Tecniche costruttive in legno: le più diffuse, dal Blockbau all’X-lam

I sistemi costruttivi in legno possono essere distinti, in base alla mole, in sistemi leggeri (Platform Frame, Telaio) e pesanti (Xlam, Blockbau). Che si tratti di una nuova costruzione o di una ristrutturazione, ampliamento e ricostruzione, o riqualificazione energetica, il legno può essere un valido alleato in architettura.

Il legno, materiale antichissimo, ha accompagnato l’uomo fin dagli albori della civiltà, dai suoi primi passi al di fuori dalle caverne, per cercar riparo o come strumento di uso quotidiano (per riscaldarsi o cuocere il cibo). Dalle prime tende alle capanne, la tecnica si è evoluta notevolmente. Oggi, con le opportune lavorazioni, è considerato il miglior materiale antisismico, ecologico, leggero e rapido nel costruire.

Il legno come materiale strutturale era il protagonista di una prassi consolidata fino alla fine dell’800, quando l’acciaio, ma soprattutto il cemento armato, vennero alla ribalta dello scenario edilizio internazionale e ne divennero protagonisti.

I vantaggi legati all’uso del legno rispetto a materiali come l’acciaio o il c.a., risiedono soprattutto nella sua leggerezza e duttilità (caratteristica preziosa nella progettazione antisismica), facilità di lavorazione, impatto ambientale. Efficienza energetica, bioedilizia, ecologia, sostenibilità, ne fanno un valido alleato nella lotta ai cambiamenti climatici.

Vantaggi nell’uso delle tecniche costruttive in legno

La tecnica delle costruzioni in legno, nel tempo è evoluta notevolmente, implementando nuovi prodotti legnosi compositi e ingegnerizzati, e affinando le modalità di connessione degli elementi strutturali. Tanto che, il legno, è ormai considerato il materiale costruttivo ideale, che unisce qualità antisismiche e ambientali a rapidità e semplicità della fase esecutiva.

I vantaggi legati all’uso del legno rispetto a materiali come l’acciaio o il c.a. risiedono soprattutto nella sua leggerezza e flessibilità (caratteristica preziosa nella progettazione antisismica), facilità di lavorazione, ridotto impatto ambientale. È un materiale naturale e rinnovabile, durabile (con i dovuti accorgimenti tecnici o trattamenti preservanti) e resistente al fuoco

In sintesi, i principali vantaggi del legno nelle costruzioni sono:

• Prefabbricazione
• Assemblaggio a secco
• Sostenibilità
• Leggerezza e duttilità
• Antisismico

L’impiego del legno per le costruzioni significa anche un indubbio beneficio in termini di risparmio energetico (ed economico). Già a partire da un singolo elemento come una trave in legno, per la cui produzione è necessaria molta meno energia rispetto ad una trave in c.a. o acciaio. Poi, riducendo i tempi di costruzione, grazie a prefabbricazione e montaggio a secco (in cantiere vengono trasportate anche intere pareti comprensive di serramenti e accessori, pronte per essere montate rapidamente con piastre di acciaio, viti, chiodi e bulloni), si ha un ulteriore risparmio in termini di tempi e mezzi (e quindi di costi).

Avendo caratteristiche termiche migliori, in termini di isolamento termico e acustico, il legno assicura un miglioramento dell’efficienza energetica dell’edificio, e può contribuire al raggiungimento di un’alta classe energetica (APE) e alla certificazione di sostenibilità dell’edificio, secondo i vari protocolli di certificazione (BREEAM, Casa Clima, Leed, GBC), o agli incentivi fiscali. È ideale quindi, sia per le nuove costruzioni, che nella riqualificazione energetica di un edificio.

Ogni specie legnosa, ha le sue peculiarità. Ogni buon progetto dovrebbe prevedere l’uso di multiple specie a seconda della funzione strutturale e resistenza richiesta e delle qualità estetiche caratteristiche, senza dimenticare la provenienza sostenibile garantita dalle certificazioni (certificazione fsc/pefc che garantisce la gestione forestale sostenibile). Essendo un materiale naturale, garantisce la salubrità degli ambienti (non rilascia sostanze nocive ed è un regolatore naturale di umidità e temperatura): la qualità dell’aria interna, è infatti minacciata da molteplici fonti di inquinanti indoor (fumo, amianto, vocs, microplastiche e nanoplastiche, formaldeide, PFAS, etc) causa della cosiddetta sindrome dell’edificio malato o “Sick Building Syndrome” (SBS).

