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- categoria Legno
Resistenza strutturale delle case in legno. Le risposte dell’esperto
Quali sono le caratteristiche strutturali delle case in legno? Quali i vantaggi di una costruzione con struttura in legno rispetto a materiali strutturali tradizionali quali muratura, cemento armato e acciaio? Quali sono le tecnologie più diffuse? In che modo utilizzare il legno come materiale strutturale per l’architettura favorisce l’assorbimento di anidride carbonica dall’atmosfera?
In questo articolo daremo risposta a queste e altre domande. Per farlo nel modo più accurato possibile ci siamo rivolti all’ingegnere Fernando Pizzarelli, area tecnica Marlegno, a cui abbiamo posto delle domande specifiche, che ci togliessero ogni dubbio in fatto di resistenza strutturale delle case in legno. Abbiamo infatti interrogato Fernando sulle strutture delle case in legno per quanto riguarda le loro caratteristiche di resistenza, quelle tecnologiche e sulla loro innata sostenibilità.
Antonia: Iniziamo sfatando il mito della casa in legno immaginata come meno resistente di una equivalente in mattoni, cemento armato o acciaio, è così?
Fernando: Assolutamente no! Il legno è un materiale regolamentato e normato dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) esattamente come gli altri materiali da costruzione! Le Norme Tecniche per le Costruzioni contengono tutti regolamenti che il progettista strutturale deve rispettare quando esegue i calcoli per la struttura di qualsiasi edificio, sia esso in muratura, cemento armato acciaio o legno. Questo significa che i livelli di prestazione sono garantiti indipendentemente dal materiale usato per la costruzione. Una casa in legno è sicura esattamente come una casa costruita in altri materiali.
Trasporto in cantiere di una parete prefabbricata legno completa di impianti e finiture
Antonia: A parità di resistenza strutturale, quali sono i vantaggi di una casa in legno?
Fernando: I vantaggi di una casa con struttura in legno sono essenzialmente tre:
- Leggerezza (e conseguente migliore comportamento in caso di sisma)
- Possibilità di prefabbricazione (quindi qualità del prodotto finito, rapidità di esecuzione, sicurezza in cantiere e costi ridotti),
- Sostenibilità.
Iniziamo dalla leggerezza. Rispetto agli altri materiali da costruzione, il legno ha un rapporto resistenza/peso molto vantaggioso. Per ottenere le stesse prestazioni, le strutture in calcestruzzo o acciaio possono arrivare a pesare 5 volte (calcestruzzo) o 16 volte (acciaio) in più rispetto a quelle in legno. A parità di tipologia di costruzione, questo rende una struttura in legno estremamente più leggera di una in muratura, cemento o acciaio. Per capirci, un dato livello di prestazione è ottenuto da una struttura in legno con un edificio più leggero.
La leggerezza comporta due grandi vantaggi. Il primo è legato all’antisismica. Gli effetti dei terremoti su un dato edificio sono tanto maggiori quanto maggiore è il suo peso. In caso di terremoto, edifici leggeri, come quelli in legno, subiscono sollecitazioni minori.
Un altro vantaggio della leggerezza del legno è legato al costo. Gli edifici residenziali in legno hanno fondazioni (e piani interrati) in cemento armato. Edifici leggeri caricano meno il terreno e necessitano fondazioni più piccole, quindi più economiche.
Insieme alla leggerezza, un altro grande vantaggio delle strutture in legno è la prefabbricazione. A differenza di case in muratura o cemento armato, interamente realizzate in cantiere, le strutture in legno sono prefabbricate in stabilimento e soltanto assemblate in cantiere. Anche la prefabbricazione, come la leggerezza, porta con sè ulteriori vantaggi: la qualità del prodotto finito, la rapidità di esecuzione, la sicurezza del cantiere e i costi ridotti.
La posa in opera di pareti prefabbricate
Dovendo realizzare la struttura in stabilimento, tutti i dettagli costruttivi, i nodi più complessi e gli accorgimenti tecnici vengono sviscerati nel dettaglio e studiati a tavolino in fase di progetto, garantendo un’elevata qualità del prodotto finale. Mentre le lavorazioni in cantiere sono soggette ad imprevisti, la produzione in fabbrica molto meno: I controlli sono sistematici, la precisione con cui è realizzato ogni elemento è maggiore. Grazie alla prefabbricazione, il cantiere è un luogo più sicuro e l’edificio può essere completato in tempi ridotti.
