Prefabbricazione versus personalizzazione. Strutture in legno XLam e sistemi ibridi

Prefabbricazione versus personalizzazione. Strutture in legno XLam e sistemi ibridi

Molto spesso si associa l’idea che una casa di legno debba essere necessariamente prefabbricata: questo fatto è dovuto a motivi storici di sviluppo e diffusione del materiale in diversi Paesi, dove in effetti si è sfruttata la facilità di prefabbricare gli elementi lignei strutturali, non necessariamente l’intera casa. È però errato attribuire il carattere di prefabbricazione solo per via del materiale costituente.

In sostanza la prefabbricazione è una concezione industriale dell’edificazione, che, se opportunamente ingegnerizzata, consente di ottenere diversi vantaggi anche di natura economica. Ciò non toglie che il progetto architettonico possa assolutamente preservare le sue caratteristiche di originalità tanto care a quella fetta di mercato che punta sulla personalizzazione.

Il lettore vorrà perdonare la semplificazione, ma è curioso registrare che la prefabbricazione venga letta e interpretata in chiave positiva nei Paesi di cultura mitteleuropea, e in chiave negativa nei Paesi di cultura mediterranea. In Italia, la prefabbricazione viene spesso associata al concetto di provvisorietà dettata da un evento calamitoso (per es. abitazioni temporanee post sisma, post alluvione) perché in effetti, in quelle situazioni, è viva l’esigenza di costruire velocemente e con risorse economiche reperibili nell’immediato.

In questa sede vogliamo sottolineare in maniera incisiva che realizzare una struttura di legno non è condizione sufficiente per poter definire prefabbricato l’edificio finale. Riteniamo più opportuno, ma è una indicazione puramente personale che non ha la pretesa di essere necessariamente condivisa, utilizzare il termine “preassemblaggio” di alcuni elementi, mentre altri vengono assemblati in opera.

La ricchezza e il valore aggiunto nella progettazione di una struttura di XLam risiedono appunto nella definizione del grado di preassemblaggio dei vari componenti, in funzione delle specifiche di progetto, dell’accessibilità del sito, delle dimensioni trasportabili e delle effettive necessità del cantiere. Il Progettista che matura una discreta esperienza nel settore degli edifici di legno saprà sicuramente cogliere le sfumature tra l’assemblaggio in opera e un buon grado di preassemblaggio, traendone grande vantaggio e convenienza.

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I vantaggi principali indotti dal preassemblaggio/prefabbricazione sono la velocità di costruzione e le economie di processo. Ideare un edificio di legno, e specificatamente di XLam, è una scelta di campo poiché presenta delle caratteristiche e delle specificità che rendono unica l’esperienza di progettazione con tale materiale. Non si può infatti concepire un progetto senza coinvolgere contestualmente le categorie vitruviane di utilitas, firmitas, venustas, e delegare ad una fase indipendente e subordinata la concezione strutturale, come se fosse un’inutile e fastidiosa esigenza marginale.

Questo aspetto è ancora più evidente con il legno, poiché funzione, aspetto esteriore e struttura possiedono solitamente una unitarietà di concezione: pensate, per esempio, ad una capriata lignea, il cui valore funzionale si confonde appieno con l’aspetto estetico e strutturale.

Le strutture di calcestruzzo armato spariscono normalmente nei tamponamenti, analogamente a quelle in muratura, opportunamente rivestite di intonaco. È esperienza comune a tutti i progettisti aver osservato un impalcato ligneo o una copertura a vista: la trama delle travi portanti detta un ritmo, in base alla scansione e alle proporzioni degli elementi, e questo ritmo si relaziona a sua volta con le fughe del pavimento, con l’arredo e con le finiture, determinando in maniera pregnante il carattere dell’edificio.

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L’XLam consente comunque di realizzare progetti pensati con altri materiali, poiché possiede un elevato grado di flessibilità, e si adegua con grande facilità alle architetture residenziali, soprattutto quelle pensate in muratura portante, da qui la definizione (non nostra) a nostro giudizio più felice per illustrare ai committenti e ai non addetti ai lavori di cosa si parla quando si parla di XLam: il “muro di legno”, facendo esplicito riferimento alla tradizione mediterranea di edifici realizzati in muratura portante.

Un’ultima nota sul preassemblaggio/prefabbricazione riguarda l’atteggiamento nei confronti di un’errata definizione di “tradizione”. Si sente infatti spesso dire: “voglio costruire con il legno e non con il sistema tradizionale” (o viceversa), oppure “quanto costa la tecnologia XLam confrontata con quella tradizionale?”: si sottointende in sostanza che costruire in c.a. o in muratura sia l’espressione consolidata di un costruire storicizzato ed affermato da secoli; sappiamo invece che il c.a., codificato nelle tecniche attuali circa un secolo fa, ha avuto un’ampia diffusione a partire dagli anni ‘40, mentre la muratura di laterizio può vantare una storia più lunga, ma mai abbastanza longeva da poter essere paragonata con la millenaria storia delle strutture di legno, in tutto il mondo.