Infine occorre infrangere due tabù circa il legno: durabilità e resistenza al fuoco. Se ben progettato (regola delle 4D) e protetto (in particolare dall’acqua) anche attraverso appositi trattamenti (trattamento termico, acetilazione, Shou Sugi Ban o Yakisugi, etc)., le costruzioni in legno possono durare in eterno, o quasi (Es. pagode). Gli edifici in legno possono anche essere molti alti, come torri. Si sa, infine, che il legno è un materiale infiammabile, ma brucia lentamente (non collassa come l’acciaio): conoscendo il suo comportamento al fuoco se ne possono controllare gli effetti.

Le principali tecniche costruttive in legno

Le prime costruzioni in legno si perdono nella memoria dell’umanità, da quando l’uomo ha abbandonato le caverne per abitare all’esterno e aggregarsi in comunità. Di natura spontanea, erano perlopiù matasse di tronchi sovrapposti e incrociati a formare una capanna primitiva, a volte solo un tetto o un rifugio. Paglia, terra, tronchi, ramoscelli e foglie: quanto l’uomo poteva trovare prontamente disponibile in natura. Capanne, palafitte, primordiali forme di architettura vernacolare (come i trabucchi o i trulli), partorita dal luogo dove si manifesta e da cui recupera materiali e tecniche locali (genius loci).

L’architettura occidentale dominante, a differenza di alcune parti dell’Asia (Giappone e Cina su tutti), nord Europa e Canada, ha dimenticato nel tempo l’uso del legno, a favore della pietra, muratura, acciaio, vetro e cemento armato, relegandolo a materia di copertura o per gli arredi. La “riscoperta” del legno come materiale da costruzione avviene a partire dagli anni ’70 del Novecento, in concomitanza con l’invenzione di nuovi prodotti legnosi (come il legno lamellare). Anche sulla spinta della neonata sensibilità ambientale, l’interesse e la ricerca sul legno, divennero globali. Col tempo, la tecnica si affina: le giunzioni e connessioni metalliche, la carpenteria, e le normative (specialmente antisismica e antincendio).

Le principali tecniche costruttive in legno, e più diffuse attualmente nel settore delle costruzioni, sono:

• Blockbau
• Telaio (travi e pilastri)
• Platform frame
• Xlam (CLT o Cross Lam)

Tali sistemi possono anche essere presenti simultaneamente nello stesso edificio (Es., struttura ibrida: telaio + xlam) o interagire con altri materiali come cemento armato e acciaio. Capita sovente di vedere i piani bassi a contatto col terreno in pietra o cemento armato e, sopra, la struttura in legno. Strutture miste, materiali diversi che collaborano tra loro, prendendo il meglio l’uno dall’altro.

Costruzioni a traliccio (molto diffuse in Europa dell’est e centrale) o casa a graticcio, strutture a guscio (gridshell), strutture a cruck (storicamente usate in Inghilterra e Scozia), Hallenhaus (presenti in Germania e Olanda), le tipiche chiese Lemko dei Carpazi, le minka giapponesi, sono altri esempi di tipologie costruttive in legno.

Qualunque sia la scelta della struttura in legno, al termine dei montaggi deve essere previsto un sopralluogo ispettivo alla presenza della Direzione Lavori per verificare la congruità di quanto eseguito rispetto al progetto e alle norme. Con la certificazione di regolare esecuzione ed il collaudo, l’impresa realizzatrice può consegnare a committenza e Direttore Lavori la struttura ultimata, rilasciando un documento a garanzia del lavoro fatto.

Blockbau: la casa di tronchi

Uno dei più antichi metodi costruttivi in legno, frutto d’istinto e e spontaneità, consiste nella sovrapposizione di tronchi uno sopra l’altro, accatastandoli in verticale a formare pareti fino a congiungerle con il tetto. L’incastro viene realizzato negli angoli, attraverso degli incassi tra le assi che donano rigidità alla struttura.

Chiamato Blockbau (o Block Haus, Log House o Casa a Tronchi), il sistema della sovrapposizione di tronchi, prevede che la stabilità di ciascuna parete deve essere ottenuta attraverso incroci agli angoli, o altri sistemi continui in altezza, che impediscano alla parete i movimenti fuori dal piano.

La struttura della Blockhaus, può poggiarsi sul terreno in due modi (attacco a terra):

• su solaio a terra (a contatto con il terreno)
• su elementi puntuali (rialzata dal terreno)

Nel caso poggi direttamente su un solaio a terra va creato un vespaio alla base ed i tronchi adiacenti vanno impermeabilizzati. Alcuni usano mettere delle varietà di legname più resistente all’acqua come la quercia o il larice. Altrimenti, la costruzione è posta su elementi puntuali come piccoli piedini che la tengono rialzata evitando il contatto con il terreno e quindi i ristagni dell’acqua. Il problema maggiore del legno, si sa, deriva proprio dal contatto con l’acqua, ed in particolare dai ristagni d’acqua e dai ripetuti stati asciutto-umido che ne provocano spacchi, crepe, deformazioni, muffe ed attacchi biologici.

