Il legno per la costruzione

1 – Introduzione 

La materia prima di tutti i prodotti di legno e a base legno è il cosiddetto legno tondo. A partire da esso, attraverso segagione ed essiccatura si ottengono i “segati”, che, a loro volta, possono essere  sottoposti ad una ulteriore lavorazione della superficie in base alle esigenze dell’uso previsto. I possibili tipi di taglio, rappresentati nella seguente figura, influenzano la qualità del materiale e il suo comportamento in caso di ritiro e rigonfiamento. 

I segati possono essere classificati secondo la resistenza ed essere usati con funzione strutturale per elementi di tipo lineare di legno massiccio. Gli evidenti limiti nelle dimensioni e nelle caratteristiche fisico-meccaniche, derivanti dal fatto che i segati provengano da un unico tronco di legno, vengono superati grazie al processo di incollaggio, attraverso il quale è possibile realizzare prodotti di tipo lineare (legno massiccio da costruzione, travi DUO/TRIO e legno lamellare incollato.
I segati vengono giuntati in direzione longitudinale mediante il giunto a pettine (di cui si parlerà nel seguito), realizzando così un prodotto di maggiore lunghezza. Tramite incollatura della superficie possono esser uniti più elementi in direzione trasversale, ottenendo sezioni di dimensioni più grandi; tramite incollatura di più strati vengono prodotti gli elementi piani di legno massiccio e il compensato di tavole.

Mediante processi di lavorazione e produzione industriali, si possono realizzare prodotti a base legno con caratteristiche meccaniche definite e con minore dispersione rispetto al legno massiccio.
Di essi fanno parte prodotti piani o a forma di trave ricavati da piallacci, trucioli e fibre di legno.
Uno sguardo d’insieme dei prodotti di legno e a base legno è offerto dalla Figura 2.
Gli elementi costruttivi di legno di forma lineare, ad esempio travi o aste, sono da sempre utilizzati nel settore edile. Un’evoluzione significativa si è avuta negli ultimi anni in seguito allo sviluppo di elementi costruttivi a base legno di forma piana, che è stato possibile mettere sul mercato grazie all’evolversi della possibilità di lavorazione e della tecnologia di incollaggio.

2 – Prodotti di tipo lineare

Come si può notare dalla figura precedente, il “primo” (in relazione al processo di lavorazione) prodotto di tipo lineare è il legno tondo. Sotto questo nome si intendono legnami di Conifere o Latifoglie per i quali oltre allo scortecciamento ed all’eliminazione del cambio non sono ammesse altre trasformazioni della sezione e della superficie del legno (eventualmente rettificazione del tronco per ottenere un diametro costante ).
A causa del permanere della struttura naturale (non danneggiata), soprattutto delle fibre esterne, il tondo, in confronto ai segati, presenta migliori caratteristiche di resistenza e rigidezza. Le esigenze e le proprietà del prodotto legno tondo per impiego strutturale sono contenute nelle norme ON EN 14544:2002 e DIN 4074-2.
Oltre alle caratteristiche di resistenza, il legno tondo deve rispondere anche ad altre esigenze.
Esse riguardano, soprattutto per ragioni costruttive, il mantenimento entro certi valori limite della conicità (riduzione della sezione di legno tondo in direzione assiale), della crescita a spirale dell’albero e dell’ovalità (rapporto tra diametro massimo e minimo in una sezione). I tondi vengono impiegati in edilizia prevalentemente per impalcature e ponteggi.

2.1 – Legno massiccio

La definizione legno massiccio strutturale indica i segati destinati a strutture portanti, ricavati dal legno tondo tramite taglio parallelo all’asse del tronco ed eventuale piallatura, senza superfici incollate e senza giunti a pettine.
In Europa centrale le specie legnose impiegate sono soprattutto le Conifere locali come l’abete rosso, l’abete bianco, il pino, il larice e la douglasia. Per usi particolari viene usato anche il legno delle Latifoglie indigene, soprattutto quercia, faggio, frassino, castagno e robinia.
I segati si distinguono in listelli, tavole (o lamelle), tavoloni e legname squadrato a seconda delle dimensioni e del rapporto tra altezza e spessore della sezione (in base alla Bozza ON DIN 4074-1:2004).

