esigenze. Infatti, le solette X-lam consentono l’impiego di luci più grandi rispetto alle altre tipologie più tradizionali della costruzione in legno. Questa caratteristica è vincolata dalla modalità e dalla possibilità di trasporto, in quanto elementi di dimensione eccessiva posso rendere difficile l’arrivo in cantiere oltre ad alzare i 42

A sinistra: comportamento “scatolare” degli edifici in X-lam e spiegazione di un tipo di solaio.

Sopra: assemblaggio degli strati di un pannello in X-lam.

costi. Inoltre anche la modularità della costruzione o la necessità di lavorare con elementi di peso ridotto possono influenzare questa scelta.

La maggior parte delle solette dell’edilizia abitativa sono composte da diversi elementi di pannelli X-lam, che possono essere considerati in prima analisi come elementi strutturali inflessi con effetto portante in una direzione. Il giunto fra i vari elementi di soletta X-lam parallelo alla direzione strutturale principale è realizzato in modo semplice, così da ottenere la continuità strutturale anche in questa direzione, senza aver realizzato un giunto rigido.

Per quanto riguarda la parete realizzata in pannelli X-lam possiamo dire che può essere vista come un montante o un pilastro di lunghezza continua, dove lo spessore minimo è determinato principalmente dai carichi verticali agenti sulla parete,

dalle esigenze di rigidezza dovute all’azione dei carichi orizzontali e dalle esigenze di resistenza (ad esempio la presenza di una massa sufficiente nella costruzione e la necessità di offrire anche localmente o in presenza di aperture anche di piccola dimensione, una sufficiente rigidezza e resistenza dell’elemento strutturale).

Nonostante si possano realizzare pareti con spessori ridotti, si deve valutare molto attentamente e nel dettaglio la scelta di spessori delle pareti esterne al di sotto di 110 mm, o delle pareti portanti interne al di sotto di 100 mm.

Come per i sistemi più tradizionali quali il laterizio, il cemento armato o l’acciaio, anche per le costruzioni in legno la presenza di aperture nelle pareti rappresenta la situazione strutturale che merita maggiori attenzioni, essendo quella più particolare: l’apertura crea un’interruzione 43

del flusso di forze verso il basso, che deve essere deviato sulle zone a lato delle aperture, dove si crea una concentrazione di carichi e di sollecitazioni. Nella zona sopra l’apertura è necessario un elemento strutturale che garantisca una rigidezza ed una resistenza a flessione sufficienti a fungere da architrave. “Le pareti di X-lam si prestano particolarmente bene in queste circostanze, in quanto la sezione verticale della parte di parete al di sopra dell’apertura è costituita anche da un numero di strati di tavole orizzontali, che possono essere adibiti alla funzione di architrave”19.

19 Ibid., p. 41

L’altezza degli elementi di parete, come già detto, è spesso determinata dall’altezza di un piano dell’edificio: essa, a seconda del tipo di edificio, è di circa 3 metri, per cui normalmente gli elementi di parete sono formati da un unico pannello X-lam nella direzione verticale. Per quanto riguarda l’altra dimensione, quella della lunghezza della parete, si deve dire che è possibile produrre l’intera parete con un solo elemento X-lam, ma il limite massimo di lunghezza, come diremo più avanti, è determinato dai vincoli di trasporto e montaggio. Per questo motivo si preferisce l’uso di elementi

X-lam di dimensioni più ridotte, che richiede la composizione degli elementi di parete tramite la giunzione di diversi pannelli, offrendo la possibilità di produrre, manipolare e trasportare elementi di dimensioni più piccole e, quindi, semplificando queste fasi della lavorazione e dell’esecuzione. La soluzione più semplice prevede in questo caso la suddivisione della parete in strisce verticali che ne garantiscano la continuità strutturale su tutta l’altezza. Il collegamento fra i diversi elementi X-lam della parete deve, in questo caso, assicurare la continuità della parete quale lastra verticale con funzione 44

di controventatura.

L’X-lam permette, quindi, la realizzazione di strutture spaziali composte da elementi piani, di grandi dimensioni e sottili. La struttura portante è distribuita su tutto il perimetro dell’edificio, permettendo di sfruttare al meglio tutti gli elementi e tutte le superfici che formano la costruzione.

L’elemento piano è parte essenziale della struttura portante con funzione di lastra e di piastra. Le forze agenti sulla costruzione possono essere distribuite sulle diverse superfici degli elementi piani, riducendo o evitando del tutto la necessità di elementi strutturali lineari

di grandi dimensioni ed evitando, quindi, di concentrare le forze in pochi punti della costruzione. Il risultato di questa evoluzione è duplice: da un lato le dimensioni degli elementi strutturali si riducono; per esempio l’altezza delle solette risulta più ridotta rispetto ai solai formati da travi; da un altro punto di vista, la flessibilità progettuale aumenta in modo importante.

La controventatura della struttura, tanto verticale quanto orizzontale, non richiede più una considerazione separata dalla struttura portante principale, ma è integrata in essa: tutti gli elementi strutturali pia-

ni rappresentano e fungono da lastre strutturali, realizzando quindi automaticamente anche la controventatura della struttura.

LA RESISTENZA AL FUOCO

Il fatto che il legno sia un materiale combustibile spinge le persone, e quindi la committenza, ad avere molte perplessità nei riguardi della costruzione in legno in caso d’incendio. Si deve affermare però, che in situazioni critiche e anomale X-lam manifesta comportamenti e reazioni molto particolari grazie ai seguenti aspetti: il legno non subisce dilatazioni termiche, a 45

differenza del metallo nelle strutture in cemento armato che può provocare il distacco ferro-cemento con il rischio di collasso istantaneo della struttura; con l’alzarsi della temperatura il legno non diventa plastico come il metallo, perché è caratterizzato da una buona tenuta a livello delle prestazioni meccaniche; grazie alle sue caratteristiche termiche il legno - rispetto al cemento, al metallo e ai laterizi - conduce calore in maniera più limitata ostacolando così la propagazione dell’incendio per via termica; infine lo strato di carbonizzazione dovuto alla fiamma rallenta la combustione perché ostacola l’afflusso di ossigeno.

Nel calcolo statico di ogni singolo elemento costruttivo è necessario dimostrare che la stabilità in caso d’incendio e gli aspetti sopra elencati sono determinanti al fine di evitare il collasso.

L’autorizzazione tecnica europea ETA-06/0138 definisce i

tassi di combustione per gli elementi costruttivi dell’Xlam.

Si può quindi affermare che la costruzione in legno non è sicuramente più pericolosa in caso d’incendio rispetto a quanto lo siano le altre abitazioni; la componente fondamentale, ancora una volta, è la progettazione: infatti un sovradimensionamento calcolato degli elementi strutturali permette di salvare la struttura portante e permette l’intervento di spegnimento dell’incendio.