Una rivisitazione della tecnica Blockbau in chiave moderna (e un po’ anarchica) è la Final Wooden House di Sou Fujimoto, una ricerca sul tema dell’abitare, in relazione al rapporto tra l’essere umano ed il suo ambiente naturale.

Il sistema costruttivo

Essendo una tecnica costruttiva basata sulla sovrapposizione di tronchi, oltre all’attacco a terra, la Blockbau deve garantire, attraverso scanalature e intagli, l’allineamento verticale e la chiusura angolare del volume (nodo d’angolo).

I più diffusi tipi di nodo d’angolo sono due:

• nodo “a croce” (standard)
• nodo “a coda di rondine”

Anticamente, i tronchi di legno erano usati allo stato grezzo, appena sbozzati con l’ascia, senza particolari rifiniture e, poi, venivano accatastati uno sull’altro in modo orizzontale fino a formare una parete, un muro di tronchi. L’incastro, sempre negli angoli, veniva realizzato o tramite legature con corde o sbozzando in maniera rudimentale il legno, fino a ricavare delle tasche. Gli elementi costruttivi attualmente presenti sul mercato sono tondi o squadrati, con un ampio range di rifiniture.

Oggi, con le moderne tecnologie industriali, le macchine CNC (Control Numeric Number o Macchine a Controllo Numerico), la semplicità con cui realizzare elaborati e precisi intagli nel legno, ha spianato la strada a sistemi di incastro molto evoluti e raffinati. I tronchi appaiono elaborati nella forma e fresati su ambo le facce che andranno a contatto ottenendo delle guide che favoriscono la stabilità dei pezzi. Anche i nodi angolari presentano delle finiture più accurate e diversificate, a favore di sicurezza. Inoltre, ogni tot distanza vengono forati per permettere l’inserimento di barre di acciaio che ancorano la struttura a terra, impedendone il ribaltamento in caso di terremoti (la stessa funzione che ha l’hold down nel sistema xlam).

Strutture a telaio in legno: travi e pilastri

Le strutture a telaio in legno, anche dette ad ossatura portante lignea, sono realizzate con travature in legno massiccio o lamellare che svolgono la funzione di trave o di pilastro. Una tecnica antichissima, che dal punto di vista statico è la trasposizione del sistema “trilitico”: due montanti verticali, sormontati da un’asta orizzontale (portale). I primi templi greci e gli ordini architettonici, ormai scomparsi, erano infatti realizzati in legno.

Il sistema, anche detto a ossatura portante o a gabbia, permette una grande flessibilità di organizzare gli spazi e versatilità d’uso. Travi e pilastri assolvono la funzione portante della struttura, lasciando grandi spazi liberi aperti, che possono essere tamponati a piacimento con forme e materiali arbitrarie, poiché avente solo funzione d’irrigidimento. Di fondamentale importanza sono gli elementi di controventatura, che si occupano di assorbire e contrastare le spinte orizzontali di vento e sisma, stabilizzando l’edificio.

Travi e pilastri assolvono la funzione portante della struttura, lasciando grandi spazi liberi aperti,
che possono essere tamponati a piacimento con forme e materiali arbitrarie, poiché avente solo funzione d’irrigidimento.

Il sistema costruttivo

Di fondamentale importanza sono gli elementi di controventatura, che si occupano di assorbire e contrastare le spinte orizzontali di vento e sisma, stabilizzando l’edificio. Altrettanto importanti, sono le tecniche e le tipologie di giunzione dei vari elementi costituenti l’ossatura portante dell’edificio.

Gli elementi lignei possono essere uniti tra loro attraverso connessioni:

• a tutto legno
• metalliche

L’attuale normativa impone l’uso di connettori metallici per unire i vari elementi, sebbene l’architettura cinese antica e le pagode giapponesi siano prestigiosi testimoni di come il legno, se opportunamente lavorato, basta a sé stesso. Altri esempi mirabili sono i trabucchi (o trabocchi), il Tamedia Office (dell’architetto giapponese Shigeru Ban) e la Yoshino Nursery School (la scuola in legno di Tezuka Architects).

Platform frame: la struttura intelaiata

La costruzione a ossatura portante (travi e pilastri), arrivando in America a inizio Ottocento, subì una progressiva mutazione. La necessità di una tecnologia leggera e rapida per la costruzione di nuovi insediamenti in via di sviluppo e la concomitante produzione industriale di chiodi a basso costo, crearono le condizioni fertili per un’evoluzione della tecnica: nasce il Balloon Frame.

Ora il legno, potendo contare su unioni metalliche a buon mercato, potè ridurre i suoi spessori. Una serie di telai costituiti da montanti e travetti di sezione molto ridotta ad interasse di 40-60 cm, irrigiditi da tamponature sottoforma di tavole o pannelli legno-derivati.

