GIUNTI XLAM–LEGNO LAMELLARE

Il giunto tra elementi in XLAM e legno lamellare è alla base dell’integrità e della stabilità di qualsiasi struttura in legno. Questi nodi devono trasmettere efficacemente i carichi assiali, flessionali e di taglio, garantendo al contempo la rigidità necessaria. I fattori principali che influenzano la scelta del tipo di giunto sono l’entità e la natura dei carichi, i vincoli geometrici, i requisiti architettonici e, naturalmente, le possibilità tecnologiche di montaggio. I principali meccanismi di trasmissione delle forze includono i giunti ad attrito, i giunti a taglio e i giunti a trazione/compressione.

Per garantire l’affidabilità strutturale, i nodi di fissaggio devono rispettare i requisiti della norma DBN V.1.2-14:2018 “Principi generali per garantire l’affidabilità e la sicurezza strutturale di edifici e strutture”, che prevede una valutazione completa di tutti gli scenari di carico possibili, inclusi quelli permanenti, temporanei, da neve, da vento e sismici. Un’attenzione particolare va dedicata al comportamento a lungo termine dei giunti sotto l’effetto di carichi ciclici e dell’umidità. A questo proposito, l’uso di elementi di collegamento metallici, come piastre in acciaio, angolari, perni e viti a filettatura totale, richiede una progettazione accurata che tenga conto della resistenza alla corrosione e della possibile deformazione termica. L’uso di caviglie in legno, chiavette o incastri (ad esempio del tipo “coda di rondine”) è un’alternativa che garantisce attrattiva estetica e minimizza i ponti termici, ma richiede un’elevata precisione di produzione e montaggio. Una corretta progettazione ed esecuzione dei nodi è la garanzia della stabilità e della durabilità dell’intera struttura.

L’efficacia dei giunti tra pannelli XLAM ed elementi in legno lamellare è determinata dalla scelta della specifica soluzione costruttiva, che tiene conto dei requisiti funzionali e di esercizio. Esaminiamo i tipi di nodi più diffusi e innovativi:

1. Giunti con viti a filettatura totale (Vollgewindeschrauben): Si tratta di una soluzione universale e tra le più flessibili. Le viti vengono installate ad angolo o perpendicolarmente all’asse degli elementi, garantendo un’elevata resistenza a taglio e a estrazione. Consentono di creare giunti nascosti, migliorando l’estetica e la resistenza al fuoco. Ad esempio, per collegare un pannello XLAM di solaio con travi in legno lamellare, le viti possono essere installate con un’inclinazione di 45-60 gradi rispetto all’orizzontale, il che consente di trasmettere momenti flettenti significativi. Solitamente si utilizzano viti con diametro di 6-12 mm e lunghezza fino a 400 mm.
2. Piastre e angolari metallici: Questi elementi sono una soluzione tradizionale per garantire rigidità e trasmissione dei carichi. Possono essere visibili o nascosti. Le piastre nascoste (ad esempio, connettori a incasso “a L” o “a T”) vengono installate in scanalature fresate, il che migliora la resistenza al fuoco e l’estetica. Il fissaggio delle piastre avviene tramite chiodi, viti o bulloni. È importante garantire una protezione anticorrosione degli elementi metallici, in particolare nelle strutture esterne.
3. Giunti a chiavetta e incastri: I giunti del tipo “maschio-femmina” o “coda di rondine” garantiscono un’efficace trasmissione dei carichi a taglio e compressione. Riducono al minimo l’uso di fissaggi metallici, il che rappresenta un vantaggio dal punto di vista della resistenza al fuoco e dell’estetica. Tali giunti richiedono un’elevata precisione di lavorazione degli elementi (fino a 0,5 mm), spesso mediante macchine a controllo numerico (CNC). Questa soluzione è particolarmente efficace per il collegamento di pannelli parete o per travi su grandi luci.
4. Fissaggi nascosti (Concealed Connectors): I sistemi moderni, come Rotho Blaas, Knapp o SFS intec, offrono un’ampia gamma di fissaggi nascosti che si integrano all’interno del legno. Garantiscono un’elevata capacità portante, resistenza al fuoco e un aspetto estetico. Esempi sono i connettori di tipo “GSA” o “ETA”, costituiti da piastre in alluminio o acciaio fissate con appositi perni o viti. È la soluzione ottimale per progetti altamente tecnologici, dove estetica e prestazioni elevate sono fondamentali. Per garantire un’efficace trasmissione del carico e la durabilità, in fase di progettazione occorre fare riferimento alla norma EN 1995-1-1 “Eurocode 5: Design of timber structures”, capitolo 8, che descrive in dettaglio i modelli di calcolo per i diversi tipi di giunti. Per saperne di più sulle tecnologie moderne, visita la pagina delle alte tecnologie.

La scelta del tipo specifico di giunto è sempre un compromesso tra resistenza, estetica, costo e complessità di montaggio.

Il comfort acustico è uno dei parametri chiave della qualità degli edifici residenziali e pubblici realizzati in XLAM e legno lamellare. Il legno, nonostante i suoi numerosi vantaggi, ha una densità superficiale inferiore rispetto al calcestruzzo, il che lo rende più vulnerabile alla trasmissione del rumore da calpestio e aereo. I giunti tra gli elementi sono punti critici attraverso i quali le vibrazioni sonore possono propagarsi in tutta la struttura. Una progettazione efficace dei giunti isolati acusticamente richiede una profonda comprensione della fisica del suono e l’applicazione di soluzioni specializzate.

