Sistemi Costruttivi in Legno PDF

## I sistemi costruttivi in legno Numerose sono le tecniche costruttive con cui realizzare degli edifici con struttura in legno. La scelta di un sistema piuttosto che un altro è una fase molto importante che coinvolge sia il committente sia il progettista e che è condizionata da diversi fattor. Nel...

## I sistemi costruttivi in legno Numerose sono le tecniche costruttive con cui realizzare degli edifici con struttura in legno. La scelta di un sistema piuttosto che un altro è una fase molto importante che coinvolge sia il committente sia il progettista e che è condizionata da diversi fattor. Nel nostro Paese oggi sono presenti aziende produttrici in grado di garantire tempi di costruzione nettamente inferiori rispetto ai sistemi tradizionali, elevati livelli di sicurezza antisismica e alti parametri di durabilità dell'edificio. Nei paragrafi successivi sono riassunti i principali sistemi costruttivi impiegati. ### Il sistema costruttivo trave-pilastro Abbiamo già descritto il sistema intelaiato, quindi, ci limitiamo a ricordare che, a differenza di un sistema pesante, in un sistema costituito da travi e pilastri gli elementi verticali e orizzontali, rispettivamente i pilastri e le travi, sono collegati fra loro in modo da generare una vera e propria gabbia strutturale che costituisce dunque lo "scheletro" portante dell'edificio. I punti di forza di questa tecnologia costruttiva, adatta alla realizzazione di edifici multipiano, sono la libertà di distribuzione in pianta delle pareti perché queste non svolgono alcuna funzione strutturale portante, con la possibilità di effettuare modifiche distributive successive - la flessibilità nel disegno delle facciate e la bassa incidenza di m³ di legname per m² costruito. Gli edifici in legno con sistema trave-pilastro sono costituiti da travi e pilastri in legno massiccio o lamellare, uniti tra loro da connessioni metalliche, come chiodi, piastre, viti o bulloni. Gli interassi tra i pilastri sono tamponati con pannelli, vetrate o strutture composte, mentre eventuali elementi diagonali di controventamento svolgono la funzione portante dei carichi orizzontali, rappresentati in particolare dal vento e dal sisma. Oltre all'edificio che rappresenta la Brock Commons Tallwood House di Vancouver anche la Mjøsa Tower, descritta nell'Unità 1, è realizzata con questo sistema costruttivo. ### Il sistema costruttivo Platform frame (o a telaio) Con il sistema costruttivo denominato Platform frame, molto diffuso nel Nord America, è possibile realizzare edifici residenziali singoli e condominiali fino a quattro piani. Il suo nome deriva dal fatto che ogni piano dell'edificio funge da piattaforma per i piani superiori, perché le pareti non hanno continuità tra un piano e l'altro. Questo sistema rappresenta la rielaborazione del più antico sistema delle case a graticcio, denominato fachwerk e tipico dell'Europa centrale, dove venne impiegato dal Medioevo all'Ottocento. La struttura portante è costituita da un graticcio di aste in legno, verticali, orizzontali e inclinate. Gli spazi vuoti sono generalmente tamponati con murature composte da legno e limo, pietrame oppure laterizi. L'elemento caratteristico delle Fachwerkhaus è rappresentato dal fatto che la struttura portante lignea della facciata viene lasciata a vista. Nel sistema costruttivo Platform frame ogni parete è formata da montanti verticali in legno lamellare o massiccio, con sezione minima di dimensioni 60 x 160 mm, posti a un interasse di 60-70 cm. Per questa ragione, tale sistema strutturale viene chiamato anche "a telaio". Nello spazio compreso tra i montanti viene inserito del materiale isolante termo-acustico, come la fibra di legno o la lana di roccia. Sui lati esterni, inoltre, vengono inchiodati i pannelli di rivestimento in gessofibra - nel caso in cui il pannello non sia esposto direttamente alle intemperie oppure i pannelli OSB (Oriented Strand Board). I pannelli, aventi spessore minimo di 18 mm, hanno la funzione di conferire alle pareti la rigidezza necessaria per assorbire le forze orizzontali come il vento o il sisma. Il pacchetto viene completato con un ulteriore strato isolante termico a "cappotto" e con gli strati di rivestimento esterno e interno. La struttura delle pareti portanti e dei solai favorisce l'inserimento degli impianti: infatti le tubazioni degli impianti di riscaldamento, idrico-sanitario ed elettrico corrono parallele ai travetti e ai montanti degli elementi strutturali. L'edificio è fondato generalmente su una platea in cemento armato e collegato mediante opportune barre filettate in acciaio o tasselli a pressione. Il sistema offre tempi di costruzione molto veloci, elevata possibilità di prefabbricazione e un ottimo isolamento termico invernale. I principali svantaggi sono rappresentati dai limiti di costruzione in altezza e dalla poca libertà di progettazione, dovuti alla standardizzazione degli elementi strutturali. Nelle figure seguenti sono riportati spaccati, piante e dettagli relativi al sistema Platform frame. In particolare, nelle figure 5-8 sono rappresentati alcuni dettagli costruttivi, in figura 9 una pianta strutturale di un edificio, in figura 10 uno spaccato assonometrico. ### Il sistema costruttivo X-Lam (o CLT) Gli edifici con sistema costruttivo X-Lam, in inglese CLT (Cross Laminated Timber), sono realizzati assemblando dei pannelli di legno massiccio, composti da più strati di tavole – in numero di tre, cinque, sette o più – sovrapposti e incollati uno sull'altro in modo che la fibratura di ogni singolo strato sia ruotata nel piano di 90° rispetto agli strati adiacenti. Gli strati sono realizzati in legni di conifera, in