Può accadere che le superfici dei pannelli in legno massello siano protette fin dall’inizio, ad esempio da rivestimenti contenenti pannelli ignifughi in cartongesso; in questo caso nell’analisi si deve tenere conto dei tempi di resistenza dei rivestimenti oltre a quelli classici del legno. Con i pannelli multistrato si possono fabbricare anche elementi costruttivi ad elevata opposizione alle fiamme, che

vengono classificati a seconda della resistenza al fuoco. I pannelli per solai a cinque strati raggiungono in prevalenza standard di R60 e i pannelli di spessore corrispondente vengono persino classificati R90, rendendo quindi semplice la realizzazione di costruzioni a vista, ad elevata resistenza al fuoco. Ricorrendo a rivestimenti o aumentando lo spessore dei pannelli è quindi possibile migliorare, se necessario, la resistenza al fuoco della struttura. Negli elementi costruttivi per pareti, la resistenza al fuoco richiesta si ottiene in genere con il ricorso a rivestimenti, cosicché pannelli per pareti a tre strati possono avere una resistenza al fuoco massima pari a R30.

“Se opportunamente dimensionata sia nella parte strutturale, la costruzione in legno trova il suo punto debole nell’elemento metallico, il quale, sebbene incombustibile, diventa pla46

stico scaldandosi”20. A tale inconveniente si può ovviare grazie all’impiego del legno: tramite un rivestimento che avvolge completamente il metallo si crea una sorta di barriera che protegge il metallo dal surriscaldamento evitandone il conseguente collasso per plastificazione.

In conclusione, bisogna ricordare che la strategia più efficace è, come spesso accade, quella della prevenzione: se in fase di progettazione vengono analizzate e studiate tutte le situazioni che potrebbero generare un incendio, sicuramente il fattore di rischio si riduce drasticamente.

LA RESISTENZA ALLE AZIONI SISMICHE Simulazione delle scosse orizzontali e verticali che caratterizzato i terremoti su un edifico di 6 piani realizzato in X-lam.

Il composto architettonico con pannelli X-lam è molto sicuro a livello sismico. L’ottimo comportamento delle costruzioni in legno nei confronti dei terremoti è

noto da tempo, come evidenziato dalla scala MercalliCancani-Sieberg che classifica in 12 gradi gli eventi sismici in base ai danni che questi producono. Nonostante non sia aggiornata rispetto gli sviluppi che hanno accompagnato la tecnologia nel campo delle costruzioni fino ad oggi, essa mette in evidenza il fatto che il sisma inizia a coinvolgere il legno nel caso di evento di notevole entità, cioè quando le altre costruzioni in laterizio e cemento hanno quasi subito il collasso strutturale.

La moderna costruzione con pannelli in legno X-lam offre, partendo da soluzioni tradizionali che dimostrano il buon comportamento nei confronti di eventi sismici, prestazioni ulteriormente incrementate.

Le caratteristiche vantaggiose delle costruzioni in legno, e nello specifico di quelle realizzate tramite pannelli massici X-lam, sono la leggerezza, la resisten-

20 A.P.MERLO, A.CETRONE, S.FOGLIANI, R.SALVATO, La casa e il tetto in legno, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2011, p.61

47

Simulazione delle scosse orizzontali e verticali che caratterizzato i terremoti su un edifico di 7 piani realizzato in X-lam.

21 Ibid., p. 52

za, l’elasticità e la duttilità. Queste qualità permettono all’edificio di reagire nei confronti degli eventi sismici in modo migliore rispetto alle altre costruzioni. Le costruzioni in legno sono meno sollecitate da un sisma essendo leggere, infatti le sollecitazioni su un oggetto sono correlate alla sua massa e il peso complessivo del composto architettonico realizzato in X-lam o con qualsiasi altro metodo ligneo è sicuramente inferiore rispetto a quello di una costruzione standard. In aggiunta, il legno unisce alla leggerezza ottime prestazioni meccaniche sia in trazione sia in compressione, a differenza del calcestruzzo.

“L’elasticità degli elementi lignei consente inoltre di aumentare il periodo proprio di oscillazione, con conseguenti vantaggi nei confronti dell’azione del sisma” .

Nonostante aspetti positivi, il legno ha però una caratteristica negativa nei

confronti dei terremoti: per un singolo elemento in legno in caso di sollecitazione eccessiva, la rottura avviene senza passare da una deformazione permanente e la struttura non offre alcun preavviso di collasso (perché manca di deformazione plastica).

Questo problema coinvolge però solo il singolo elemento ligneo e non trova quindi riscontro nelle costruzioni, perché l’edificio è realizzato tramite l’unione di numerosi elementi. La duttilità necessaria si raggiunge con l’assemblaggio delle varie parti lignee mediante le giunzioni metalliche, le quali, avendo un comportamento plastico, consentono di controbilanciare la fragilità dei singoli elementi lignei.

Il comportamento può essere modificato tramite accorgimenti, come ad esempio il dosaggio di elementi di giunzione in metallo, il cui scopo è quello di regolare il livello di duttilità. Inoltre si deve fare attenzione 48

a non eccedere in eccessiva leggerezza per ottenere una risposta migliore in presenza di sisma; infatti potrebbero verificarsi una grave carenza di inerzia termica con conseguenti penalizzazioni sotto l’aspetto termico estivo e un rischio maggiore in caso di incendio come spiegato nel capitolo precedente.

IL MONTAGGIO

Istantanee di cantiere: si notino vano scala e giunzioni tra le parti orizzontali e verticali.

Il montaggio di pannelli in legno massiccio di grandi dimensioni richiede il più delle volte pochi ausili ed è semplice e rapido. L’insieme degli elementi pretagliati viene trasportato direttamente in cantiere per mezzo di camion o container ed è controllato e preso in consegna dalla ditta esecutrice dei lavori (in genere un’impresa specializzata in lavori di carpenteria in legno). I singoli elementi vengono montati con l’ausilio di un mezzo di sollevamento e assemblati mediante avvitamento.

Rispetto a altri materiali da costruzione come i mattoni, il cemento o l’acciaio, negli edifici realizzati in pannelli X-lam i tempi di montaggio per l’edificazione del grezzo sono nettamente inferiori. Trattandosi di un sistema costruttivo a secco, non è necessario prevedere tempi di asciugatura ed è possibile procedere alle opere successive subito dopo il montaggio dei pannelli in legno.

