Il legno come materiale da costruzione

Il legno come materiale da costruzione e i suoi vantaggi architettonici, energetici e strutturali per una bioedilizia e edilizia  sostenibile

Il legno è stato un materiale primario nell’edilizia da millenni. La sua versatilità e il suo impatto nell’architettura lo rendono un elemento fondamentale nell’edilizia moderna. Questo articolo esplora le molteplici ragioni che rendono il legno un materiale tanto apprezzato e impiegato in varie tipologie di costruzioni, offrendo un’analisi dettagliata dei suoi vantaggi, tipologie e impatto sull’ambiente.

Ma se volessimo calcolare le strutture in legno? Nessun problema. Metto a tua disposizione un video che mostra come utilizzare uno strumento creato ad hoc per il calcolo delle strutture in legno.

Progettazione strutture in legno con Edilus-LG

Storia e importanza del legno nell’edilizia

Il legno ha una storia antica nel mondo dell’edilizia, essendo stato utilizzato sin dai tempi più remoti per la costruzione di abitazioni e strutture. La sua disponibilità, facilità di lavorazione e robustezza lo hanno reso una scelta ideale per vari tipi di edifici. Inoltre, la tradizione e l’innovazione nell’utilizzo del legno hanno contribuito a influenzare molte forme architettoniche nel corso dei secoli.

Proprietà distintive del legno come materiale da costruzione: vantaggi e caratteristiche

Il legno è scelto come materiale da costruzione principalmente per la sua combinazione singolare di leggerezza, resistenza e duttilità. Questo materiale offre anche notevoli capacità di isolamento termico e acustico, rendendolo ideale sia per le strutture portanti sia per i rivestimenti. La sua natura sostenibile, biodegradabile e riciclabile ne fa un’opzione ecologica, cruciale in un’era in cui la sostenibilità è di primaria importanza.

Vantaggi

• resistenza e flessibilità – il legno, rinomato per la sua straordinaria resistenza, è in grado di sopportare considerevoli pesi mantenendo allo stesso tempo la flessibilità necessaria per adattarsi a diverse situazioni strutturali. Questa combinazione di forza e duttilità lo rende un materiale unico, molto richiesto nell’industria edilizia, in particolare per la sua adattabilità a differenti contesti costruttivi;
• capacità di isolamento termico e acustico – una delle peculiarità che contraddistinguono il legno è la sua capacità di fornire prestazioni eccellenti sia nell’isolamento termico che in quello acustico. Le caratteristiche naturali del legno lo rendono un materiale isolante superiore rispetto a molti altri usati nelle costruzioni, garantendo comfort termico e riducendo il rumore per un’esperienza abitativa più piacevole e tranquilla;
• sostenibilità ambientale – nel panorama edilizio contemporaneo, l’attenzione alla sostenibilità è fondamentale. Il legno si distingue come opzione ecologica e responsabile. La gestione forestale sostenibile, la biodegradabilità e la minima impronta di carbonio lo pongono in primo piano come scelta rispettosa dell’ambiente. La sua possibilità di riciclo e rinnovamento consente un impatto ridotto sull’ecosistema, sostenendo una costruzione a basso impatto ambientale.

Caratteristiche

• estetica e calore: il legno offre un’estetica naturale e calda che si integra bene in molti ambienti. La varietà di essenze e la struttura del legno aggiungono un tocco di bellezza e comfort agli spazi in cui è utilizzato;
• durabilità e longevità: quando trattato e manutenuto correttamente, il legno può essere incredibilmente durevole. Le strutture in legno ben costruite possono durare per decenni o anche secoli;
• salubrità ambientale: il legno, se correttamente lavorato, può contribuire a creare ambienti salubri. È un materiale non tossico che non emette sostanze nocive nell’ambiente;
• adattabilità alle tecnologie costruttive: il legno si presta a varie tecniche costruttive moderne, consentendo di combinare materiali diversi per ottimizzare le prestazioni delle costruzioni.

Il legno, grazie alle sue caratteristiche uniche e alla sua versatilità, continua a consolidarsi come uno dei materiali più affidabili, sostenibili e funzionali per le moderne costruzioni, offrendo un equilibrio essenziale tra performance strutturale, sostenibilità ambientale e comfort abitativo.