Le lunghezze commerciali sono comunemente di 4 m per listelli, tavole e tavoloni. In casi particolari si trovano sul mercato anche assortimenti che vanno da 3 m a 6 m.
Di regola, il legname squadrato viene fornito, in base alle richieste del cliente, ad incrementi di lunghezza di 0,5 m. La lunghezza massima dipende tuttavia dal taglio e dal trasporto e non supera, di norma, i 14 m.
Le dimensioni delle sezioni variano ad incrementi di 20 mm e, a causa del diametro del tronco, sono limitate a circa 260 mm (in casi eccezionali 320 mm).
Per quanto riguarda le caratteristiche della superficie, il legno massiccio viene impiegato principalmente allo stato grezzo. Come elemento base per il legno lamellare, per le costruzioni a vista e gli elementi profilati (p. es. i rivestimenti), si procede di regola alla piallatura.
Il dimensionamento degli elementi di legno massiccio deve avvenire in base alla normativa tecnica vigente in materia (per esempio: Bozza finale prEN 1995-1-1:2003; ON B 4100-2:2003; DIN 1052:2004). I valori caratteristici per il calcolo sono definiti, in base alle classi di resistenza, nella UNI EN 338:1997 (ON EN 338:2003) e nella DIN 1052:2004 (o nella ON B 4100-2:2003).

Il legname squadrato viene utilizzato in quasi tutti i settori delle costruzioni (edilizia e ponti). In edilizia si usa legname squadrato per le travi correnti sulle fondazioni, per i pilastri e le travi portanti, per travi semplici o assemblate, e ancora per arcarecci, puntoni, travetti e gli ulteriori elementi di una struttura portante.
I tavoloni vengono utilizzati per le superfici di carico (tavolati per impalcature, balconate, solai).
Le tavole sono utilizzate universalmente. A seconda della lavorazione della superficie (grezza, piallata, fresata), esse possono essere impiegate sia come materia prima per una successiva lavorazione, sia come casseri o ancora come rivestimenti piallati o fresati. Tavole e tavoloni (lamelle) sono, inoltre, i prodotti base per la realizzazione del legno lamellare incollato. Sollecitati a flessione secondo l’asse forte della sezione, trovano impiego anche nelle travi composte inchiodate.
I listelli vengono utilizzati soprattutto come elementi di completamento e sottostruttura di pavimenti, come rivestimenti di coperture e facciate.

Dei prodotti di legno massiccio fanno parte anche le travi Uso Trieste e Fiume. La travatura Uso Trieste deriva dal legno di abete rosso scortecciato, con squadratura continua sulle quattro facce.
Questo tipo di squadratura con smusso su tutta la lunghezza, seguendo la conicità del legno, intacca solo superficialmente le fibre determinando una più elevata resistenza meccanica. La travatura Uso Trieste è adatta a lavori di carpenteria ed è utilizzata per la costruzione di tetti e coperture. Le sezioni vanno da 9 x 9 cm fino a 30 x 30 cm e le lunghezze da 3 m a 10 m.
La travatura Uso Fiume viene realizzata in tronchi di legno d’abete rosso. Piallata/asciata sui 4 lati a sezione parallela, mantiene i caratteristici bordi smussati per tutta la lunghezza. La maggior parte delle fibre legnose rimane intatta, conferendole ottime caratteristiche meccaniche e di elasticità. La travatura Uso Fiume viene utilizzata in lavori di restauro e laddove siano richiesti risultati estetici particolari. Le sezioni vanno da 12 x 12 cm fino a 24 x 24 cm e le lunghezze da 4 m a 8 m.