I singoli elementi sono tagliati con precisione millimetrica e viene quindi pressoché meno la necessità di prendere nuovamente le misure (ad esempio per effettuare l’ordine dei serramenti), il che influisce positivamente sui tempi di costruzione. I tempi d’installazione degli impianti sono di circa il 20– 40% più rapidi rispetto agli usuali sistemi costruttivi tradizionali con materiali massicci. Anche per le opere edili a secco, la posa dell’isolamento e del rivestimento della facciata nonché per il 49

montaggio dei serramenti si registrano risparmi di tempo dal 10 % al 30%. Si ha quindi nel complesso una costruzione innovativa che mantiene il suo valore nel tempo e che soddisfa non solo criteri di sostenibilità economica ma anche di sostenibilità ecologica.

Con il montaggio si termina la fase di project managing. Per la buona riuscita del montaggio e per un andamento dei lavori senza inconvenienti in cantiere è di fondamentale importanza che la preparazione dei lavori e l’organizzazione del montaggio siano effettuate con cura, senza trascurare nulla.

Il giorno del montaggio sono

presenti in cantiere da quattro a sei montatori generalmente, almeno un mezzo di sollevamento (gru) e il camion con i pannelli in legno massiccio X-lam consegnati e pronti al montaggio. È pertanto evidente che questa giornata di cantiere comporti costi elevati e sia conseguentemente particolarmente importante.

La tipologia del mezzo di trasporto adatto a fornire gli elementi in cantiere e la sequenza di scarico sono già stati definiti nel corso della progettazione esecutiva e sulla base del progetto trasmesso. Per la definizione del mezzo di sollevamento più adatto e delle eventua-

li nuove misure necessarie è importante stabilire la posizione esatta del mezzo di sollevamento e del camion in cantiere. Normalmente il posizionamento del mezzo di sollevamento dura almeno un giorno.

Le conseguenze che ne derivano devono essere valutate dal cliente che deve provvedere alla relativa organizzazione, realizzando ad esempio blocchi stradali e richiedendo diverse autorizzazioni. In caso di trasporto degli elementi in verticale, il camion deve stazionare preferibilmente su una superficie orizzontale regolare.

Dal punto di vista logistico si distinguono tre diver50

Differenti fasi costruttive in cantiere: bloccaggio elementi verticali/ orizzontali con staffa angolare metallica, puntelli di montaggio e sollevamento scala prefabbricata.

se situazioni di montaggio.

A seconda delle caratteristiche del luogo, della tipologia di struttura o da altre variabili locali si sceglie quale delle tre sia la più adatta. Esse sono: il montaggio direttamente dal mezzo di trasporto; il montaggio di elementi già depositati in cantiere e il montaggio o scarico di elementi trasportati con container. Tra le tre differenti procedure sicuramente la prima è quella più conveniente in termini di costi: il carico e lo scarico avvengono in successione continua.

Secondo il luogo di montaggio vigono linee guida locali e specifiche di ogni

paese per il rispetto delle norme in materia di sicurezza dei lavoratori e dei dispositivi di protezione individuale. Il montaggio di elementi X-lam rientra nella categoria del montaggio eseguito da imprese specializzate in lavori di carpenteria in legno/ imprese edili ovvero del montaggio di elementi costruttivi prefabbricati in legno di grandi dimensioni.

Una delle fasi principali prima della posa in opera del legno strutturale è sicuramente quella dell’individuazione delle “opere di preparazione al montaggio dei pannelli in cantiere”. Secondo le prescrizioni di progetto tali opere si articolano normal51

Messa in opera degli elementi realizzati nella fase successiva alla progettazione e al taglio.

mente in quattro attività: tracciamento delle posizioni delle pareti sul basamento (opera in calcestruzzo); posizionamento delle staffe angolari di montaggio; posa della guaina orizzontale di impermeabilizzazione e livellamento delle quote.

Le opere di preparazione sopra descritte dovrebbero essere ultimate prima dell’inizio del montaggio. Dato che la giornata del montaggio comporta costi elevati a fronte del notevole impiego di uomini e mezzi, è particolarmente importante che tutte le lavorazioni e le attività di natura organizzativa effettuate fino a quel punto, siano state eseguite a regola

d’arte.

Gli elementi vengono agganciati alla gru usando il sistema di sollevamento predisposto in stabilimento, scaricati in base alla corretta sequenza di scarico e subito dopo posizionati nel punto desiderato.

Il team di montaggio (normalmente due uomini) porta gli elementi nel punto di montaggio previsto, li mette in posizione e, infine, procede al fissaggio affinché la gru possa passare al trasporto dell’elemento successivo. L’assemblaggio degli elementi costruttivi avviene in base al progetto esecutivo e/o al disegno di dettaglio.

I due uomini del team addetto 52

Fresatura di una parete in X-lam per la sistemazione degli impianti.

all’avvitamento congiungono o fissano gli elementi in base al disegno di dettaglio o in base alle indicazioni dell’ingegnere statico.

Per montaggi standard di elementi X-lam si considerano da 4 a 6 tiri di sollevamento all’ora. In media una fornitura conta da 25 a 40 elementi. Per edifici di grandi dimensioni si ha quindi un valore di riferimento approssimato di un trasporto in cantiere al giorno.

Nel caso di un numero elevato di forniture è opportuno prevedere sempre anche dei tempi di fermo cantiere dovuti a condizioni climatiche avverse o all’esecuzione di lavori di rifinitura in cantiere.

I dati forniti si riferiscono a situazioni di montaggi standard che per competenza tecnica, attrezzature per il montaggio e norme in materia di sicurezza dei lavoratori rispecchiano gli standard dell’Europa centrale.

GLI IMPIANTI

Come si è già detto i tempi di montaggio per una costruzione in pannelli al grezzo sono nettamente inferiori rispetto ai sistemi costruttivi classici con materiali massicci. Oltre che in questo punto, anche nella realizzazione delle lavorazioni successive si ha un notevole risparmio di tempo. Per sfruttare appieno tale vantaggio e mantenerlo fino al termine dell’opera, anche le ditte che eseguono le lavorazioni successive devono essere opportunamente addestrate e devono conoscere il sistema costruttivo con pannelli Xlam. In alcuni casi le prestazioni fornite dalle ditte che eseguono le lavorazioni successive influiscono anche sull’andamento del montaggio degli elementi strutturali.

Questo succede ad esempio quando camini o scale prefabbricate vengono posti in opera nel corso del montaggio dei pannelli. Ciò vale anche 53

per l’eventuale deposito di materiali per costruzioni a secco in cantiere che spesso vengono caricati insieme ai pannelli durante il montaggio in modo da utilizzare la gru disponibile in cantiere anche a tale fine. È importante considerare questi aspetti già nella fase di organizzazione del montaggio.