prevalenza di abete rosso, di spessore variabile tra 19 e 40 mm, con umidità non superiore a 12-15%. La sperimentazione e la commercializzazione sono iniziate nel mercato austriaco e tedesco alla fine degli anni '90 del secolo scorso. In Italia la diffusione di questo prodotto, inizialmente utilizzato come impalcato per solai di copertura e solai di piano, è avvenuta negli ultimi 10-15 anni. Un impiego più consistente si è avuto però solo a seguito del terremoto dell'Aquila del 2009. I pannelli in X-Lam presentano maggior robustezza e stabilità rispetto a quelli di tipo Platform frame e, per questo motivo, sono particolarmente adatti alla realizzazione di edifici multipiano, come palazzine o edifici pubblici di medie-grandi dimensioni. ### Il sistema costruttivo Blockbau (a blocchi massicci) Il sistema Blockbau rappresenta il più antico sistema costruttivo in legno, ancora oggi molto diffuso nelle aree geografiche caratterizzate da una diffusa disponibilità di legno. Questo sistema consiste nel sovrapporre orizzontalmente le travi in legno massiccio, tonde o squadrate, in modo da formare delle pareti. Le singole travi vengono incastrate tra loro in corrispondenza degli angoli, mediante nodi "a croce", mentre il collegamento di una parete interna avviene tramite nodi "a coda di rondine", che non attraversano tutto lo spessore della parete esterna, garantendone la continuità. Per tutta la lunghezza di contatto delle travi viene inoltre fresato un incastro maschio-femmina, per aumentare la tenuta, nel quale viene inserita una guarnizione elastica. Il sistema di collegamento tra i tronchi è talvolta realizzato mediante l'inserimento di tasselli di legno e/o con tiranti a vite in acciaio. Nella zona di estremità delle travi, inoltre, viene inserita una barra filettata per garantire la stabilità della parete. Si parla in questi casi di ammorsamento rinforzato, molto importante soprattutto quando la struttura viene caricata con azioni orizzontali. Il collegamento a terra avviene solitamente tramite la realizzazione di una platea o di un graticcio di travi in cemento e vespaio areato. La prima trave di ogni pannello di parete viene isolata mediante una guaina impermeabile, per evitare umidità di risalita. Le pareti poggiano direttamente sulla fondazione oppure, come per il sistema X-Lam, su un cordolo in legno di larice o ricorrendo a sistemi di appoggio innovativi già citati in precedenza. L'ancoraggio può avvenire tramite tirafondi metallici, annegati nel getto, vincolati al tronco mediante dadi e rondelle. La soluzione alternativa è quella di staccare l'intera struttura dal terreno per mezzo di elementi di appoggio puntuale, come piccoli piedini, che evitano il contatto con il terreno ed eventuali ristagni d'acqua. Gli impalcati possono essere di diverse tipologie - travi lignee a singola o doppia orditura con pannelli di irrigidimento, pannelli in X-Lam, solai composti legno-calcestruzzo e così via purché garantiscano valori adeguati di rigidezza e resistenza nel piano orizzontale e siano efficacemente collegati alle pareti. Tra i principali punti di forza di questa tecnica è importante segnalare la durabilità e l'elevata inerzia termica, cioè la capacità che ha il legno massiccio di variare più o meno lentamente la propria temperatura come risposta a variazioni di temperatura esterna oppure a una sorgente di calore o raffreddamento interno. Per questo motivo, le costruzioni sono fresche d'estate e calde d'inverno. Le pareti in tronchi massicci presentano un ottimo isolamento acustico e consentono di realizzare edifici fino a 4-5 elevazioni. Il sistema di incastro degli elementi conferisce agli edifici il comportamento scatolare necessario per contrastare gli effetti delle sollecitazioni sismiche. Queste ultime risentono positivamente anche della massa del legno che è inferiore rispetto ad altri materiali, per esempio la muratura. Tra i principali svantaggi di questa tecnica costruttiva occorre citare i tempi di costruzione più lunghi e le problematiche legate alle variazioni del tenore di umidità e al ritiro del legno in direzione perpendicolare alle fibre, di entità maggiore rispetto a quella longitudinale. Per esempio, una parete di 2,5 m, costituita da tronchi non correttamente stagionati, può subire una deformazione di 2-3 cm. L'entità delle contrazioni e delle dilatazioni può essere tale da lesionare il cappotto isolante esterno che andrebbe evitato in questo tipo di edifici - o da provocare il malfunzionamento degli infissi. Nel costruire un edificio mediante il sistema Blockbau occorre curare molto bene i dettagli dei collegamenti angolari e tenere lontana l'umidità. A tale scopo è necessario che le pareti non vengano poggiate direttamente sulla platea ma su un cordolo piuttosto alto. Tale soluzione progettuale dovrebbe essere presa in considerazione anche per le altre tecniche costruttive analizzate in precedenza. Per assicurare maggiore stabilità e impermeabilità è opportuno prevedere la presenza di balconi o porticati che circondano la casa e un tetto caratterizzato da una notevole sporgenza. Tutti gli infissi esterni, che sono montati su una trave di grande spessore, richiedono un falso telaio con scanalature tagliate in modo da impedire alla pioggia di infiltrarsi all'interno della parete. ### I criteri di progettazione per edifici a pareti portanti A questo punto, analizziamo le principali regole da seguire quando si imposta la pianta architettonica di un edificio in legno a pareti portanti. Tali criteri sono validi per i sistemi costruttivi Platform frame, X-Lam e Blockbau in quanto pur avendo caratteristiche costruttive diverse, presentano il medesimo comportamento strutturale.