Strutture in legno. X-Lam o telaio?

I sistemi costruttivi per edifici a struttura di legno sono universalmente riconducibili a quattro diverse tipologie:
a telaio leggero (timber frame o platform frame);
a pannelli massicci portanti (cross-lam o X-lam);
a blocchi massicci o tronchi sovrapposti (log house o block bau);
a travi e pilastri (heavy-timber o telaio pesante).
Nell’ultimo decennio e specificatamente in Italia solo i primi due sistemi hanno ricevuto un forte impulso tecnologicocostruttivo per la flessibilità di applicazione e per la costante evoluzione dei codici di calcolo e delle normative, nonché per le possibilità offerte dal controllo numerico della produzione e della prefabbricazione in stabilimento.
Nel sistema costruttivo con pannelli di tavole incrociate la funzione strutturale portante è autonoma e parzialmente disgiunta dalle prestazioni energetiche, essendo il pacchetto isolante giustapposto sull’esterno del setto in legno (sistema a cappotto); diversamente, nel sistema a telaio l’isolamento viene ad essere incorporato all’interno della struttura portante che in questo caso è costituita da montanti e traversi in legno distanziati, di norma, di circa 60 cm.
È qui rilevabile la prima diversità (si noti bene: non preminenza di un sistema rispetto all’altro) dei due concetti strutturali: l’isolamento posto all’esterno della struttura (sistema a pannelli) non crea ponti termici ed anzi il pannello di legno partecipa alle caratteristiche coibentanti della parete finita.
La massa, intesa come inerzia termica, dell’intera parete è considerevole (si arriva a valori vicini ai 150 Kg per mq.) e l’edificio così costruito, utilizzando materiali coibenti di alta densità, offre buone prestazioni anche nei riguardi del raffrescamento estivo. Il vantaggio oltre che effettivo è anche psicologico: elemento ostativo alle costruzioni in legno è sempre stato, perlomeno in Italia, l’accostamento negativo di casa di legno con baracca di legno. Un edificio “massiccio” invece restituisce all’utente una sensazione di robustezza e solidità che è connotazione fondamentale di un’abitazione in Italia.Nell’edificio a telaio, l’isolante è posto all’interno tra i montanti del telaio stesso. Vantaggio questo che gioca a favore di una riduzione dello spessore della parete finita e di un aumento della superficie utile commerciale; ma d’altra parte, la presenza di ponti termici – relativi – nei montanti dei telai in qualche caso richiede di posizionare un’ulteriore lastra di isolante a cappotto esterno sulla parete.
Per quanto concerne la flessibilità architettonica di un sistema rispetto all’altro, va evidenziato che un edificio a pannelli portanti richiede meno impegno di progettazione e prefabbricazione in stabilimento rispetto ad un timber frame, ma sconta una certa rigidità di fruizione quando si tratta di operare modifiche in cantiere o movimentazioni in siti di accessibilità ridotta.
Il comportamento sismo-resistente di entrambi è eccellente, grazie alla leggerezza del materiale, se comparato a muratura o cemento armato, sempre che venga posta attenzione alla progettazione della geometria complessiva ed alle connessioni.
Difatti, il legno come materiale ad uso strutturale è caratterizzato da alti rapporti tra resistenza e massa volumica, è soggetto a ridotte accelerazioni sismiche e contemporaneamente gode di una buona duttilità di sistema che garantisce la possibilità di dissipazione energetica delle azioni cicliche dovute all’evento sismico.Sono difatti le molteplici e diffuse connessioni metalliche (viti, piatti, angolari) che garantiscono la plasticizzazione del sistema, che è in effetti costituito da singoli elementi di una materia, il legno, che è fragile ed elastica.
Il grado di duttilità dell’edificio (altrimenti detto fattore di struttura q) risulta peraltro maggiore negli edifici a telaio rispetto alle costruzioni a pannelli: infatti, dal punto di vista dissipativo, un numero elevato di collegamenti garantisce maggiore duttilità; i pannelli a telaio sono connessi da innumerevoli connessioni diffuse (chiodi o viti) tra montanti del telaio e lastre di rivestimento e sicuramente in numero molto maggiore delle connessioni reciproche tra pannelli X-lam.
Le norme europee ed italiane premiano in questo caso la struttura a telaio con una capacità dissipativa almeno doppia di quella a pannelli portanti.
Allora: meglio il telaio o l’X-lam? Né l’uno né l’altro, o meglio: l’uno e l’altro. Ma sempre e comunque frutto di una scelta condivisa tra l’Architetto, l’Ingegnere e l’Utente.Attilio Marchetti Rossi, pesarese, classe 1956, è ingegnere civile libero professionista esperto nella progettazione di grandi strutture in legno.
Si è laureato nel 1980 presso l’Università di Bologna e specializzato in “Timber Engineering” all’Università di Toronto in Canada nel 1981.
È stato membro della Commissione Europea TC/250 per la redazione dell’EUROCODICE 5 e ha partecipato al gruppo di lavoro del CNR per le istruzioni DT 206, i principali strumenti normativi per le costruzioni di legno.
È relatore in numerosi convegni in Italia e all’estero riguardanti le tematiche dell’uso strutturale del legno in edilizia.
Dal 2009 è Direttore scientifico di TIMBER ACADEMY, società italiana che si occupa di promozione e ricerca sull’impiego sostenibile del legno nelle costruzioni.
L’ingegner Marchetti Rossi ha progettato e diretto le più significative strutture in legno lamellare a grande luce in Italia: palasport, palazzi del ghiaccio, centri commerciali ed agro-alimentari, piscine, sale teatrali e di spettacolo.