Cos'è il legno lamellare?

Il legno lamellare, ampiamente conosciuto nel settore come legno lamellare, sta rimodellando il modo in cui architetti e ingegneri pensano alle costruzioni in legno a campata lunga. Invece di fare affidamento su un singolo tronco segato, sottili strati di legname selezionato vengono essiccati, uniti e pressati insieme con adesivo strutturale per formare un elemento in grado di superare le prestazioni del legno massiccio della stessa dimensione. Questo articolo esamina cos'è effettivamente il legno lamellare, come viene prodotto, perché la stratificazione stessa migliora le prestazioni e dove tende a manifestarsi negli edifici reali.

Cos'è realmente il legno lamellare

Il legno lamellare con colla viene prodotto incollando più strati di legname dimensionale essiccato e classificato in resistenza insieme a un adesivo strutturale durevole e resistente all'umidità applicato sotto calore e pressione. Non si tratta semplicemente di legname accatastato e incollato a caso; il controllo del contenuto di umidità, la rimozione di difetti come i nodi e la polimerizzazione completa dell'adesivo sotto pressione sostenuta consentono alle singole laminazioni di condividere il carico in modo da fornire all'elemento finito la rigidità e la stabilità dimensionale raramente raggiungono un tronco segato massiccio . Il pezzo finito può essere prodotto come una trave diritta, una colonna o una capriata, oppure pressato in una forma arcuata o curva a seconda di ciò che richiede il progetto, quindi il materiale svolge sia funzioni strutturali che gran parte del carattere visibile di un edificio.

Selezione e preparazione delle materie prime

I produttori in genere iniziano con specie di legno tenero come l'abete rosso, il larice o il pino del sud, scelti per la grana uniforme e il contenuto moderato di resina, e li segano in tavole spesse circa da venti a quarantacinque millimetri prima di essiccarle in forno fino a un livello di umidità vicino a quello dell'ambiente dell'edificio finito. Una volta essiccata, ogni tavola viene classificata individualmente e le sezioni con grossi nodi o venature incrociate vengono tagliate e riunite utilizzando giunture a pettine. Ciò distribuisce i punti deboli di ciascuna laminazione in diverse posizioni all’interno dell’elemento piuttosto che lasciarli impilare in un’unica sezione trasversale, che è in gran parte il motivo per cui le prestazioni meccaniche di una trave lamellare tendono ad essere più costanti di una sezione di legno massiccio di dimensioni comparabili.

Perché la struttura a strati migliora le prestazioni di carico

La resistenza di un singolo tronco è spesso limitata dal suo punto più debole, come un nodo o una scossa, e una volta che quel punto viene caricato oltre la sua capacità, la capacità di carico dell'intero pezzo diminuisce drasticamente. Il legno lamellare divide lo spessore in diversi strati sottili che vengono ispezionati, giuntati a pettine e riparati separatamente prima di essere ricombinati, il che compensa statisticamente l'influenza di qualsiasi punto debole. I test su una gamma di dimensioni di sezione mostrano che, per una sezione trasversale equivalente, il legno lamellare generalmente presenta caratteristiche ottimali maggiore resistenza alla flessione e rigidità rispetto al legno massiccio tagliato da un unico tronco , insieme a minori variazioni da pezzo a pezzo, consentono agli ingegneri di lavorare con margini di sicurezza più piccoli e utilizzare complessivamente meno materiale.

Sistemi adesivi e qualità del legame

La linea adesiva tra le laminazioni non è casuale; è progettato per trasferire lo stress di taglio tra gli strati senza diventare il punto debole dell'assemblaggio. Gli adesivi strutturali a base di resorcina e melammina sono scelte comuni perché resistono allo scorrimento sotto carico sostenuto e resistono a ripetuti cicli di bagnatura e asciugatura. I produttori testano regolarmente la qualità dell'incollaggio attraverso test di delaminazione e di taglio su campioni di ritagli prelevati da cicli di produzione, poiché una linea di colla scarsamente indurita sarebbe altrimenti invisibile dall'esterno di una trave finita.

Formabilità ed espressione architettonica

Prima che l'adesivo si indurisca completamente, le lamine sottili rimangono sufficientemente flessibili da poter essere pressate all'interno di uno stampo in forme curve, arcuate o più elaborate, che vengono poi bloccate permanentemente in posizione una volta che la colla si è solidificata. Questa proprietà rende il legno lamellare particolarmente adatto ai tetti di palestre, sale espositive e cupole di chiese, dove sono richieste ampie campate curve, e consente agli architetti di mantenere il calore di una superficie in legno pur perseguendo forme fluide che sarebbe costoso ottenere economicamente in acciaio o cemento.

Prestazioni meteorologiche e antincendio

Il legno lamellare strutturale incollato con adesivo impermeabile può essere specificato per l'esposizione all'esterno se abbinato a un rivestimento protettivo che gestisce l'espansione e la contrazione causate dalla pioggia e dall'umidità variabile. Quando esposta alla fiamma libera, la superficie esterna si carbonizza gradualmente e questo strato di carbone conduce male il calore, rallentando il trasferimento del calore al legno incombusto sottostante. La velocità di combustione che ne risulta è relativamente prevedibile, il che consente agli ingegneri di calcolare la dimensione aggiuntiva della sezione necessaria per mantenere la capacità di carico per un periodo definito, a differenza dell'acciaio, la cui resistenza può diminuire bruscamente e senza troppi preavviso una volta raggiunta l'alta temperatura.

Uno strato carbonizzato che si forma in un incendio non indebolisce una trave in legno lamellare in modo uniforme dall'esterno verso l'interno; protegge il nucleo abbastanza a lungo da consentire al calcolo strutturale di rimanere prevedibile anziché diventare un'ipotesi.

Applicazioni comuni

Il legno lamellare è presente nelle travi dei tetti di arene sportive e padiglioni espositivi, nelle capriate curve dei terminal aeroportuali, nella struttura principale di ponti pedonali e carrabili a campata breve, nella struttura a cupola delle sale da concerto e, sempre più spesso, nelle strutture portanti di edifici residenziali e uffici a più piani. Viene spesso abbinato a prodotti a pannelli come il legno lamellare a strati incrociati, dove il legno lamellare sopporta i carichi lineari di travi e colonne e i pannelli gestiscono i carichi nel piano di pavimenti e pareti, consentendo alla struttura primaria di un intero edificio di essere costruita in legno pur raggiungendo le campate e i piani necessari a un progetto.

Lavorare insieme ad altri prodotti in legno ingegnerizzato

In un tipico lavoro in legno massiccio, il legno lamellare raramente lavora da solo. I pannelli in legno lamellare incrociato formano pavimenti e pareti, il legno lamellare impiallacciato gestisce travetti e testate di campata più breve, mentre il legno lamellare assume travi e colonne più lunghe e caricate più pesantemente dove una sezione solida dovrebbe essere impraticabilmente grande. La scelta tra questi prodotti di solito dipende dalla lunghezza della campata, dal percorso del carico e dalla quantità di telaio che deve rimanere esposta per il suo aspetto piuttosto che nascosta dietro le finiture.

Poiché le normative edilizie in un numero crescente di regioni estendono le tolleranze antincendio e strutturali per le costruzioni in legno di massa più alta, il legno lamellare è passato da un materiale speciale utilizzato principalmente in fienili, chiese e impianti sportivi a una scelta più di routine per strutture di media altezza, ponti ed edifici pubblici a lunga campata, il tutto mantenendo il calore visivo che ha attirato gli architetti verso il legno del posto.