Il Platform frame (o timber frame), evoluzione del Balloon Frame, ha compiuto un ulteriore passo avanti. I telai si interrompono e si sovrappongono, piano per piano.

Il Platform Frame è un metodo costruttivo leggero che ha la possibilità di essere realizzato direttamente in cantiere o preassemblato in fabbrica comprensivo di infissi e isolante, per poi essere posto velocemente in opera, accostando le pareti e sovrapponendovi i telai orizzontali dei solai.

Il sistema costruttivo

L’edificio viene realizzato un piano alla volta. Una volta posizionate tutte le pareti e messo il solaio, sullo stesso vengono poste le pareti del piano superiore e così via. Il solaio sottostante funge da piattaforma per il piano successivo (da qui il nome Platform Frame).

Il sistema intelaiato è molto utilizzato in Nord America, in particolare nel Canada. Qui esiste un manuale per i progettisti talmente dettagliato e variegato, da coprire un’ampia casistica di edifici residenziali a 2-3 piani, permettendo di avere per una determinata dimensione e tipologia edilizia, le misure esatte del telaio da utilizzare, evitando così i calcoli strutturali.

Ma è un sistema che si va diffondendo sempre di più in tutto il mondo. In Italia, un esempio vincente della sua applicazione è il progetto dell’Università di Architettura Roma Tre, “RhOME for denCity”, trionfatore dell’edizione 2014 del Solar Decathlon Europe. Altro mirabile esempio è Casa 4, un edificio NZEB (i consumi ridottissimi sono ampiamente coperti dal fotovoltaico in copertura) fatto di materiali naturali: legno (per la struttura), paglia di riso e sughero come isolanti. E la scuola di Castel Cerreto.

L’xlam è un prodotto ligneo di recente invenzione. La sua origine risale ai primi anni 90 in Austria e Germania, per poi essere perfezionato in Italia, nei laboratori del CNR Ivalsa (Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree) in collaborazione con l’Università di Trento e quella austriaca di Graz.

Dopo anni di ricerche si è giunti alla messa a punto di un pannello multistrato in legno, dato dalla somma di tante lamelle affiancate e unite in modo incrociato a strati alterni. Xlam (o Cross Lam) è la corrispondente versione italiana di CLT, acronimo di Cross Laminated Timber, ovvero lamelle di legno a strati incrociati.

L’xlam è un prodotto innovativo, antisismico e particolarmente vocato alla prefabbricazione e ad un rapido montaggio in opera: con l’ausilio di una piccola gru, in pochi giorni l’edificio è assemblato, pronto per ricevere i rivestimenti e le rifiniture previste. In cantiere possono arrivare, infatti, intere pareti già assemblate, complete di infissi.

Il sistema costruttivo

I pannelli sono realizzati in officina (prefabbricati), con macchine a controllo numerico (CNC) che si occupano di selezionare le singole tavole, eliminare i difetti (nodi), creare giunzioni a pettine per incastri a formare un piano, che verrà poi sovrapposto trasversalmente a formare una serie di stratificazioni incollate l’una sull’altra.

Questa alternanza di ortogonalità crea come è facile immaginare, anche un’alternanza di disposizione delle fibre e quindi della direzione resistente, donando una maggiore resistenza a tutto il pannello in ambo le direzioni. Il legno, per sua natura, è infatti un materiale anisotropo, caratterizzato cioè da una diversa resistenza secondo le direzioni: il valore massimo si ha nella direzione parallela alle fibre, in maniera molto minore lo si ha se perpendicolare o trasversale.

L’xlam è un prodotto che ovvia a questi problemi, alle dimensioni naturalmente limitate dei tronchi e permette di utilizzare quelle tavole che, per difetti e resistenza, sarebbero altrimenti scartate o comunque non destinate ad usi strutturali.

È un prodotto tecnologico vocato alla prefabbricazione. Pareti e solai vengono tagliati e sagomati a misura, per poi essere trasportati in cantiere e lì soltanto assemblati. Con l’ausilio di una gru, e pochi operai, tempi di lavorazione si riducono a pochi giorni (per una villetta unifamiliare).

La produzione standard prevede pannelli che di regola non superano, nella dimensione più corta, l’altezza di un piano d’edificio, per evidenti ragioni di opportunità progettuale e costruttiva, ma anche per ragioni di trasporto del pannello finito. Le dimensioni massime dei pannelli xlam sono correlate alla dimensione del mezzo di trasporto e possono raggiungere i 24 m in una direzione, i 4,80 m nell’altra e uno spessore di 500 mm.