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Tipi di legno utilizzati come materiale da costruzione

Il legno, caratterizzato da una vasta gamma di tipologie e forme, offre molteplici opzioni nella costruzione, sia in termini strutturali che di finitura. Questa diversità consente l’utilizzo di legno massiccio, pannelli, pavimentazioni e rivestimenti, ognuno con proprietà uniche e specifiche applicazioni.

Tradizionalmente, materiali come il legno di quercia, carpino e castagno sono stati utilizzati nella costruzione. Tuttavia, l’abete rosso è diventato uno dei preferiti per i costruttori di case in legno grazie alle sue eccezionali prestazioni meccaniche e alla sua resistenza nel tempo. Questo legno è stabile e resistente all’umidità, mantenendo le sue proprietà meccaniche anche in condizioni ambientali avverse. Grazie alla sua stagionatura, diventa un materiale repellente agli insetti, funghi e muffe, ideale per costruzioni a lunga durata.

L’abete rosso, noto per la sua elasticità e resistenza, risulta ottimo anche per la progettazione antisismica. È un materiale altamente sostenibile, poiché la sua rapida crescita consente di rimpiazzare gli alberi tagliati, contribuendo all’eliminazione di anidride carbonica dall’atmosfera.

Per le strutture esterne, il legno di larice è preferito per le sue caratteristiche estetiche e resistenza agli agenti atmosferici, mantenendo nel tempo un aspetto gradevole.

La scelta del legno da costruzione dipende da diversi fattori come la durezza, elasticità, flessibilità, imbarcatura e ritiro del legno. Questi fattori definiscono la qualità del legno e la sua adattabilità per specifici utilizzi.

Inoltre, esistono molte altre varietà di legno, ciascuna con caratteristiche uniche adatte a differenti usi, come il legno per mobili, legno massello, parquet, legno scuro, legno chiaro, legno pregiato, legno duro e legno per tavoli.

La scelta del tipo di legno dipende dalle esigenze specifiche del progetto e dalle proprietà richieste per l’utilizzo previsto. Ad esempio, noce e rovere sono ideali per pavimenti, mentre l’abete rosso eccelle come materiale strutturale per le case in legno.

Proprietà fisiche del legno come materiale da costruzione

Le proprietà fisiche del legno, come la resistenza e la durezza, si alterano considerevolmente a seconda di vari fattori. Questi includono il tipo di albero da cui proviene, la densità del legno quando è secco, il livello di umidità presente, l’orientamento delle sue fibre in relazione alla forza applicata, e eventuali imperfezioni naturali come nodi o deformazioni. Gli esami per determinare queste caratteristiche vengono condotti utilizzando campioni privi di difetti e in buone condizioni.

Resistenza del legno

Questa qualità si riferisce alla capacità del legno di sopportare forze esterne senza cedere o rompersi. Il legno mostra un’elevata resistenza sia alla compressione che alla trazione, specialmente quando le forze agiscono lungo l’asse delle sue fibre. Inoltre, alcuni tipi di legno mostrano una buona resistenza alla flessione, ma solo se questa viene applicata trasversalmente rispetto alle fibre.

Variazioni della resistenza in funzione dell’orientamento

• Compressione perpendicolare alle fibre: In questa situazione, la resistenza del legno è notevolmente inferiore rispetto alla compressione lungo l’asse delle fibre, generalmente riducendosi a un quinto del valore originale, variando in base al tipo di legno.
• Compressione inclinata rispetto alle fibre: La resistenza del legno in queste condizioni cambia drasticamente a seconda dell’angolo di applicazione della forza.
• Flessione: Quando una trave di legno è sottoposta a flessione, si verifica una deformazione elastica. Questo comporta uno sforzo di compressione sulle fibre interne e uno di trazione sulle esterne. Durante i test, la rottura tende a iniziare dal lato compresso e poi si estende a quello in tensione. I test vengono condotti su campioni con un’altezza di 150 mm.

Durezza del legno

La durezza si riferisce alla capacità del legno di resistere alla penetrazione di oggetti più duri. Questa caratteristica è fondamentale per determinare le difficoltà e le tecniche di lavorazione del legno, come taglio, foratura, piallatura, raschiatura, e levigatura. La durezza dipende direttamente dalla densità e dall’età del legno, ma diminuisce sensibilmente con l’aumento dell’umidità.