2.2 – Prodotti di legno massiccio

Uno dei prodotti di legno massiccio è il legno massiccio da costruzione (KVH). Con tale denominazione si indica il legname squadrato essiccato artificialmente, piallato e classificato secondo la resistenza, ottenuto da taglio cuore spaccato o fuori cuore. Rispetto al legname squadrato convenzionale, esso deve soddisfare criteri di classificazione più restrittivi.
Mediante il giunto a pettine è possibile ottenere elementi di maggior lunghezza.
Il giunto a pettine è un giunto longitudinale tra due elementi di legno massiccio, sulle cui testate sono stati intagliati, mediante fresatura, denti aventi stesso profilo e stesso passo, che si incastrano tra di loro senza gioco e che sono uniti tramite incollaggio. L’orientamento dei denti può essere parallelo alla larghezza o all’altezza della sezione (vedi figura). Per i giunti a pettine eseguiti sul legno massiccio da costruzione (KVH) vale tanto la UNI EN 385:2003 (ON EN 385:2002) quanto la DIN 68140-1:1998.

Per quanto riguarda la qualità del prodotto, è previsto un controllo eseguito dal produttore stesso e/o un controllo ad opera di un istituto esterno. Ne risulta un materiale di legno massiccio omogeneo e dalle ridotte deformazioni e fessurazioni.
In relazione al suo futuro impiego, il legno massiccio da costruzione (KVH) viene offerto sul mercato nella “qualità a vista” e “industriale”.
Oltre al legno massiccio da costruzione (KVH) è attualmente disponibile anche un altro prodotto, ugualmente dal marchio registrato: il legno massiccio (MH). Anch’esso soddisfa una serie di criteri di qualità più restrittivi rispetto alle indicazioni stabilite nella ON DIN 4074-1:1996 e può essere collocato in una categoria che si trova tra il prodotto “legno massiccio” e il prodotto “legno massiccio da costruzione (KVH)”.
Il legno massiccio da costruzione (KVH) e il legno massiccio (MH) vengono prodotti normalmente da legno di abete rosso; è possibile tuttavia utilizzare anche altre Conifere come il pino, l’abete bianco e il larice.

2.3 – Legno lamellare incollato

Il legno lamellare incollato è un prodotto composito costituito da lamelle solitamente di una sola specie legnosa e incollate parallelamente alla fibratura.

I requisiti più importanti riguardanti il legno lamellare incollato si trovano nella Bozza di norma europea ON EN 14080:2001, nella quale si fa riferimento ad una serie di altre norme specifiche sul legno lamellare. Tra queste, le più importanti in assoluto sono le due norme UNI EN 386:2003 (ON EN 386:2002) e UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999).
Per la produzione del legno lamellare incollato si impiega principalmente il legno delle Conifere abete rosso, abete bianco, pino e larice. È tuttavia possibile utilizzare legno di Latifoglie come il faggio, il frassino, la quercia, la robinia o il castagno.
Le caratteristiche fisico-meccaniche del legno lamellare sono determinate principalmente dalla qualità delle lamelle, dalla corretta realizzazione del giunto a pettine e dalla posizione delle lamelle all’interno dell’elemento finito.
Secondo la UNI EN 386:2003 (ON EN 386:2002), per la produzione di legno lamellare devono essere utilizzati segati (lamelle) classificati secondo la resistenza con metodi visivi o meccanici. La classificazione delle lamelle avviene tenendo conto delle sollecitazioni cui saranno sottoposte.
Questa classificazione dovrebbe mirare alla determinazione di quei parametri caratteristici delle lamelle che influenzano maggiormente le proprietà meccaniche del legno lamellare. In base allo stato attuale della conoscenza e della ricerca si tratta principalmente della resistenza a trazione e del modulo E a trazione (vedi Figura).