Gli impianti vengono realizzati nella maggior parte dei progetti edili nella consueta modalità costruttiva. La caldana in materiale alleggerito e il controsoffitto vengono utilizzati per la posa delle tubazioni. Nelle pareti interne ed esterne portanti vengono eseguite fresature verticali. Quan-

do si eseguono fresature dei pannelli in cantiere si raccomanda di prestare attenzione a effettuare le fresature soltanto nella direzione dello strato esterno. Se bisogna eseguire fresature trasversali alla direzione dello strato esterno, è necessaria una verifica statica di quest’area, poiché tali fresature comportano un indebolimento statico del pannello di legno massiccio. In corrispondenza delle estremità delle pareti (ad esempio vicino alle porte) occorre tener conto che, in presenza di un’elevata concentrazione di cavi, la portata statica si può ridurre fino al 30%. In casi isolati è richiesta una verifica

statica. Se si ha una concentrazione molto elevata di tubazioni e d’installazioni idrico-sanitarie è preferibile eseguire le istallazioni in controparete. In corrispondenza delle tubazioni idriche si deve garantire un sufficiente disaccoppiamento acustico.

Se le tubazioni o i cavi attraversano lo strato di tenuta, per esempio tubazioni elettriche per l’illuminazione esterna o tubazioni idriche per l’acqua esterna in giardino, i fori effettuati per il loro passaggio devono essere sigillati in modo adeguato. Se lo strato di tenuta è realizzato con una barriera antivento, i fori passan54

Messa in opera degli impianti di riscaldamento e elettrico.

ti devono essere sigillati mediante incollatura della guaina; se lo strato di tenuta è formato dalla costruzione in pannelli X-lam, è necessario garantire una adeguata chiusura a tenuta della costruzione in legno. Lo stesso principio vale anche per i fori passanti per camini o per canali di aerazione.

Per quanto riguarda l’impianto elettrico è fondamentale stabilire con precisione dove e come devono essere installati gli elementi dell’impianto. Se gli elementi parete X-lam sono in qualità non a vista, è possibile eseguire le installazioni in controparete o realizzare le tracce per le tubazioni elet-

triche mediante fresatura dei pannelli e poi applicare un rivestimento (per esempio con lastre in cartongesso ignifugo). Laddove possibile, si consiglia di fresare le tracce per le tubazioni (fresature nella direzione delle fibre dello strato esterno) e rivestire poi le pareti.

La profondità massima della fresatura non deve superare i 4/5 dello spessore del pannello in zone limitate.

Per quanto riguarda invece l’impianto di riscaldamento, idrico-sanitario o di scarico, la maggior parte di queste tubazioni vengono posate a pavimento o in controparete. Nella posa a pavimento le tubazioni in genere non 55

Sistemazione e trasporto degli elementi X-lam.

vengono alloggiate in scanalature realizzate mediante fresatura, bensì posate nel sottofondo del pavimento. Per tubi montanti possono essere fresate tracce con uno spessore massimo pari a 4/5 dello spessore del pannello in zone limitate. Le tubazioni di dimensioni maggiori possono essere rivestite con una controparete.

Nella scelta del sistema di fissaggio delle tubazioni è necessario garantire un disaccoppiamento acustico sufficiente. In corrispondenza di fori passanti (per esempio negli attraversamenti dei solai) e di cavedi per impianti si deve assicurare un isolamento acustico sufficiente e prendere misure adeguate per evitare la propagazione dell’incendio e del rumore. Attraversamenti dello strato di tenuta devono essere sigillati in modo adeguato. Nel vano bagno si consiglia di posare una guaina orizzontale d’impermeabilizzazione sotto il pacchetto pavimento.

I VANTAGGI

Terminando il capitolo riguardante l’X-lam, elemento composto da pannelli di legno massiccio disposto a strati incrociati, si cerca di riassumere i fattori positivi che accompagno questo particolare tipo di costruzione.

Come affermato in precedenza e come si ripeterà in un paragrafo successivo, per ottenere un composto architettonico resistente e funzionale oltre che gradevole esteticamente, il progettista deve riuscire a mettere a sistema molte variabili che caratterizzano il percorso progettuale. Sua abilità sarà anche quella di risolvere i problemi che accompagnano questa tecnica costruttiva, si ricordano il problema della duttilità del legno e quello del rivestimento delle giunzioni metalliche affrontate in precedenza.

Analizzando i vantaggi che comportano le costruzioni in pannelli X-lam si deve 56

Trasporto di partizioni orizzontali e verticali realizzati con tecnologia X-lam.

partire dall’affermare che il composto architettonico è solido e resistente: le costruzioni in X-lam infatti, sono e si presentano come elementi strutturali “pieni” restituendo la sensazione di “massiccio”. Questa sua caratteristica lo rende anche un ottimo materiale contro l’inquinamento acustico.

Inoltre, basandosi sul concetto di prefabbricazione, ma senza confondere questo concetto con “standardizzazione”, il sistema X-lam essendo opportunamente progettato sulle specifiche richieste architettoniche del progettista ed essendo il materiale tagliato a misura nei laboratori, la fase di posa e realizzazione di cantiere viene ridotta in maniera sostanziale rispetto ai sistemi tradizionali. Analizzando il tema della prefabbricazione si deve dire che X-lam è un sistema che permette di essere pre-tagliato e quindi prefabbricato presso gli stabilimenti per la lavorazione

del legno. Questa caratteristica permette di produrre elementi e facciate complete di edifici già provviste di aperture, vani per finestre, fori per impianti permettendo di ridurre le fasi di posa e velocizzando la costruzione di un fabbricato.

Dal punto di vista strutturale i pannelli X-lam essendo monolitici e di grosse dimensioni, presentano l’eccezionale caratteristica di funzionare da lastra e/o piastra. In verticale pertanto si potrà sfruttare l’inerzia di un’intera parete verticale per realizzare aggetti e/o mensole di notevoli geometrie, che risultano assolutamente impensabili ed impossibili da realizzare con sistemi costruttivi tradizionali. In aggiunta grazie alle performanti caratteristiche strutturali dei pannelli Xlam e agli spessori ridotti degli elementi portanti, ne consegue un notevole recupero di spazio con un conseguente guadagno di superficie calpe57

Edifici industriali realizzati con tecnologia X-lam.

stabile.

Come affermato nel paragrafo riguardante le reazioni in seguito ad azioni sismiche, si deve dire che X-lam è un sistema costruttivo sicuro ed efficace ed è un materiale molto idoneo per zone sismiche grazie ai suoi ottimi comportamenti in caso di sisma, salvaguardando la sicurezza e la durabilità dei fabbricati nel tempo. Infine il peso contenuto del legno rispetto al cemento armato e rispetto al ferro, rende la tecnologia X-lam veramente efficace nei casi di sopraelevazioni di edifici anche in vista delle forti restrizioni e controlli oggi obbligatori a causa dell’entrata in vigo-

re del noto D.M. 14-01-08.