Classificazione della durezza dei legni

• Molto duri: Ebano, Olivo
• Duri o abbastanza duri: Acero, Faggio, Noce
• Mediamente duri: Larice, Mogano, Castagno
• Teneri: Betulla, Abete, Ontano
• Tenerissimi: Tiglio, Pioppo, Balsa”

Legno come materiale per la bioedilizia e le abitazioni ad alta performance energetica

La capacità di un elemento strutturale o di tamponatura di una costruzione di trattenere il calore contribuisce a creare un ambiente con un clima stabile all’interno degli edifici, riducendo i bruschi cambiamenti di temperatura dovuti all’alternanza tra giorno e notte o a cause meteorologiche.

In termini di capacità di trattenere il calore, le pareti realizzate in legno massello superano di gran lunga quelle in muratura tradizionale. La ‘differenza di fase’ si riferisce al tempo che passa tra il momento in cui la temperatura massima si manifesta sulla superficie esterna di un elemento strutturale o di tamponatura e il momento in cui questa temperatura massima si fa sentire all’interno. Un valore di differenza di fase superiore alle 12 ore è fondamentale per assicurare una protezione termica efficace durante l’estate, prevenendo l’aumento rapido della temperatura negli spazi interni.

Le pareti in legno massello, grazie alla loro costruzione monolitica e alla loro capacità di isolamento termico, si dimostrano molto più efficaci delle pareti in mattoni con analoghe caratteristiche dimensionali. È interessante notare che anche le pareti in legno massello più sottili mostrano una capacità di accumulo di calore e una differenza di fase molto alte. per comprendere pienamente e progettare correttamente un edificio che risponda correttamente ai principi di sfasamento termico è utile senza alcun dubbio usare un software di analisi energetica dinamica.

Il legno strutturale

Se analizziamo la deformazione e la stabilità, il legno ha alcune sfide. La sua efficienza in questi ambiti è inferiore a quella del calcestruzzo armato e paragonabile a quella dell’acciaio. Di conseguenza, le strutture in legno richiedono un controllo costante per evitare deformazioni e mantenere l’equilibrio.

Un elemento importante da considerare è il comportamento del legno di fronte al fuoco. Contrariamente a quanto si possa pensare, le costruzioni in legno hanno un ottimo comportamento in queste situazioni. Il legno brucia lentamente, formando uno strato di carbonizzazione che mantiene il materiale efficiente, a differenza dell’acciaio che, in presenza di fuoco, perde rapidamente resistenza portando a crolli veloci. Il crollo di una struttura in legno avviene in modo controllato, riducendo gradualmente le sezioni resistenti.

Una delle innovazioni nel mondo del legno è rappresentata dalle travi in legno lamellare incollato. Queste travi sono composte da tavole giuntate, che consentono di superare i limiti del materiale base. L’assemblaggio permette di ridurre difetti e superare grandi luci, offrendo anche la possibilità di creare elementi strutturali curvi e articolati.

Il controllo dell’umidità e del processo di incollaggio è fondamentale per garantire la resistenza e la stabilità di questi elementi. La preparazione delle lamelle e il successivo incollaggio richiedono attenzione e precisione, per ottenere travi di legno lamellare di alta qualità.

Anche i pannelli a tavole incrociate, come XLAM o CLT, rappresentano un’evoluzione nel campo dell’edilizia residenziale. La costruzione di grandi elementi piani con stabilità e ridotti difetti è uno dei vantaggi offerti da questi pannelli.

La varietà di trattamenti e l’uso innovativo del legno nella costruzione di edifici a basso consumo energetico ne fanno un elemento imprescindibile nella progettazione sostenibile e orientata al futuro.

Elaborati grafici che si possono ottenere con Edilus-LG

Il legno lamellare

Il legno lamellare rappresenta una soluzione costruttiva innovativa e altamente versatile, utilizzata in una vasta gamma di applicazioni strutturali e architettoniche come ad esempio:

• strutture portanti –  il legno lamellare è ampiamente impiegato in strutture portanti come travi, colonne e pilastri nelle costruzioni di edifici residenziali, commerciali e pubblici. La sua capacità di resistere a carichi pesanti lo rende ideale per sostenere grandi edifici;
• pannelli di tamponamento – utilizzato anche nei pannelli di tamponamento esterni degli edifici, il legno lamellare offre un’ottima flessibilità di design e un’efficace funzionalità termo-acustica;
• applicazioni architettoniche – nel campo dell’architettura, il legno lamellare viene sfruttato per realizzare elementi strutturali e decorativi, consentendo la creazione di forme innovative e esteticamente attraenti.

