Costruzioni in legno: Sistema a Telaio o X-Lam?

05/08/2021 - Edilizia offsite, prefabbricazione, costruzioni a secco sono definizioni che rimandano a soluzioni in grado di velocizzare la realizzazione di un edificio, attraverso l’assemblaggio dei vari componenti, costruiti precedentemente in fabbrica e trasportati successivamente in cantiere.
 
La prefabbricazione può essere realizzata con differenti materiali, quali cemento armato, acciaio, legno e cartongesso. Utilizzati sia per la struttura ma anche per tamponamenti e finiture.
 
La prefabbricazione in legno si basa essenzialmente su due tecnologie: il Sistema a Telaio e X-Lam.
 
La differenza principale tra le due tecnologie risiede nel fatto che nel sistema a telaio la struttura portante è costituita da travi e montanti, mentre in quello X-Lam la struttura portante è costituita da pannelli massicci.
 
Per entrambe, tra i principali vantaggi si annoverano la riduzione dei tempi di costruzione con la conseguente maggiore certezza del costo di costruzione. A questi si aggiungono la necessità di impiegare una manodopera contenuta, l’abbattimento dei rischi dovuto ad imprevisti di cantiere (tutto è già definito in fase progetto e produzione), quindi maggiore riscontro tra progetto e opera finita.
 
Sistema a Telaio e X-Lam sono estremamente versatili, indicati per la costruzione di case prefabbricate, ampliamenti e sopraelevazioni, edifici multipiano, commerciali o industriali. Inoltre, sono molto utilizzati nella bioedilizia.

 

Esempio di una struttura in Platform Frame in fase di realizzazione ©Tommaso Loiscio - Archilovers

 

Costruzioni in legno, il Sistema a Telaio

Il Sistema a Telaio è noto con il nome Platform Frame in cui la struttura portante è composta dal telaio (insieme di travi e montanti), a sua volta rivestito da pannelli che hanno funzione di controventamento e vanno così a consolidare la struttura portante principale.
 
L’intercapedine che si crea è riempita con del materiale isolante. Lo strato isolante posto nell’intercapedine può occupare tutto lo spessore, nel qual caso il posizionamento degli impianti avviene in fresature ricavate nell’isolante oppure solo una parte, lasciando il passaggio per gli impianti.
 
La stratigrafia della parete a telaio è personalizzabile al fine di realizzare la tenuta termica più idonea al contesto climatico. Ad esempio, è possibile prevedere un cappotto esterno, un freno al vapore o ulteriori supporti strutturali. Le connessioni fra telaio e rivestimento non avvengono mediante incastri, ma attraverso l’utilizzo di elementi di fissaggio metallici, come viti, chiodi, bulloni e squadrette.
 
La tecnologia platform frame è l'evoluzione del balloon frame, ovvero un perfezionamento della capacità di prefabbricazione di questo sistema. Nel sistema platform frame i montanti si interrompono ad ogni piano in corrispondenza dell’intradosso di ogni solaio. Ogni piano poggia su quello inferiore che funge da superficie di lavoro su cui elevare ed assemblare i livelli successivi, una piattaforma di posa, per l'appunto.
 
La tecnologia platform frame è caratterizzata dalla “leggerezza” e pertanto le sollecitazioni indotte dall’azione sismica sono notevolmente inferiori. Caratteristica che fa del Sistema a Telaio una soluzione ideale per le sopraelevazioni, ma anche edifici multipiano di altezza contenuta. 
 
L’intelaiatura strutturale in legno ed il riempimento di ogni parete di un edificio a telaio possono essere prefabbricati e pronti per il montaggio, ma in alternativa possono essere anche montati in opera direttamente sul posto.

 

CLT technology: Stadthaus building in Murray Grove_on left: Cross-Section displaying Timber Structure; on right: Vertical Elevation  ©Waugh Thistleton Architects. Source: Wikipedia

Costruzioni in legno, il sistema X-Lam

Il sistema X-Lam, legno lamellare incrociato, fuori dai confini italiani è conosciuto con la sigla CLT, Cross Laminated Timber.
 
La struttura portante in questo caso è rappresentata da un pannello pieno che va a realizzare pareti e solai. Il pannello è formato da più strati incrociati di legno massiccio sovrapposti ed incollati tra di loro, ad ogni strato la fibratura ruota di 90° rispetto alla precedente.
 
Si ottiene così un elemento multistrato con capacità portante nelle due direzioni del piano. Il numero di strati di legno è dispari e generalmente varia da un minimo di 3 ad un massimo di 7.
Come per il sistema a telaio, anche le pareti in X-Lam possono essere dotate di cappotto termico esterno e di controparete interna per la il passaggio degli impianti.
   
La definizione di edificio multipiano in legno  è in uso in Italia a partire dal 2008, con l’introduzione del legno nelle Norme Tecniche per le costruzioni, aggiornate nel 2018, in cui sono presenti tre sotto-capitoli relativi alla progettazione delle strutture di legno: paragrafo 4.4, 7.7 e 11.7.
   
L'assenza di ponteggio è vantaggiosa in termini di risparmio di tempo (progettazione, montaggio e smontaggio) e costi, oltre che essere una soluzione ideale per spazi ridotti.

  

Stadthaus, Internal Timber Structure, ©Waugh Thistleton Architects. Source: Wikipedia

Criticità del legno: il comportamento igroscopico 

Che sia un sistema X-Lam o uno a Telaio, il legno è un materiale "sensibile" all'acqua e a tutte le forme in cui essa può presentarsi. Affinché un'opera in legno duri nel tempo deve essere adeguatamente protetta da infiltrazioni e formazioni di condensa.
 
In un processo di prefabbricazione in legno, tutto l’iter di costruzione deve tener conto della problematica dell'umidità a partire dalla produzione in stabilimento e fino alle fasi di trasporto e montaggio in cantiere. Bisogna proteggere gli elementi lignei, evitare fasi di fermo e stoccaggio in cantiere. Serve spingersi sempre più verso un livello di prefabbricazione che minimizza i tempi di esecuzione, le lavorazioni da eseguirsi in opera e garantisca un rapido completamento dell'involucro e quindi riduca il rischio di esposizione agli agenti atmosferici.
 
La logica di un processo costruttivo in legno è del tutto diversa da una ‘tradizionale’, i cui capisaldi devono essere: progettazione accurata, gestione ottimale e rapidità esecutiva.
 
Il legno ha un comportamento igroscopico e quindi veicola l'acqua in profondità. I danni causati dall’umidità residua interessano entrambe le tecnologie, con la sola differenza che si sviluppano con tempistiche differenti, 3-4 settimane per legno massiccio e già dopo una settimana per il sistema a telaio. Se l’elemento ligneo assorbe dell’acqua e questa non viene fatta completamente evaporare, il rischio è la formazione di muffe con conseguente degrado in fase di esercizio.
 

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