I MAGGIORI PRODUTTORI IN CAMPO EUROPEO

Negli ultimi anni, dovuto al fatto che l’impiego del legno strutturale massiccio a pannelli sta aumentando, il numero di aziende o d’imprese che decidono di specializzarsi su questo tipo di materiale è in continua crescita.

Ognuna di esse - avvalendosi di ingegneri, designer e specialisti di qualifiche differenti - apporta piccole, ma significative modifiche che consento nell’immediato, ma più verosimilmente nei prossimi anni, uno sviluppo ed un impiego dell’X-lam sempre 58

maggiore.

Una delle più importanti aziende produttrici di Xlam è la KLH. Essa ha la sede principale in Austria e la sua storia nasce nel 1996, quando, presso l’università tecnica di Graz, venne sviluppato un brevetto con l’obiettivo di trovare, nella produzione dei pannelli strutturali di grandi dimensioni, un nuovo utilizzo delle tavole laterali dei tronchi di abete.

Due anni dopo ci fu l’inizio della produzione industriale dei pannelli strutturali Xlam presso la KLH Massivholz GmbH in Austria.

Nel 2000, con l’affermarsi sul mercato del nuovo pannello, l‘Ingegnere Vaclav

Kadera inizia a promuovere X-lam sul mercato italiano; grazie alle sue caratteristiche innovative e a studi che confermavo buone tendenze per i successivi anni, nel 2001 venne fondata la società KLH Italia s.r.l. con l‘obiettivo di vendere pannelli X-lam della ditta KLH austriaca.

Questa venne chiusa nel 2002, ma da quel momento l‘Ingegnere Vaclav Kadera fonda la Ka Konstrukt s.r.l. a Venezia, che offre la soluzione professionale e completa per tutti coloro che vogliono creare architettura e costruire in legno con pannelli Xlam.

Una successiva azienda è Metsä Wood Merk che sviluppa

il suo brevetto già dal 1994.

Per le caratteristiche ecologiche del legno che producono è stato attribuito il “premio ambiente”.

In Italia il numero di imprese è sempre maggiore, di seguito un breve elenco: Area Legno di D.D.L. s.r.l. con sede nella provincia di Pescara, Promo Tetto s.r.l. con sede a Bresso (MI), X-lam Brokers Italia, X-lam Dolomiti (società del Gruppo Paterno), Artuso Legnami s.r.l. di Caselle di Altivole, nel Trevigiano, ESSEPI XXL, E-Comotti s.p.a. nel Milanese.

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60

CONCLUSIONI

Dopo aver trattato l’avvento del legno lamellare, esempio di come il legno sia riuscito con la tecnologia a modernizzarsi e a riaffermarsi nel campo delle costruzioni e nell’ambito dei materiali strutturali, si è sottolineato come da diversi anni si stia sviluppando un altro materiale che evidenzia quanto apporto dia il settore del legno all’ambito della costruzione, della progettazione, del calcolo, in termini di nuovi stimoli e valide risposte. L’X-lam, materiale eccezionale, è sintesi di progettazione, avanguardia e, al contempo, rispetto per la natura.

IL RISPETTO AMBIENTALE

Il rispetto per l’ambien-

te e, di conseguenza, la riduzione dell’impatto ambientale sono temi che, negli ultimi decenni, hanno interessato tutte le attività dell’uomo. La scienza dell’architettura persegue queste finalità con una progettazione orientata all’utilizzo di materiali e processi produttivi ecosostenibili e biocompatibili. Questo modo di fare architettura è detta bioarchitettura o bioedilizia.

E tra i materiali che gli architetti utilizzano per fare bioarchitettura troviamo il legno, proprio perché questo materiale risponde pienamente alle richieste di un legame tra architettura e sostenibilità ambientale.

L’ecosostenibilità è un processo che promuove lo sviluppo economico salvaguardando 61

la salute dei singoli, della società e dell’ecosistema, senza spreco di risorse.

Utilizzare il legno come materiale da costruzione è una scelta naturale per un’edilizia che si dica sostenibile: i principi generali su cui essa si basa sono infatti: l’utilizzo di materiali rinnovabili, traspiranti; la riduzione del consumo di energia in tutte le fasi del ciclo di vita dell’edificio (produzione, trasporto, costruzione, esercizio, demolizione e smaltimento); la riduzione al minimo dell’impatto ambientale in tutte le fasi del ciclo di vita dell’edificio; la facilità nelle rimozioni, sostituzioni o integrazioni.

Il legno lamellare, pur essendo un prodotto trasformato rispetto al materiale di origine, viene considerato biocompatibile perché le sue caratteristiche sono riconducibili a quelle del legno massiccio. L’unica incompatibilità è rappresentata dalle colle, che comunque sono

utilizzate in modesta quantità e che ultimamente, grazie alla ricerca, sono state sostituite da prodotti a base di urea.

Il legno soddisfa pienamente i principi della bioedilizia: riduce l’impiego di energia in tutto il ciclo di vita della struttura; minimizza l’inquinamento ambientale; riduce il consumo di risorse non rinnovabili; minimizzare l’inquinamento dell’ambiente abitato e i possibili danni alla salute degli occupanti. L’Istituto Nazionale di Bioarchitettura (INBAR) riconosce il legno lamellare in edilizia come prodotto valido per tecnica di produzione, rispetto ambientale ed ecocompatibilità, affermando che il legno lamellare offre caratteristiche di resistenza strutturale maggiori rispetto alla stessa quantità (mc) di legno massiccio e che le tecniche di produzione del legno lamellare privilegiano specie autoctone a rapido accrescimento;

oltre al progressivo superamento delle riserve un tempo esistenti su colle e vernici grazie l’introduzione di nuovi prodotti.

Ancora a favore del legno rispetto agli altri elementi strutturali dell’edilizia bisogna sottolineare come questo sia un materiale naturale e rinnovabile, trasformabile poi con bassi costi energetici. Il legno è quindi notevolmente preferibile agli altri materiali da costruzione per l’edilizia, nel rispetto dell’ambiente e del risparmio energetico.

La concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera che nel 1900 era di 290 parti per milione, è arrivata ai giorni nostri a 360 parti per milione, superando le soglie di rischio per l’ambiente. L’aumento della CO2 nell’atmosfera legato alle diverse attività umane è infatti responsabile al 50% dell’effetto serra. Gli alberi con la loro crescita rilasciano ossigeno e assor62

Confronto di emissioni di CO2 di una trave in alluminio, acciaio cemento armato e legno.

bono grandi quantità di anidride carbonica. In un metro cubo di legname c’è la stessa quantità di CO2 di un milione di metri cubi d’aria. Come sintetizzato nella figura il legno è l’unico materiale per edilizia che assorbe anidride carbonica. Richiedendo un basso consumo di energia per la sua realizzazione il legno risulta neutrale per quanto riguarda lo scambio di CO2, facendo emergere ancora una volta le sue grandi caratteristiche di materiale attivo nella protezione del nostro ambiente e del nostro clima.