Di questo dato di fatto, basato sui risultati sperimentali, si tiene conto nel cosiddetto “modello della trave” di legno lamellare. Secondo questo modello, i parametri di base del legno lamellare incollato che determinano la sua appartenenza ad una classe di resistenza secondo la UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999), ossia la resistenza a flessione e il modulo E a flessione, sono influenzati principalmente dalle grandezze caratteristiche a trazione delle singole lamelle.
Oltre che dalle proprietà delle lamelle classificate, e tra queste soprattutto quelle relative al comportamento a trazione, la resistenza degli elementi strutturali di legno lamellare incollato è influenzata anche dal giunto di testa delle lamelle, il giunto a pettine di cui si è già parlato nel paragrafo dedicato al legno massiccio da costruzione (KVH). Soltanto grazie al giunto a pettine é possibile la produzione di una “lamella continua” e quindi del legno lamellare incollato. Il giunto di testa delle singole lamelle, sotto forma di giunto a pettine, deve essere realizzato osservando  eterminate limitazioni date dalla relativa norma UNI EN 385:2003 (ON EN 385:2002). A seconda della classe di resistenza del legno lamellare, il giunto a pettine deve raggiungere valori ben determinati della resistenza a flessione e a trazione.
Le potenzialità di questa giunzione dipendono prevalentemente dalle caratteristiche geometriche dei denti e dalla qualità della produzione, che a sua volta dipende dagli impianti di produzione. La lamella continua così realizzata presenta, in base alla specie legnosa utilizzata e al tipo d’impiego previsto, uno spessore massimo finale di 45 mm.
Per gli elementi strutturali di legno lamellare di tipo lineare prodotti da legname di Conifere, lo spessore finale delle lamelle è di regola compreso fra 32 mm e 40 mm. La larghezza finale delle lamelle aventi uno spessore d = 40 mm, in base alla classe di servizio, risulta al massimo pari a b = 250 mm (per la classe 3) oppure b = 300 mm (per la classe 1).
Per quanto concerne la posizione delle lamelle all’interno del pacchetto finito, si deve tener conto del fatto che la parte “destra” della tavola (quella più vicina al midollo) deve trovarsi sempre dallo stesso lato.
Nel legno lamellare della classe di servizio 3, entrambe le lamelle esterne devono avere la parte “destra” rivolta verso l’esterno (vedi Figura).

La norma per la produzione di legno lamellare incollato (UNI EN 386:2003 – ON EN 386:2002) distingue tra legno lamellare incollato laminato in orizzontale o in verticale; va sottolineato che le classi di resistenza del legno lamellare, definite nella UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999), sono valide per pacchetti costituiti da almeno quattro o più lamelle incollate orizzontalmente.

Nell’ambito del legno lamellare incollato laminato orizzontalmente la norma UNI EN 1194:2000 (ON EN 1194:1999) distingue tra sezioni omogenee (indicate aggiungendo h, ad esempio GL 24h) e sezioni combinate (indicate aggiungendo c, ad esempio GL 24c). Le prime sono costituite da lamelle della stessa categoria di classificazione (classe di resistenza delle lamelle) e della stessa specie legnosa (o combinazione di specie legnose). Le sezioni combinate prevedono invece lamelle interne ed esterne appartenenti a diverse categorie (classi di resistenza delle lamelle) e specie legnose.
La seguente figura rappresenta due sezioni di lamellare rispettivamente omogeneo e combinato.

I prodotti standard di tipo lineare, solitamente utilizzati in edilizia per pareti, coperture e solai, hanno, in linea di massima, sezioni di larghezza che va da un minimo di 60 mm fino ad un massimo di 260 mm (ad incrementi di 20 mm) e di altezza che va da 100 mm fino a 1300 mm (sempre ad incrementi di 20 mm).
La lunghezza massima del prodotto industriale legno lamellare incollato, come merce standard, è di circa 18 m.
Nel caso in cui il legno lamellare venga impiegato come prodotto speciale in costruzioni edili, sono disponibili anche altre dimensioni.

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Fonte: I prodotti di legno per la costruzione
Gerhard Schickhofer – Andrea Bernasconi – Gianluigi Traetta
L`uso del legno nelle costruzioni
www.promolegno.com