Il legno materiale per un'edilizia sostenibile
Lo scorso 10 novembre si è svolta a Padova una Giornata di Studio, organizzata dalla Sezione di Nord-Est dei Georgofili, nell’ambito del programma di Celebrazioni dell’Anno Internazionale delle Foreste
di Raffaele Cavalli
- 16 November 2011
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Il legno si può considerare appieno un materiale “bio” e “tecnologico”, ossia caratterizzato da una matrice di origine biologica che si presta a essere plasmata da interventi di tipo tecnologico, di differente intensità, che consentono di realizzare edifici e strutture anche di notevoli dimensioni. Non va però dimenticato che, qualsiasi sia la costruzione realizzata, è fondamentale si crei uno stretto collegamento tra gli elementi architettonico-ingegneristici e quelli propri dell’approvvigionamento della materia prima e della gestione delle foreste da cui essa deriva.
Solo in questo modo il crescente interesse nell’utilizzo del legno per costruzioni di tipo civile potrà tradursi in uno stimolo all’intera filiera foresta-legno-edilizia.
I vincoli progettuali di un fabbricato di legno debbano confrontarsi con il materiale impiegato, la struttura o la forma del fabbricato e delle sue componenti, la realizzazione o il montaggio, le funzioni e l’utilizzazione del fabbricato.
Benché il legno manifesti una serie di elementi critici (limitata durabilità, infiammabilità, fragilità), l’attenta scelta della specie, le modalità di impiego e le lavorazioni cui può essere sottoposto, consentono di ottenere un materiale per impieghi strutturali con prestazioni del tutto comparabili con quelle dell’acciaio e superiori a quelle del calcestruzzo armato.
Costituiscono una valida testimonianza a queste considerazioni i grandi edifici, realizzati anche nei secoli scorsi, e che ancora oggi manifestano resistenza e funzionalità.
Il livello di approfondimento delle conoscenze tecniche sul materiale permette di superare molti degli elementi critici manifestati dal legno. Se è vero che il legno è un materiale fragile, è possibile progettare opportunamente delle strutture che si rivelino duttili, considerando particolari tipologie di connessioni da applicare in particolare alle travi di tipo lamellare. Anche la scarsa durabilità può essere superata mediante interventi che prevedono la concezione generale dell’opera, i dettagli costruttivi, la definizione della classe di rischio, la scelta della specie legnosa, la scelta del rivestimento protettivo.
Ogni elemento strutturale è esposto costantemente alle condizioni climatiche dell’ambiente in cui si trova e il legno è costruito dalla natura per subire il naturale degrado biologico. Ai fini dello sfruttamento del legno, il degrado biologico deve essere quindi impedito o comunque ritardato almeno tanto a lungo, quanto lunga è la durata di vita richiesta al prodotto in questione. A ogni elemento costruttivo corrisponde quindi una richiesta di durabilità, cioè una durata di vita dettata dalle aspettative del committente e dell’utilizzatore della costruzione
Si può dunque affermare che la durabilità del legno può essere “progettata” intendendo con questo termine l’adozione di una serie di misure che agiscono nel senso di ridurre le azioni che accentuano la degradazione del materiale o di aumentarne la resistenza alla degradazione stessa.
Nel primo caso si tratta di applicare misure progettuali, sintetizzabili nella Regola delle 4 D (dalle iniziali delle parole inglesi che descrivono gli interventi da attuare) che prevede la protezione dalle precipitazioni meteoriche (Deflection), il rapido allontanamento dell’acqua (Drainage), la ventilazione delle strutture (Drying), la scelta della specie legnosa e dei trattamenti da applicare (Decay resistance).
Tali misure trovano realizzazione in specifiche soluzioni architettoniche che vanno dall’applicazione di elementi di consumo, facilmente sostituibili a fine vita, fino a strutture protette all’interno di superfici vetrate.
L’aumento della resistenza alla degradazione stessa si può concretizzare con l’impiego di specie legnose a elevata durabilità (larice, per esempio) e al ricorso di trattamenti impregnanti, la cui efficacia è però solo temporanea. Si tratta perciò di misure che in ogni caso si devono integrare con quelle volte a ridurre le azioni che accentuano la degradazione del materiale.
Anche la resistenza al fuoco può essere oggetto di progettazione. L’opportuno dimensionamento degli elementi strutturali permette di aumentare il tempo necessario per portare l’elemento alla condizione di collasso. Allo stesso modo, nelle facciate rivestite di legno in edifici multipiano, la velocità di propagazione del fuoco dai piani inferiori a quelli superiori può essere limitata con appositi elementi marcapiano, che interrompono la continuità delle fiamme.
La regolarità strutturale dei fabbricati è uno dei requisiti fondamentali per l’impiego del legno anche in edifici multipiano di notevole altezza. È perciò necessario ottimizzare la forma, favorendo strutture a sezione regolare o crescente dai piani superiori a quelli inferiori.