I pannelli xlam possono essere formati da un numero di stratificazioni variabile tra un minimo di 3 e un massimo di 9. La specie legnosa più usata è l’abete rosso, molto diffusa ed economica, sebbene non eccelle in qualità meccaniche. La tecnica ricorda quella del compensato, solo che, al posto di sottili fogli di legno incollati, qui abbiamo delle vere e proprie tavole.

Prestazioni antisismiche e resistenza al fuoco

È un prodotto certificato antisismico. Nei test effettuati in Giappone nel 2007, un edificio di 7 piani in xlam, costruito con abete rosso della Val di Fiemme, e posto su una tavola vibrante, ha resistito molto bene alla simulazione del terribile e distruttivo terremoto di Kobe del 1995, di magnitudo pari a 7.2 della Scala Richter, che provocò la morte di oltre seimila persone.

L’edificio, alto 24 metri, e progettato dal CNR Ivalsa, rientra nel progetto di edilizia ecocompatibile, denominato “SOFIE” (SISTEMA COSTRUTTIVO FIEMME), finanziato dalla Provincia autonoma di Trento e coordinato dal CNR Ivalsa, con la collaborazione di soggetti pubblici e privati.

 

“Dal punto di vista strutturale – spiega il professor Ario Ceccotti, direttore dell’Ivalsa – il legno si deforma adeguandosi al sisma, ma poi ritorna al suo posto”.

È resistente al fuoco. Sembra paradossale, perché il legno, per sua natura, è un materiale combustibile. Ma il processo di carbonizzazione del legno è molto lento, con velocità comprese nell’intervallo di 0,55-1,0 mm/min a seconda della specie legnosa, della densità e del tipo di materiale o prodotto a base di legno. Ma è un processo noto e controllato. A differenza dell’acciaio (che collassa all’improvviso), il calore non fa perdere la resistenza al legno: è solo la riduzione della sezione per bruciatura che fa cedere la struttura.

La carbonizzazione della superficie protegge gli strati interni dei pannelli cosicché la struttura collassa con tempi lunghi. La perdita di efficienza di una parete in legno avviene per riduzione della sezione resistente e non per decadimento delle caratteristiche meccaniche (come per l’acciaio). Il legno non carbonizzato rimane efficiente dal punto di vista meccanico fino a quando la sezione si riduce talmente da non poter più assolvere alla sua funzione portante. L’xlam migliora ulteriormente questi parametri.

Il limite di applicazione dei pannelli CLT non è ancora stato ben definito. Esempi mirabili di opere che ne mettono in luce le straordinarie qualità architettoniche, possono trovarsi nell’Asilo Nido a Guastalla di MCA, The Smile (Xlam di latifoglia americana curvo), nei grattacieli Mjøstårnet, Hoho Wien, Ascent MKE (l’edificio in legno più alto al mondo) e nelle Tiny house in legno di Renzo Piano (Diogene) e Tengbom Architects (Smart Student Unit). C’è poi un ufficio nei Paesi Bassi che si distingue per la sostenibilità (Geelen Counterflow), utilizza tavole di conifera sovrapposte a strati incrociati come l’xlam, tuttavia non usa colle: le tavole sono sovrapposte, fresate e unite da tasselli in faggio, due alla volta.

Infine la recentissima CityWave a Milano, dall’iconica copertura concava sospesa realizzata con un sistema di cavi d’acciaio integrati in un pacchetto strutturale in legno composto da cinque strati incrociati di pannelli X-LAM.

Sistemi di fissaggio: unioni, connessioni e giunti

Qualunque sia la tecnica costruttiva in legno adottata, richiede sistemi di fissaggio, connessioni e giunti. Anticamente e, fino all’800, alla diffusione dell’acciaio a buon mercato grazie all’industria, le strutture in legno erano costituite da elementi uniti tra loro per mezzo di giunzioni di carpenteria tutto legno, attraverso scassi e intagli di particolare destrezza (come il DouGong delle Pagode).

Le tecniche di connessione tra elementi lignei possono distinguersi in due tipologie:

• giunzioni tradizionali della carpenteria (legno-legno), realizzate attraverso la lavorazione delle superfici di contatto: le sollecitazioni si trasmettono direttamente per sforzi di compressione;
• giunzioni meccaniche di tipo moderno, realizzate attraverso l’inserimento di elementi metallici oppure strati di colla.

Le unioni meccaniche di tipo moderno (acciaio-legno), secondo la tipologia di connettore, si distinguono in:

• connettori metallici a gambo cilindrico (chiodi, bulloni, perni, cambrette, viti e spinotti);
• connettori metallici di superficie (caviglie, anelli, piastre punzonate e dentate).

Oggi esiste una grande varietà di carpenteria metallica per le strutture in legno: chiodi, viti, spinotti o caviglie e bulloni, piastre metalliche, a vista o celati nell’elemento strutturale. Ogni tipo di unione ha i suoi vantaggi e svantaggi: la scelta del progettista sarà orientata da criteri estetici, economici, pratici o di efficienza strutturale.