“Si dimenticava che una tradizione esiste unicamente per essere inconscia e che non sopporta di essere interrotta. Una continuità impercettibile è la sua essenza. ‘Riprendere, rinnovare una tradizione’ è espressione falsa. […] Appena una tradizione si propone allo spirito come tale, non è più che una maniera di essere o di agire che si dispone tra le altre, e che è esposta alla critica del suo valore allo stesso titolo delle altre”. (Paul Valéry, Degas Danse Dessin, 1936)

In termini di dibattito architettonico si può dunque collocare il proprio progetto in una ben determinata contestualizzazione, senza dover per forza copiare da cliché appartenenti ad altri Paesi o a codici architettonici decontestualizzati:

“Attualmente si assiste a una forte estremizzazione dei termini del dibattito culturale: da un lato al rifiuto della tradizione a favore di una innovazione omologata, dall’altro l’adesione ai valori dell’identità di popoli o luoghi – degenera frequentemente in populismi e regionalismi”. (Alessandro Claudi de St. Mihiel, Tecnologie costruttive per architetture sostenibili in climi mediterranei).

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Le strutture in legno XLam e i sistemi ibridi

Il sistema XLam prevede, nella maggior parte dei casi, una concezione strutturale analoga a quella di un edificio in muratura portante, con elementi continui di parete interrotti solo in corrispondenza delle aperture di porte e finestre.

Come integrazione al sistema, è sempre possibile inserire ulteriori elementi che lavorino in serie o in parallelo, magari per risolvere determinate problematiche legate a sollecitazioni locali particolarmente gravose. Sarà allora possibile inserire delle colonne, delle travi rompitratta, dei sistemi intelaiati che collaborano con la struttura XLam, con la prescrizione di affidare solo ad uno dei due sistemi strutturali tutta l’azione controventante.

Una situazione molto frequente è quella di edifici realizzati con pareti e solai XLam, con la copertura di legno lamellare, in molti casi lasciata a vista. Il caso più interessante e di maggiore portata applicativa (per lo meno in Italia) è quello di sopraelevazione di un edificio di muratura portante, esistente e non, realizzato con elementi lapidei o laterizi, che viene sopraelevato con uno o più piani con struttura XLam. In questo caso, nonostante la differenza di materiali tra un piano e l’altro, si parla impropriamente di struttura mista poiché i vari piani lavorano in serie e non in parallelo, e le rigidezze relative sono omogenee, consentendo una distribuzione regolare piano per piano.

In questo caso è possibile ritenere che, nel suo complesso, il fabbricato costituito da struttura muraria nella parte inferiore, sormontato da una struttura di legno in sopraelevazione, non possa essere considerato struttura mista poiché, come precisato nel d.m. 17 gennaio 2018 al punto 7.8.5:

“È consentito altresì realizzare costruzioni costituite da struttura muraria nella parte inferiore e sormontate da un piano con struttura in calcestruzzo armato o acciaio o legno o altra tecnologia […] nel caso di metodo di analisi lineare, l’uso dell’analisi statica (nei limiti di applicabilità riportati al § 7.8.1.5.2) è consentito a condizione di utilizzare una distribuzione di forze compatibile con la prima forma modale elastica in ciascuna direzione, calcolata con metodi sufficientemente accurati che tengano conto della distribuzione irregolare di rigidezza in elevazione. A tal fine, in assenza di metodi più accurati, la prima forma modale può essere stimata dagli spostamenti ottenuti applicando staticamente alla costruzione la distribuzione di forze definita nel § 7.3.3.2 […]; nel caso di analisi lineare, per la verifica della parte in muratura si utilizzi il fattore di comportamento prescritto al § 7.8.1.3; per la verifica della parte superiore di altra tecnologia si utilizzi il fattore di comportamento adatto alla tipologia costruttiva e alla configurazione (regolarità) della parte superiore, comunque non superiore a 2,5” […].

Le sopraelevazioni di legno per ristrutturazioni edilizie e riqualificazioni energetiche sono un tema di grandissima attualità, perché colgono in un sol colpo esigenze di carattere edilizio, urbano, energetico, socio-politico, e sono, a nostro giudizio, il settore su cui applicare il sistema XLam a larga scala. Sempre per quanto riguarda gli edifici esistenti, sono in corso di studio dei sistemi di consolidamento strutturale antisismici, volti a rendere più sicuri gli edifici in muratura inserendo dei solai XLam che, con minimi incrementi di peso proprio, consentano di irrigidire impalcati vetusti e non più in grado di costituire la cosiddetta “cintura di piano”. Tale rinforzo può essere esteso alle pareti portanti verticali, affiancando esternamente dei pannelli XLam, opportunamente collegati ad esse mediante elementi “diatoni” trasversali metallici.

Quello che è importante è che il progettista abbia la piena consapevolezza e padronanza delle possibilità offerte da madre natura, declinando al caso specifico del suo progetto l’idea strutturale, in maniera più coerente possibile. Pensiamo per esempio alla catenaria, al paraboloide iperbolico, al geoide: partendo dal dettaglio del giunto è possibile, se non in certi casi indispensabile, individuare la configurazione complessiva del suo insieme.

Proviamo adesso a declinare queste concezioni strutturale all’XLam: d’incanto si aprono molteplici possibilità dal grandissimo valore espressivo, per esempio, l’elemento piano di XLam può essere per estensione declinato ad un suo utilizzo come superficie curva, con esiti estetico-formali molto interessanti.

L’articolo è tratto dal volume “Pratica strutturale: edifici in legno realizzati in X-Lam” di Andrea Costa, edito da Maggioli Editore.

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Pratica strutturale: edifici in legno realizzati in X-Lam

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Andrea Costa, 2018, Maggioli Editore
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I contenuti a cura della redazione di www.ingegneri.cc sono elaborati e visionati da Simona Conte, Giulia Gnola, Daniel Scardina, Gloria Alberti. Gli approfondimenti tecnici si rivolgono ad un pubblico di professionisti che intende restare aggiornato sulle novità di settore.

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