Nell’impiego del legno come materiale strutturale è indispensabile ottimizzare la forma delle costruzioni in rapporto alle sue caratteristiche meccaniche, in particolare alla resistenza a compressione e a trazione parallelamente alle fibre. Le cupole geodetiche si dimostrano strutture particolarmente adatte a essere realizzate in legno: sono possibili nuove soluzioni architettoniche che possono essere costruite praticamente senza incastellature temporanee, a patto di calcolare tutte le differenti fasi del montaggio.
In generale, nella realizzazione delle le strutture di legno, l’installazione può essere semplificata poiché è possibile montare a terra elementi anche complessi e poi comporli in quota con un intervento limitato di manodopera. Lo stesso concetto si applica per i moduli prefabbricati di edifici multipiano, che possono essere costruiti in stabilimento e poi installati in cantiere.
Infine, l’impiego del legno non deve escludere il ricorso ad altri materiali, quali l’acciaio e il calcestruzzo armato: l’ottimizzazione dell’impiego dei diversi materiali in relazione a una coerenza progettuale può garantire ottimi risultati dal punto di vista tecnico ed economico.
L’1 luglio 2009 sono entrate in vigore le Norme Tecniche delle Costruzioni (D.M. 14.1.2008 §11.7) che hanno reso obbligatoria la certificazione di prodotto per prodotti ed elementi di legno a uso strutturale. In particolare le Norme Tecniche delle Costruzioni prevedono per il legno massiccio che il segato sia classificato secondo la resistenza; che il prodotto sia certificato mediante identificazione a cura del produttore e qualificazione con responsabilità del produttore; che il prodotto sia accettato dal direttore dei lavori, che deve acquisire e verificare la documentazione di qualificazione. Classificare secondo la resistenza significa associare a ogni singolo prodotto di legno a uso strutturale una categoria (eventualmente riconducibile a una classe di resistenza della norma unificata EN 338). Tale associazione avviene mediante: classificazione a vista o classificazione a macchina (sistema al momento ancora poco diffuso in Italia). La classificazione a vista prevede il rilievo e la misurazione di determinati parametri osservabili sul singolo elemento: è obbligatorio il rilevo di nodi, dell’inclinazione della fibratura, della densità (o velocità di crescita), delle deformazioni, di attacchi di Funghi o insetti, della presenza di legno di reazione, di altre caratteristiche rilevanti; è facoltativo il rilievo di fessurazioni. Al prodotto classificato seconda norma può essere attribuita la marcatura CE, mentre per il prodotto per il quale non è ancora disponibile una norma si attribuisce solo la qualificazione ministeriale.
È evidente che l’accettazione in cantiere del materiale e prodotti, di responsabilità del direttore dei lavori, deve avvenire mediante acquisizione e verifica dei documenti di qualificazione, contenuti nella documentazione di accompagnamento. Il direttore dei lavori deve anche verificare l’idoneità di tale documentazione, la validità e il campo di applicazione di quest’ultima (in relazione ai prodotti effettivamente consegnati ed al loro uso previsto), la conformità delle caratteristiche dichiarate alle prescrizioni progettuali.
(Foto: www.holzbuilding.it)
Solo in questo modo il crescente interesse nell’utilizzo del legno per costruzioni di tipo civile potrà tradursi in uno stimolo all’intera filiera foresta-legno-edilizia.
I vincoli progettuali di un fabbricato di legno debbano confrontarsi con il materiale impiegato, la struttura o la forma del fabbricato e delle sue componenti, la realizzazione o il montaggio, le funzioni e l’utilizzazione del fabbricato.
Benché il legno manifesti una serie di elementi critici (limitata durabilità, infiammabilità, fragilità), l’attenta scelta della specie, le modalità di impiego e le lavorazioni cui può essere sottoposto, consentono di ottenere un materiale per impieghi strutturali con prestazioni del tutto comparabili con quelle dell’acciaio e superiori a quelle del calcestruzzo armato.
Costituiscono una valida testimonianza a queste considerazioni i grandi edifici, realizzati anche nei secoli scorsi, e che ancora oggi manifestano resistenza e funzionalità.
Il livello di approfondimento delle conoscenze tecniche sul materiale permette di superare molti degli elementi critici manifestati dal legno. Se è vero che il legno è un materiale fragile, è possibile progettare opportunamente delle strutture che si rivelino duttili, considerando particolari tipologie di connessioni da applicare in particolare alle travi di tipo lamellare. Anche la scarsa durabilità può essere superata mediante interventi che prevedono la concezione generale dell’opera, i dettagli costruttivi, la definizione della classe di rischio, la scelta della specie legnosa, la scelta del rivestimento protettivo.
Ogni elemento strutturale è esposto costantemente alle condizioni climatiche dell’ambiente in cui si trova e il legno è costruito dalla natura per subire il naturale degrado biologico. Ai fini dello sfruttamento del legno, il degrado biologico deve essere quindi impedito o comunque ritardato almeno tanto a lungo, quanto lunga è la durata di vita richiesta al prodotto in questione. A ogni elemento costruttivo corrisponde quindi una richiesta di durabilità, cioè una durata di vita dettata dalle aspettative del committente e dell’utilizzatore della costruzione
Si può dunque affermare che la durabilità del legno può essere “progettata” intendendo con questo termine l’adozione di una serie di misure che agiscono nel senso di ridurre le azioni che accentuano la degradazione del materiale o di aumentarne la resistenza alla degradazione stessa.