Per il dimensionamento e la verifica delle connessioni metalliche, la normativa nazionale (NTC 2018) si rifà all’Eurocodice 5 (sezione 8).

Coperture in legno

Il coronamento ideale di una struttura in legno, è una copertura in legno. Quando si pena a solai e tetti in legno a vista, l’immagine evocativa dei meravigliosi cassettonati rinascimentali e intarsiati di rara beltà è immediata. Ma la struttura in legno può anche essere celata da intonaco, pannelli o altro. Un tipico tetto in legno può essere realizzato con struttura a travi e travetti a vista (sormontata da tavolato, isolante e altri strati), con o senza capriate, oppure con pannelli in legno xlam, intervallati da travi ove necessario.

Il legno può essere usato assieme ad altri materiali come laterizi, cemento armato, pietre o acciaio. Su una base di travi in legno poggianti sulle pareti, possono adagiarsi tavole e tavolati in legno o laterizio, lastre d’acciaio o alluminio e sormontato da una soletta gettata in opera in calcestruzzo o posata a secco con altri materiali. Le possibilità sono moltissime.

Il manto di copertura può essere realizzato sia in maniera continua che discontinua, di diversa forma (coppi, embrici, tegole, scandole, lastre), e materiali (laterizi, metallo, legno, pietre). Nell’edilizia residenziale tradizionale italiana, la copertura a coppi e tegole di laterizio è la più diffusa. Tetto caldo, freddo o rovescio, tetto verde, a capanna o a cupola, diverse sono le tipologie, in grado di adattarsi alle differenti zone climatiche e alle esigenze dell’utente.

Una copertura in legno, originale e suggestiva, è quella del Thailandia Apple Store di Foster: un tetto a sbalzo in legno che avvolge e copre lo spazio come una volta naturale o canopea, un maestoso albero che sorregge il cielo.

Il legno per la sostenibilità del costruito

Il legno, insieme alla terra e alla pietra, è il materiale da costruzione più sostenibile esistente, perché si trova già in natura, va soltanto lavorato, tagliato e rifinito a misura. Leggero e “facile” da trasportare, rapido al montaggio, è il materiale ideale per costruzioni veloci, sostenibili, sane.

Rispetto ad altri materiali da costruzione, come acciaio e cemento armato, il legno richiede meno energia (sia durante la lavorazione delle parti, che durante la realizzazione dell’edificio) e produce meno emissioni di gas serra e meno rifiuti (le parti in legno, a fine vita, possono essere recuperate e avviate a riuso oppure destinate a trasformarsi in biomassa per impianti termici o per produrre energia). L’impatto ambientale del legno è negativo o nullo, se si considera la CO2 che imprigiona nelle sue fibre sottoforma di carbonio (stock). Un metro cubo di legname imprigiona una quantità media pari a circa una tonnellata di CO2. Con l’uso del BIM, l’impatto ambientale delle costruzioni può ancora diminuire, permettendo di controllarne ogni fase costruttiva.

Sebbene sia un valido alleato per la lotta ai cambiamenti climatici, da solo non basta. Nel settore edilizio, oltre all’uso del legno, occorre in generale investire nella riqualificazione energetica o retrofit del patrimonio immobiliare, con sistemi di prefabbricazione e Off-Site Construction, isolando l’involucro edilizio per ridurne le dispersioni termiche, insieme a impianti di climatizzazione ad alta efficienza (pompe di calore, pannelli radianti per riscaldare e raffrescare), infissi e serramenti dalle elevate prestazioni abbinati a schermature solari ed energie rinnovabili per ridurre i consumi energetici e le emissioni. Nel settore dei trasporti, investire nella mobilità sostenibile, nell’auto elettrica e, ove possibile, preferire spostamenti a piedi o in bicicletta.

Un uso consapevole delle risorse del pianeta, in primis l’acqua (preferendo ove possibile, l’acqua potabile del rubinetto a quella in bottiglia che rilascia microplastiche nell’ambiente), riducendo i consumi e gli sprechi, migliorando la raccolta differenziata, il riuso dei prodotti e il riciclo delle materie prime dei rifiuti elettronici (RAEE), rispetto allo smaltimento in discariche o per incenerimento dei rifiuti e scegliendo le alternative ecologiche ai PFAS. Ridurre i consumi e la produzione dei rifiuti – soprattutto in plastica – e dell’abbigliamento a basso costo o fast fashion. Tutti noi, possiamo e dobbiamo impegnarci di più.

FAQs Costruzioni in legno

Quali sono le principali tecniche costruttive in legno?