Infatti, la CO2 necessaria per la trasformazione del legno da tronco a elemento strutturale è totalmente compensata dalla capacità delle piante di trasformare la CO2 in ossigeno con la nota fotosintesi clorofilliana.

Per quanto riguarda il risparmio energetico, secondo il ministero per l’ambiente francese, il fabbisogno energetico per il trasporto e la trasformazione del legname

è notevolmente inferiore a quello degli altri materiali, da 8 a 30KWh a metro cubo, contro i 150/200 necessari per produrre lo stesso volume di cemento, 500/600 dell’acciaio e gli 800KWh dell’alluminio.

Un altro aspetto da considerare è la sua caratteristica di essere rigenerabile e riciclabile. Spesso la cattiva informazione porta a dubitare sull’uso del legno pensando alla deforestazione dei boschi e ai danni che l’uomo può creare al patrimonio naturale. La verità è che il legno da costruzione proviene da alberi di conifera e che il loro utilizzo non raggiunge nemmeno la metà di quella che oggi è la produzione naturale delle riserve boschive. Cioè: si taglia meno di quello che si produce. E’ grazie alle corrette politiche di riforestazione applicata dai maggiori paesi produttori di legno strutturale che oggi si continua a utilizzare quantitativi as63

Edifico di social-housing realizzato da Rossi Prodi Associati nella periferia di Milano.

sai inferiori di quella che è la reale potenzialità di questo materiale.

Il legno, inoltre, è l’unico materiale strutturale che si rinnova per natura. Le piante crescono e continuano a integrare il patrimonio naturale a differenza delle tecnologie del cemento armato e della carpenteria in ferro che utilizzano bacini non rinnovabili e che richiedono fortissimi investimenti di energia per essere trasformati in quello che poi è l’elemento strutturale finito (trave in cemento armato e/o putrelle in ferro).

Conoscere e usare il legno vuol dire avere rispetto dell’ambiente. In questo senso il legno significa futuro, perchè significa tecnologia sostenibile a bassa incidenza energetica.

L’ABBATTIMENTO DELLE BARRIERE ARCHITETTONICHE

Ai fini di una corretta progettazione - come accade

per i composti architettonici realizzati in muratura, cemento armato e acciaio - anche gli edifici con struttura portante in X-lam devono soddisfare e rispettare le normative in atto nel paese di costruzione. Una di queste è la legge n. 13 del 9.1.1989, che prevede di favorire il superamento e l’eliminazione delle barriere architettoniche negli edifici privati.

Questo è il primo provvedimento legislativo italiano che coinvolge l’edilizia privata e non solamente quella pubblica, introducendo concetti importanti quali accessibilità, adattabilità e visitabilità. L’articolo 2 della legge definisce i tre termini in questo modo: “Per accessibilità si intende la possibilità, anche per persone con ridotta o impedita capacità motoria o sensoriale, di raggiungere l’edificio e le sue singole unità immobiliari e ambientali, di entrarvi agevolmente e di fruirne spazi e attrezzature in condizioni di 64

Sopra: collasso strutturale di un edificio realizzato in C.A. In alto: simulazione di terremoto per un edificio realizzato in X-lam di 3 piani; 10 m di altezza e 7x7 in pianta.

adeguata sicurezza e autonomia”22. “Per visitabilità si intende la possibilità, anche da parte di persone con ridotta o impedita capacità motoria o sensoriale, di accedere agli spazi di relazione e ad almeno un servizio igienico di ogni unità immobiliare. Sono spazi di relazione gli spazi di soggiorno o pranzo dell’alloggio e quelli dei luoghi di lavoro, servizio ed incontro, nei quali il cittadino entra in rapporto con la funzione ivi svolta”23.

“Per adattabilità (accessibilità differita) si intende la possibilità di modificare nel tempo lo spazio costruito a costi limitati, allo scopo di renderlo completamente e agevolmente fruibile anche da parte di persone con ridotta o impedita capacità motoria o sensoriale”24.

La progettazione contemporanea deve tenere conto di questa legge ed è inevitabile che ci sia un ridimensionamento delle misure antropometriche del modello lecorbusiano

(modulor) e un cambiamento culturale nell’approccio progettuale: una progettazione per un’utenza allargata deve avere come obiettivi l’autonomia del disabile e il miglioramento della qualità della vita. Il rilascio della concessione edilizia da parte del comune, subordinato alla verifica di conformità alla normativa tecnica sono aspetti legislativi obbligatori per legge ma anche per un naturale senso civico.

La progettazione di un edificio in pannelli X-lam adempie perfettamente a queste normative, affiancando per altro alla funzionalità un alto valore estetico.

Quindi bellezza e funzione si incontrano nella progettualità di costruzioni in X-lam.

L’IMPORTANZA DELLA CONOSCENZA DEL LEGNO COME MATERIALE EDILIZIO: I TABU’ DA SFATARE

Alle costruzioni in legno vengono generalmente associate credenze che non ri-

22 G. DEL ZANNA, Progettare spazi accessibili, Rima Editrice, Milano, 2011, p. 16 23 Ibid., p. 18 24 Ibid., p. 18

65

Immagini di edifici, o parte di essi, realizzati in legno.

specchiano la verità. Com’è successo in tutti i settori strettamente legati alla tecnologia, anche nel campo delle costruzioni in legno, soprattutto dopo la metà del secolo scorso, si è verificata una crescita avanguardistica esponenziale. Lo stimolo della crescita ha permesso via via di sviluppare e realizzare prodotti lignei con caratteristiche ottimali; così il composto architettonico in legno ha assunto una qualità sempre più simile a quella dei complessi realizzati secondo i più tradizionali sistemi costruttivi, quali il laterizio, il cemento armato e l’acciaio. Ciò è avvenuto però soltanto recentemente.

Solo negli ultimi anni si è assunta la consapevolezza dei benefici che il legno può offrire al settore edile.