Nel primo caso si tratta di applicare misure progettuali, sintetizzabili nella Regola delle 4 D (dalle iniziali delle parole inglesi che descrivono gli interventi da attuare) che prevede la protezione dalle precipitazioni meteoriche (Deflection), il rapido allontanamento dell’acqua (Drainage), la ventilazione delle strutture (Drying), la scelta della specie legnosa e dei trattamenti da applicare (Decay resistance).
Tali misure trovano realizzazione in specifiche soluzioni architettoniche che vanno dall’applicazione di elementi di consumo, facilmente sostituibili a fine vita, fino a strutture protette all’interno di superfici vetrate.
L’aumento della resistenza alla degradazione stessa si può concretizzare con l’impiego di specie legnose a elevata durabilità (larice, per esempio) e al ricorso di trattamenti impregnanti, la cui efficacia è però solo temporanea. Si tratta perciò di misure che in ogni caso si devono integrare con quelle volte a ridurre le azioni che accentuano la degradazione del materiale.
Anche la resistenza al fuoco può essere oggetto di progettazione. L’opportuno dimensionamento degli elementi strutturali permette di aumentare il tempo necessario per portare l’elemento alla condizione di collasso. Allo stesso modo, nelle facciate rivestite di legno in edifici multipiano, la velocità di propagazione del fuoco dai piani inferiori a quelli superiori può essere limitata con appositi elementi marcapiano, che interrompono la continuità delle fiamme.
La regolarità strutturale dei fabbricati è uno dei requisiti fondamentali per l’impiego del legno anche in edifici multipiano di notevole altezza. È perciò necessario ottimizzare la forma, favorendo strutture a sezione regolare o crescente dai piani superiori a quelli inferiori.
Nell’impiego del legno come materiale strutturale è indispensabile ottimizzare la forma delle costruzioni in rapporto alle sue caratteristiche meccaniche, in particolare alla resistenza a compressione e a trazione parallelamente alle fibre. Le cupole geodetiche si dimostrano strutture particolarmente adatte a essere realizzate in legno: sono possibili nuove soluzioni architettoniche che possono essere costruite praticamente senza incastellature temporanee, a patto di calcolare tutte le differenti fasi del montaggio.
In generale, nella realizzazione delle le strutture di legno, l’installazione può essere semplificata poiché è possibile montare a terra elementi anche complessi e poi comporli in quota con un intervento limitato di manodopera. Lo stesso concetto si applica per i moduli prefabbricati di edifici multipiano, che possono essere costruiti in stabilimento e poi installati in cantiere.
Infine, l’impiego del legno non deve escludere il ricorso ad altri materiali, quali l’acciaio e il calcestruzzo armato: l’ottimizzazione dell’impiego dei diversi materiali in relazione a una coerenza progettuale può garantire ottimi risultati dal punto di vista tecnico ed economico.
L’1 luglio 2009 sono entrate in vigore le Norme Tecniche delle Costruzioni (D.M. 14.1.2008 §11.7) che hanno reso obbligatoria la certificazione di prodotto per prodotti ed elementi di legno a uso strutturale. In particolare le Norme Tecniche delle Costruzioni prevedono per il legno massiccio che il segato sia classificato secondo la resistenza; che il prodotto sia certificato mediante identificazione a cura del produttore e qualificazione con responsabilità del produttore; che il prodotto sia accettato dal direttore dei lavori, che deve acquisire e verificare la documentazione di qualificazione. Classificare secondo la resistenza significa associare a ogni singolo prodotto di legno a uso strutturale una categoria (eventualmente riconducibile a una classe di resistenza della norma unificata EN 338). Tale associazione avviene mediante: classificazione a vista o classificazione a macchina (sistema al momento ancora poco diffuso in Italia). La classificazione a vista prevede il rilievo e la misurazione di determinati parametri osservabili sul singolo elemento: è obbligatorio il rilevo di nodi, dell’inclinazione della fibratura, della densità (o velocità di crescita), delle deformazioni, di attacchi di Funghi o insetti, della presenza di legno di reazione, di altre caratteristiche rilevanti; è facoltativo il rilievo di fessurazioni. Al prodotto classificato seconda norma può essere attribuita la marcatura CE, mentre per il prodotto per il quale non è ancora disponibile una norma si attribuisce solo la qualificazione ministeriale.
È evidente che l’accettazione in cantiere del materiale e prodotti, di responsabilità del direttore dei lavori, deve avvenire mediante acquisizione e verifica dei documenti di qualificazione, contenuti nella documentazione di accompagnamento. Il direttore dei lavori deve anche verificare l’idoneità di tale documentazione, la validità e il campo di applicazione di quest’ultima (in relazione ai prodotti effettivamente consegnati ed al loro uso previsto), la conformità delle caratteristiche dichiarate alle prescrizioni progettuali.
(Foto: www.holzbuilding.it)