Le principali tecniche costruttive in legno, attualmente diffuse nel settore delle costruzioni, sono: Blockbau, Telaio (travi e pilastri), Platform frame (intelaiata) ed Xlam (a strati incrociati, a pannelli portanti, anche detta CLT o Cross Laminated Timber).

Qual è la differenza tra X-Lam e Platform Frame?

La differenza tra X-Lam e Platform Frame si evidenzia principalmente nello sviluppo in altezza. Con il sistema Crosslam o CLT, sono stati realizzati numerosi edifici multipiano certificati antisismici. Ma per edifici di 1-2 piani, la differenza è sottile e principalmente dettata da scelte di natura pragmatica.

Dal punto di vista della messa in opera, non differiscono granchè. Entrambi, possono venire prefabbricati come pareti (anche comprensive di infissi) trasportate in sito e, attraverso gru e similari, essere assemblati in cantiere.

Quale sistema costruttivo in legno offre le migliori prestazioni sismiche?

Le costruzioni in legno, se ben curate nella progettazione e messa in opera, possono offrire eccellenti prestazioni antisismiche. Il legno è infatti un materiale leggero e duttile (rispetto ad acciaio e cemento armato), due caratteristiche che permettono di rispondere bene alle azioni sismiche (vedi Pagode).

Il sistema costruttivo in legno offre le migliori prestazioni sismiche, certificato da autorevoli studi e prove sul campo, è quello a pannelli portanti e strati incrociati, ovvero l’Xlam, che permette di realizzare edifici molto alti e a più piani, garantendo un’elevata tenuta al sisma.

Quanto dura una casa in legno?

La durata di una casa in legno, dal punto di vista temporale, è variabile e può benissimo superare le più diffuse case in muratura, acciaio o cemento armato. Generalmente le case in legno sono garantite 50 anni, come avviene per il cemento armato.

Essendo un materiale organico e “vivo”, ha bisogno di particolari accorgimenti tecnici in fase di progettazione e di realizzazione, in modo particolare per protezione dagli agenti atmosferici e dall’umidità. La scelta della specie legnosa, è un altro parametro cruciale, per resistenza, tenacia, durabilità e densità. In condizioni ideali, e con la dovuta manutenzione, una costruzione in legno può non avere limiti di durata (esiste una Pagoda in giappone che “resiste” da oltre un millennio).

Le case in legno sono sicure contro gli incendi?

Si, le case in legno sono sicure contro gli incendi. Sebbene il legno sia un materiale infiammabile per natura, infatti, il suo comportamento al fuoco è ben conosciuto. Brucia piuttosto lentamente e, nel bruciare, crea uno strato protettivo (carbonatazione) che lo “protegge” dalla fiamma. La sua resistenza meccanica non collassa come nel caso dell’acciaio ma diminuisce costantemente in modo direttamente proporzionale alla sua sezione. Maggiorando la sezione dell’elemento portante, o applicando trattamenti protettivi, in caso d’incendio si può garantire la sicurezza degli occupanti per tutto il tempo necessario a permetterne l’evacuazione.

Quale tecnologia in legno garantisce il miglior isolamento termico?

La tecnologia in legno che garantisce il miglior isolamento termico non esiste, o meglio, esiste ma dipende dal caso. Una struttura Platform-frame, se isolata nelle sue cavità con materiale di qualità, può garantire un ottimo isolamento termico. Ma in ogni caso non basta, almeno per le zone climatiche più fredde. In funzione del luogo, andrà eventualmente previsto un eventuale strato aggiuntivo di coibentazione. L’Xlam è strutturalmente più sottile, quindi permette l’aggiunta di strati esterni di materiale isolante senza comprometterne lo spessore finale. Anche per la struttura a telaio o blockbau, dipende dallo spessore totale comprensivo di isolante e dalle condizioni termiche esterne. Ogni luogo e tipo di edificio andrà analizzato in maniera specifica, per trovare la soluzione migliore.

Quanto costa costruire una casa in legno?

Costruire una casa in legno ha un costo generalmente più elevato ma che si ripaga nel tempo in termini di salubrità degli ambienti, impatto ambientale, maggior isolamento termico e bollette inferiori.

In generale si risparmia sui costi della fase costruttiva (tempi ridotti): prefabbricazione, assemblaggio a secco. I maggiori costi si hanno nella progettazione (maggior precisione e cura) e nella manodopera più qualificata. In media il costo al mq può variare dalle 6-800 euro fino ad oltre 2mila, in funzione della tipologia strutturale scelta e della qualità delle rifiniture.

Quali sono i vantaggi del sistema X-Lam?