Vantaggi del legno lamellare

• maggiore resistenza – rispetto al legno massiccio, il legno lamellare offre una maggiore resistenza e prestazioni meccaniche migliori grazie alla sua struttura composita. Questa costruzione strutturale migliora la capacità di sopportare carichi pesanti;
• leggerezza e durabilità – nonostante la sua maggiore resistenza, il legno lamellare rimane leggero, rendendolo facile da maneggiare e trasportare. Inoltre, la composizione del legno lamellare riduce al minimo il rischio di deformazioni o fessurazioni, garantendo una maggiore durata nel tempo;
• flessibilità di design – la possibilità di modellare e lavorare il legno lamellare offre ai progettisti e agli architetti una grande flessibilità nella progettazione di forme e strutture innovative.

Assemblaggio e costruzione con il legno: modularità e adattabilità

Il legno, con la sua versatilità e adattabilità, rivoluziona il processo costruttivo in due aspetti principali: la costruzione modulare e il restauro delle strutture.

Costruzione modulare e tempi ridotti

L’assemblaggio modulare nel campo edilizio rappresenta una rivoluzione senza precedenti. Il legno offre una notevole riduzione dei tempi di costruzione grazie alla facilità di lavorazione del materiale. Le tecniche di costruzione in legno sono state raffinate per consentire la prefabbricazione di pareti, pilastri e travi. Questi elementi modulari sono precisi e si incastrano perfettamente, permettendo di risparmiare tempo e denaro in cantiere. La precisione nell’assemblaggio garantisce una struttura solida e di alta qualità, dimostrando che la rapidità non è sinonimo di bassa qualità.

Le tecniche costruttive modulari, unite all’adattabilità del legno, aprono la strada a progetti strutturali creativi e personalizzati. L’adattabilità del legno consente di realizzare edifici dalle forme architettoniche audaci e innovative, rendendo il legno un materiale ideale per le sfide di costruzione più complesse.

Modellazione arcarecci e capriate

Restauro e adattamento

Un’altra caratteristica distintiva del legno come materiale da costruzione è la sua flessibilità nel restauro e nell’adattamento delle strutture. Nei progetti di ristrutturazione di edifici storici, il legno riveste un ruolo fondamentale. La capacità del legno di adattarsi alle esigenze strutturali senza compromettere la solidità e l’integrità dell’edificio storico è un’opportunità che altri materiali spesso non offrono.

La flessibilità del legno consente interventi di restauro meno invasivi e più agevoli rispetto ad altre opzioni di costruzione. In molti casi, permette di preservare l’essenza e l’architettura originale dell’edificio mentre si adatta alle nuove esigenze funzionali.

Il legno, con la sua capacità di adattamento e la sua eco-sostenibilità, si pone come la scelta ideale per progetti architettonici innovativi e rispettosi della storia e della tradizione.

La combinazione di costruzione modulare e flessibilità nel restauro sottolinea la versatilità e l’efficacia del legno come materiale da costruzione, garantendo una costruzione rapida e di qualità e un restauro rispettoso della storia architettonica.

Il legno, con la sua ricca storia e le sue moderne applicazioni, si posiziona come un materiale senza tempo. La sua resistenza, sostenibilità e versatilità continuano a renderlo una scelta ideale per le costruzioni moderne. Ogni sua caratteristica – dall’eleganza naturale alla durabilità – lo rende un vero pilastro nell’edilizia, e con le continue innovazioni e sviluppi, il legno si conferma come un pilastro anche per il futuro.

Progettazione strutture il legno: video

Nel seguente video puoi vedere come un software per il calcolo delle strutture in legno ti permette di ottenere facilmente tutto ciò che ti serve rispetto a questo elemento. Dai calcoli alle verifiche, dal disegno agli elaborati grafici.

Indirizzo articolo: https://bim.acca.it/legno-come-materiale-da-costruzione/