Le motivazioni di questo ritardo sono da attribuire alla sbagliata conoscenza del materiale. In diverse situazioni, in primis, i terremoti e gli incendi. Infatti, si pensava che il legno, essendo un materiale leggero, non fosse adatto alla costruzione in zone sismiche, ma, come spiegato nel paragrafo riguardante i comportamenti delle strutture in X-lam in caso di terremoto, le costruzioni in legno sono ritenute invece le più resistenti. Affermazione questa, confermata da quanto si evince dalla 66

scala Mercalli-Cancani-Sieberg, che nel 1930 analizza i danni che i terremoti generano sulle abitazioni. Al grado X, definito “completamente distruttivo”, si legge: “Gravissima distruzione di circa ¾ degli edifici. Perfino costruzioni solide di legno e ponti subiscono gravi lesioni, alcune vengono distrutte. Argini e dighe sono alquanto danneggiati, i binari risultano leggermente piegati, le tubature di impianti troncate, rotte o schiacciate. Si formano crepe e fenditure profonde nei terreni poco densi e umidi e avvengono frane nei pendii e negli argini dei fiumi”25. Nel successivo grado, quello XI (ca-

tastrofico), si dice: “Crollo di tutti gli edifici in muratura. Soltanto costruzioni e capanne di legno a incastro di grande elasticità ancora reggono. Anche i più grandi e i più sicuri ponti crollano a causa della caduta dei pilastri in pietra o del cedimento di quelli in ferro. I binari si piegano fortemente e si spezzano. Le tubature si spaccano irreparabilmente. Nel terreno si manifestano vari mutamenti di notevole estensione dipendenti dalla natura del suolo: grandi crepe e spaccature si aprono”26.

All’ultimo grado della scala, il XII, definito “grandemente catastrofico”, si legge: “Non regge alcuna ope-

ra dell’uomo. Lo scombussolamento del paesaggio assume aspetti grandiosi. I flussi d’acqua sotterranei subiscono i mutamenti più vari: si formano cascate, scompaiono i laghi e i fiumi deviano”27.

Da queste note si evince come le costruzioni in legno siano soggette a danni e collassi solamente in presenza di evento di notevole entità, cioè quando le altre costruzioni sono ormai distrutte.

L’altra considerazione non veritiera riguardate il legno è il suo comportamento in caso di incendio: essendo un materiale combustibile, l’uso uso nelle costruzioni ha sempre destato perplessità, ma come spiegato 67

25 A.P.MERLO, A.CETRONE, S.FOGLIANI, La casa e il tetto in legno, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2011, p.51 26 Ibid., p. 51 27 Ibid., p. 52

nel paragrafo relativo alla resistenza al fuoco da parte delle strutture in X-lam, il legno in campo edile manifesta un comportamento molto interessante grazie alle sue buone prestazioni meccaniche e alle proprietà termiche. È ormai dimostrato che in caso d’incendio una costruzione in legno è sicura tanto quanto una costruzione realizzata con i materiali più convenzionali. Ciò è dimostrato dal fatto che nei paesi dove la costruzione in legno è cosa usuale, le compagnie assicurative non applicano penalità economica a chi assicura una casa realizzata in legno.

Ma ci sono anche altre considerazioni che hanno fin

ora limitato l’uso del legno nell’ambito edile. Dal punto di vista dell’efficienza energetica, a causa di diverse costruzione in legno non accuratamente studiate, si pensa che le prestazioni energetiche estive del legno non siano sufficientemente buone; l’informazione però, svia la componente della prestazione energetica in termini globali, cioè i costi energetici in fase di gestione (costi invernali e costi estivi) sommati a quelli di realizzazione (energia grigia). In questo caso la costruzione in legno si classifica come una delle più convenienti, giovando anche sulla riduzione dei consumi

energetici complessivi legati al settore edile.

Anche la degradabilità del legno ha influito negativamente sull’impiego di questo materiale. È vero che il legno è un materiale biodegradabile, ma è altrettanto vero che esistono edifici plurisecolari realizzati con questo materiale. La soluzione è da ricercare nella conoscenza e quindi nel corretto uso del materiale e dei suoi possibili trattamenti. Per contro, anche esempi di edilizia convenzionale possono subire numerose e differenti forme di degrado.

Invece, per quanto riguarda il tema della bioedilizia, non sembrano esser68

A sinistra: render di una abitazione in X-lam immersa nel verde.

Sopra: comportamento del legno in caso di incendio.

ci dubbi: il modo migliore per costruire secondo questi standard è senz’altro il legno. Il problema che sorge è quello riguardante i costi: sicuramente possiamo affermare che tra una casa realizzata con materiali convenzionali e una realizzata in legno, ambedue rispettose degli standard di bioedilizia, la prima è quella che costerà di meno e che sarà di più semplice realizzazione. Il fatto è che, anche se in crescita, sono poche le persone disposte a spendere leggermente di più per un edificio di bioedilizia in legno rispetto a uno in edilizia convenzionale in muratura.

A proposito delle ragioni economiche, bisogna però precisare come i costi si abbassino nel caso di costruzioni in legno X-lam. Infatti, per quanto concerne la costruzione in legno X-lam dal punto di vista della manutenzione e dell’affidabilità nel tempo, i costi non risultano affatto essere eccessi-

vi. Se gli elementi lignei strutturali non sono lasciati a vista, l’edificio avrà solamente bisogno di essere ventilato tramite l’impiego di una parete ventilata.

Quindi, con una conoscenza e un’attenzione particolare in fase di progettazione è possibile realizzare edifici in X-lam di vita comparabile o maggiore di quelli in materiale convenzionale e a costi contenuti. Un’accurata attenzione nella fase di studio e progetto è componente fondamentale da cui non si può prescindere se vi vogliono ottenere risultati soddisfacenti dal punto di vista prestazionale e da quello del benessere abitativo.

Ancora parlando di bioedilizia, un concetto molto importante è quello del benessere: infatti, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) definisce lo stato di salute di un individuo come il completo benessere dal punto di vista fisico, mentale e sociale, e non sol69

Si noti la grande luce e la possibilità di curvatura che un materiale come il legno può garantire.

tanto in assenza di malattie.

Per gli architetti è quindi di fondamentale importanza ricordare come l’uomo passi circa il 90% del suo tempo in ambienti confinati. Per questa ragione lo stato di salute globale dipende molto dalla qualità indoor di uno spazio. È inevitabile quindi l’attenzione, nella fase progettuale, a una conoscenza approfondita degli eventuali rischi e problemi che possano insorgere nell’uso quotidiano di una struttura, e conseguentemente allo studio di misure idonee all’eliminazione del problema. Quindi è importante una corretta conoscenza di materiali e ambienti per una progettazione che

soddisfi tutte le componenti di uno spazio circoscritto.

LE TENDENZE FUTURE

Con l’inizio del nuovo millennio, anche l’Italia ha iniziato a inserire il legno fra le soluzioni costruttive residenziali. Ciò è dovuto in primo luogo al fatto che l’edilizia in legno rispetta con maggiore facilità i parametri energetici, che per le costruzioni di tipo convenzionale sono a volte considerati troppo restrittivi.

Differentemente dalle costruzioni in cemento, laterizio e acciaio, quelle in legno già da diversi anni hanno puntato al raggiungimento della clas70

Immagini di abitazioni con struttura principale in legno.