I vantaggi del sistema X-Lam sono, da una parte, la certificata capacità antisismica, dall’altra, la possibilità di prefabbricazione e montaggio veloce. Il sistema a pannelli portanti e strati incrociati o Xlam, permette di realizzare edifici molto alti e a più piani, garantendo un’elevata tenuta al sisma. La struttura può essere prefabbricata e arrivare in cantiere come pareti (anche comprensive di infissi) e, attraverso gru e similari, essere assemblata molto rapidamente.

Quando scegliere il Platform Frame?

Il Platform Frame può essere il sistema costruttivo ideale in caso di edifici modesti in altezza, nell’ordine di 1-3 piani, laddove la facilità di assemblaggio e posa in opera sia preponderante.

Come funziona il sistema Timber Frame?

Il sistema Timber Frame, comprende sia le strutture a telaio in legno (travi e pilastri), che quelle intelaiate dove una serie di telai in legno vengono composti e assemblati a formare pareti e solai. Il sistema funziona per interposizione di elementi verticali insieme ad altri orizzontali, a formare un telaio.

Quali sono le caratteristiche delle costruzioni Blockhaus?

Le caratteristiche delle costruzioni Blockhaus si perdono nella memoria dell’umanità. Primordiali forme di rifiugio, nate dall’idea di accatastare i tronchi nudi, uno sopra l’altro, fino a trovare riparo. Di semplice concezione tecnologica (travi sovrapposte che s’incastrano agli angoli, alla base e sul tetto), sono poco idonee per edifici complessi.

Le strutture in legno richiedono molta manutenzione?

Tutto dipende dall’accuratezza della fase di progettazione e realizzazione. In generale, se il legno è esposto alle intemperie, deve essere previste delle parti di “sacrificio” che salvaguardano la struttura, ma come tali, richiedono la sostituzione. Una buona manutenzione, la sostituzione degli elementi ammalorati, trattamenti ripetuti ove necessari, garantiscono alla struttura in legno una potenziale eternità.

Quali normative regolano le costruzioni in legno in Italia?

Il primo strumento normativo nato in Europa per regolamentare le costruzioni in legno è l’Eurocodice 5 (UNI EN 1995). Mentre altri Paesi già regolamentavano l’uso del legno nel settore edilizio, l’Italia si mossa tardi. Soltanto nel 2008, le norme tecniche per le costruzioni italiane, hanno inserito il legno tra i materiali da costruzione, recuperandone prescrizioni e calcoli direttamente dall’Eurocodice 5.

Le nuove NTC2018 e la relativa circolare n.7/2019 con le istruzioni applicative, sono attualmente lo strumento normativo ufficiale e fondamentale per la progettazione, dimensionamento e verifica delle costruzioni in legno. Parallelamente, per agevolare l’applicazione dello strumento normativo, il Consiglio Nazionale delle Ricerche ha rilasciato il Documento Tecnico DT 206 R1/2018, avente ad oggetto le Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Strutture di Legno, strumento indispensabile nel settore dell’Ingegneria delle Strutture di legno.

Qual è l’impatto ambientale delle case in legno?

L’impatto ambientale delle case in legno è di gran lunga inferiore rispetto alle case in acciaio o cemento armato. Rispetto ad altri materiali da costruzione, come acciaio e cemento armato, il legno richiede meno energia (sia durante la lavorazione delle parti, che durante la realizzazione dell’edificio) e produce meno emissioni di gas serra e meno rifiuti (le parti in legno, a fine vita, possono essere recuperate e avviate a riuso oppure destinate a trasformarsi in biomassa per impianti termici o per produrre energia).

La prefabbricazione e l’assemblaggio a secco dei vari elementi (per il getto del calcestruzzo, occorre attendere 28 giorni di presa) permette un risparmio di tempi, mezzi e costi e, di conseguenza un minore impatto ambientale anche in fase costruttiva.

Quale tecnologia costruttiva è più adatta agli edifici multipiano?

La tecnologia costruttiva più adatta agli edifici multipiano è quella a telaio (travi-pilastri) ed Xlam.

Quali sono le prestazioni energetiche degli edifici in legno?

Le prestazioni energetiche degli edifici in legno sono migliori di altri sistemi costruttivi. Il legno, rispetto all’acciaio, al cemento armato e alla muratura, ha una trasmittanza termica inferiore (ha migliori proprietà isolanti) a parità di spessore. Chiaramente dipende dalla specie legnosa e dallo spessore dell’elemento costruttivo. Il telaio in legno ha il vantaggio ulteriore di poter incorporare il pacchetto isolante all’interno dell’elemento strutturale.

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Bibliografia

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• UNI 11035-2: Legno strutturale – Classificazione a vista dei legnami secondo la resistenza meccanica (Parte 2: Latifoglie a sezione rettangolare)
• UNI 11035-3: Legno strutturale – Classificazione a vista dei legnami secondo la resistenza meccanica (Parte 3: Travi Uso Fiume e Uso Trieste)
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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 16/04/2020

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