Antonia: Leggerezza e prefabbricazione, insieme a tutti i vantaggi che comportano, sono convincenti di per sè, ma mi hai accennato alla sostenibilità dell’utilizzo del legno per l’architettura e vorrei che rendessi chiaro ai nostri lettori il meccanismo per cui prelevare un albero dalla foresta e impiegarlo per usi strutturali consente il risparmio di CO2. Come si spiega?
Fernando: Partiamo dal principio... durante la propria vita, un albero che cresce in una foresta cattura CO2 dall’ambiente e la immagazzina al suo interno comportandosi da serbatoio naturale di anidride carbonica. In una foresta non coltivata, quando l’albero termina il proprio ciclo di vita si decompone, e l’anidride carbonica che ha assorbito durante la sua vita viene rilasciata nell’ambiente.
In foreste coltivate in maniera sostenibile gli alberi non si lasciano decomporre ma vengono prelevati prima. In questo modo continuano a trattenere tutta la CO2 al loro interno. Inoltre, in foreste gestite in maniera sostenibile, al prelievo di un albero corrisponde la piantumazione di un nuovo albero: un nuovo potenziale serbatoio di CO2.
Quindi utilizzando il legno per le costruzioni si prolunga la capacità dell’albero di immagazzinare CO2 e si favorisce la creazione di nuovi “serbatoi” di anidride carbonica. Per avere un’idea delle quantità, ogni metro cubo di struttura in legno è in grado di trattenere all’incirca una tonnellata di CO2. Per la struttura di un’abitazione unifamiliare in legno servono circa 40 mc di materiale, equivalenti a 40 tonnellate di CO2 prelevate dall’ambiente!
Nonostante l’anidride carbonica emessa in fase di prelievo, lavorazione e realizzazione di una struttura in legno, quella assorbita è tale che il bilancio complessivo resta ampiamente positivo.
Antonia: Le strutture in legno quindi sono quindi a bilancio positivo: muratura, cemento armato e acciaio comportano solo emissioni di CO2, nessun prelievo dall’ambiente! Dimmi quindi degli aspetti pratici: che sistemi tecnologici si adottano?
Fernando: Se restringiamo il campo agli edifici residenziali i sistemi costruttivi sono due:
- A telaio leggero (platform frame)
- X-LAM (o CLT cross laminated timber)
Rappresentazione schematica dei due sistemi costruttivi con cui è possibile realizzare una casa in legno e relativa stratigrafia: il sistema strutturale a telaio leggero sulla sinistra quello X-LAM sulla destra
Il sistema a telaio leggero, anche detto platform frame, prevede pareti portanti costituite da una serie di montanti verticali disposti ad un interasse costante (di 62cm circa), collegati ad un corrente superiore e uno inferiore. Tutti questi elementi vengono collegati tra loro (in gergo tecnico “impacchettati”) da un pannello interno e uno esterno che conferiscono rigidità alla struttura, tra i quali si collocano l’isolante termo acustico, gli impianti etc.
Il sistema X-LAM, anche detto CLT, acronimo per l’inglese “cross laminated timber”, prevede pareti costituite da pannelli pieni di legno, tipicamente di 10 cm di spessore per un edificio a due piani. Come suggerisce il nome inglese, che si traduce con “pannelli di legno a strati incrociati”, tali pannelli sono formati dall’unione di 5 strati di tavole di 2cm di spessore incollate tra loro in modo che le fibre del legno abbiano un orientamento alternato.
Il Sistema a telaio risulta più leggero ed è adatto a costruzioni di 2-3 piani. L’X-LAM è consigliato per strutture più alte di 3 piani. È perfettamente adeguato anche a costruzioni più basse ma prevedendo l’impiego di più materiale, a parità di struttura a due piani, risulta più costoso.
Grazie, Fernando! Le strutture delle case in legno non sono più un mistero!