28 Ibid., p. 237

se energetica “A” o alla casa passiva. Una caratteristica che ha accresciuto l’interesse da parte di committenze che chiedevano espressamente il raggiungimento di tale obiettivo. Inoltre, come ricordato in precedenza, il tragico evento sismico dell’Aquila ha evidenziato come gli edifici realizzati in legno siano validi anche sotto l’aspetto strutturale. Queste due caratteristiche hanno acceso l’interesse verso l’edificio in legno, ma forte resta la necessità di diffondere una maggiore conoscenza di questo uso costruttivo tra i progettisti e tra i committenti. La costruzione in pannelli X-lam “entra a pieno titolo come

ipotesi di soluzione abitativa per un numero elevati di italiani, uscendo quindi da quella che fino a pochi anni prima era un ambito di nicchia legato principalmente alla bioedilizia o all’efficienza energetica”28.

Inoltre, il settore della moderna costruzione in legno, in particolare quello riguardante lo sviluppo dei pannelli a strati incrociati X-lam, è caratterizzato da una forte tendenza all’innovazione e i benefici di questi studi tecnologici possono valere anche per edifici realizzati con altre tecniche costruttive, in quanto molta della tecnologia utilizzata comunemente nelle costruzio71

Giunzioni di travi in legno bullonate.

ni in legno può essere impiegata nella realizzazione di edifici di tipo convenzionale.

Molti progetti recenti, dimostrano le potenzialità del sistema costruttivo offerte dal legno pieno. Tra tutti i materiali destinati all’edilizia, il legno offre il miglior rapporto tra peso e portata. Grazie a queste caratteristiche, l’edilizia in legno può realizzare edifici su terreni particolarmente complessi, o superattici nelle abitazioni ottocentesche dei centri storici.

Inoltre il legno soddisfa i requisiti fisici dell’edilizia: committenti scelgono il legno per le sue

proprietà nel bilanciamento climatico degli ambienti, per la capacità di bilanciare i picchi termici e di umidità.

Il legno, come il gesso, ha un’azione positiva sul benessere delle persone e, di conseguenza, sulla loro salute.

Studi internazionali confermano un futuro importante per l’edilizia in legno e se gli aspetti ecologici sono stati decisivi nell’uso di tale materiale, attualmente sono i motivi economici a entrare in gioco con un’importanza sempre crescente.

A favore dell’aumento dell’utilizzo del legno X-lam nel settore delle costruzioni gioca infatti la rapidità di esecuzione e la relativa eco72

Il modulo abitativo in legno si chiama Smart Student Unit ed e’ stato progettato dallo studio di architetti Tengbom, in collaborazione con l’Universita’ di Lund (Svezia).

nomicità con cui è possibile ottenere prestazioni di efficienza energetica congrue con le aspettative che le normative impongono. Da sommare alle motivazioni espresse fino ad ora, c’è l’ottimizzazione dello sfruttamento della potenzialità edificatoria del lotto, e quindi dell’area di progetto. Come spiegato nel paragrafo riguardante gli spessori dei pannelli in X-lam, essendo essi ridotti rispetto ai sistemi costruttivi convenzionali, i pannelli X-lam permettono di avere, a parità di altre condizioni, una maggiore superficie calpestabile. Considerazione questa che imprese immobiliari tengono in considerazione al fine di ottenere in uno stesso spazio una maggiore area di verde o di costruito, con il risultato di un guadagno più elevato. Infatti, negli ultimi anni, il numero di imprese che passano dal mattone al legno o che propongono entrambe le soluzioni è in continua crescita.

Ritornando a un aspetto importante a cui si è già accennato in precedenza - quello dell’efficienza energetica -, il legno riesce a soddisfare pienamente i requisiti fisici richiesti dall’edilizia contemporanea.

In particolare l’efficienza energetica delle costruzioni lignee è molto buona.

Alla luce di ciò, per molti l’efficienza energetica è quasi sinonimo di costruzioni in X-lam. Nell’immaginario collettivo la casa in legno si è quindi trasformata dalla baita massiccia in Blockhaus all’edificio in stile energetico. Per ottenere prestazioni ottimali dal punto di vista energetico il progettista deve tenere in considerazione il contesto climatico locale dell’area di progetto, onde evitare inconvenienti nella stagione estiva. In questo settore, l’Italia ha dato un grande impulso all’uso abitativo del legno con il recente D. Lgs. 19 agosto 2005, n. 192 e successive modifi73

Abitazioni realizzate con tecnologia X-lam.

che e integrazioni: decreto che ha incentivato la tecnica delle costruzioni in legno ad alta efficienza energetica come avviene ormai da anni in Scandinavia, Germania, Austria.

In conclusione possiamo dire che negli ultimi venti, trent’anni si è registrata una certa convergenza fra operatori in ricerca di efficienza energetica e operatori dell’edilizia ecologica in legno. Decisivo in questo rapporto sono stati sicuramente i contributi di produttori e distributori d’isolanti naturali. Con il passare degli anni si è formata spontaneamente una sorta di corrente culturale nella quale imprese

di costruzioni, rivenditori e produttori convergono verso un unico obiettivo: promuovere la cultura del costruire in legno con pannelli X-lam, una progettualità che coniuga efficienza energetica, rispetto per l’ambiente, tutela della salute e del benessere abitativo.

La costruzione di legno in bioedilizia è molto efficiente dal punto di vista energetico non solamente in fase di gestione, ma anche a partire da quella di realizzazione, essendo caratterizzata da un livello contenuto di energia grigia. Per chi opera nel settore della bioedilizia, è del tutto naturale proporre soluzioni ecologi74

Abitazioni realizzate con tecnologia X-lam.

che sotto una ogni aspetto, incentivando quindi l’impiego di recupero delle acque piovane, fitodepurazione, sistemi solari ed energetici.

La realizzazione di un composto architettonico in legno con elevate prestazione di efficienza energetica è quindi imprescindibile per coloro che sono sensibili al tema del risparmio energetico, del rispetto dell’ambiente e della salute. In una parola, nel nostro vivere contemporaneo.

Grazie alla continua crescita del numero di aziende che, in ogni campo produttivo, guardano con attenzione al tema dell’efficienza energetica, oggi anche in Italia

diventa sempre più una realtà la costruzione di edifici realizzati con criteri di risparmio energetico.

In alcuni casi, poi, aziende all’avanguardia in questo campo forniscono un supporto a committenti e progettisti in termini di consulenza e progettualità tecnica, e in tal modo contribuendo a colmare profonde lacune tecnicoculturali scrivono un capitolo importante nella storia dell’edilizia italiana contemporanea, oggi in una fase storica di profondo cambiamento e rivoluzione progettuale.

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