Secondo la norma DBN V.2.2-24:2003 “Edifici e strutture. Protezione dal rumore”, esistono requisiti precisi per l’indice di isolamento del rumore aereo (Rw) e il livello normalizzato di rumore da calpestio (Ln,w) per i diversi tipi di ambienti. Per garantire la conformità a queste norme, in particolare negli edifici in legno multipiano, è necessario applicare i principi del disaccoppiamento acustico (decoupling). Ciò può includere l’uso di guarnizioni elastiche (ad esempio in gomma, sughero o tappetini acustici speciali) nei punti di contatto tra pannelli XLAM e travi o pareti, che riduce significativamente la trasmissione del rumore da calpestio (fino a 20-30 dB). Tali guarnizioni devono avere una rigidità adeguata, in modo da non compromettere l’integrità strutturale del giunto, pur smorzando efficacemente le vibrazioni. Un altro aspetto importante è l’uso di strutture multistrato nei nodi, dove, ad esempio, due strati di legno sono separati da un’intercapedine d’aria o da un materiale elastico, il che migliora l’isolamento del rumore aereo. L’uso di materiali fonoassorbenti nelle cavità di pareti e solai, così come la sigillatura di tutte le fessure e aperture (anche le più piccole, che possono peggiorare significativamente le prestazioni acustiche), è parte integrante della strategia. Garantire elevate prestazioni acustiche richiede un approccio integrato in fase di progettazione e un controllo rigoroso in fase di montaggio. L’importanza di questi aspetti non va sottovalutata, poiché influiscono direttamente sulla qualità della vita e sulla funzionalità dell’edificio.

La fase di montaggio dei giunti tra pannelli XLAM e legno lamellare è decisiva per raggiungere le prestazioni di progetto in termini di resistenza, stabilità ed efficienza acustica della struttura. La precisione e la sequenzialità dell’esecuzione dei lavori influiscono direttamente sulla durabilità dell’edificio. Le migliori pratiche prevedono una pianificazione chiara, l’uso di attrezzature specializzate e personale qualificato.

Fasi chiave del montaggio:

1. Lavori preparatori: Comprendono la verifica delle dimensioni e della geometria degli elementi in XLAM e legno lamellare, e la loro corrispondenza alla posizione di progetto. Tutte le superfici a contatto devono essere pulite da sporco, polvere e materiali estranei. È necessario tracciare in anticipo la posizione degli elementi di fissaggio secondo i disegni esecutivi. Le tolleranze di geometria e dimensioni degli elementi devono rispettare le norme EN 14081-1 “Timber structures – Strength graded structural timber with rectangular cross-section” ed EN 16351 “Timber structures – Cross laminated timber – Requirements”.
2. Installazione delle guarnizioni: Se il progetto prevede guarnizioni acustiche o termoisolanti, queste vanno installate prima del posizionamento dell’elemento successivo. Ciò richiede attenzione, per non danneggiare il materiale e garantire un contatto uniforme su tutta la superficie.
3. Posizionamento degli elementi: I grandi pannelli XLAM e le travi in legno lamellare vengono sollevati e posizionati con precisione mediante mezzi di sollevamento. È importante utilizzare fissaggi temporanei o puntelli per mantenere gli elementi nella posizione di progetto fino al fissaggio definitivo.
4. Installazione degli elementi di fissaggio: È obbligatorio l’uso di avvitatori con controllo della coppia per le viti a filettatura totale, presse per l’inserimento delle chiavette o attrezzature idrauliche per le caviglie. Per le piastre metalliche occorre garantire il corretto serraggio dei bulloni secondo le forze di progetto, il che minimizza deformazioni e scorrimenti. Nell’uso delle viti, è importante rispettare le profondità di avvitamento e le distanze dal bordo raccomandate dal produttore, per evitare la spaccatura del legno.
5. Controllo qualità: Dopo il montaggio di ogni nodo si effettua un’ispezione visiva per l’assenza di difetti, si verifica l’aderenza degli elementi e la precisione del loro posizionamento reciproco. Per i fissaggi nascosti può essere necessario un controllo a ultrasuoni o altri metodi non distruttivi.

Il rispetto di queste pratiche garantisce non solo la stabilità meccanica, ma anche prestazioni di esercizio ottimali della struttura in pannelli XLAM e legno lamellare.

L’uso di strutture in legno avanzate, come quelle che impiegano XLAM e legno lamellare, in Ucraina è regolato da una serie di norme nazionali e regolamenti edilizi. Questi documenti garantiscono la sicurezza, l’affidabilità e la durabilità degli edifici, oltre a definire i requisiti per la progettazione, la produzione e il montaggio. La comprensione di queste norme è di fondamentale importanza per architetti, ingegneri e costruttori che lavorano con strutture in legno.

Il documento principale che regola la progettazione delle strutture in legno è la norma DBN V.2.6-160:2010 “Strutture in legno. Disposizioni generali”. Questa norma stabilisce i requisiti generali per i calcoli della capacità portante e della deformabilità degli elementi in legno, incluso il legno lamellare. Sebbene i pannelli XLAM siano un materiale relativamente nuovo per il quadro normativo ucraino, i principi generali di calcolo della resistenza e della stabilità, esposti in questa norma DBN, si applicano anche a essi, tenendo conto delle particolarità della struttura multistrato del materiale. Inoltre, è importante considerare la norma DSTU B V.2.6-170:2011 “Strutture di edifici e costruzioni. Fissaggi metallici per strutture in legno”, che disciplina l’uso e il calcolo degli elementi di collegamento metallici. Per garantire un’adeguata resistenza al fuoco e tenuta all’aria delle strutture, aspetto di importanza critica per gli edifici in legno, si applicano la norma DBN V.1.1-7:2016 “Sicurezza antincendio degli oggetti edili” e la norma DBN V.2.6-31:2021 “Isolamento termico degli edifici”, che, pur non riguardando direttamente i giunti, definiscono i requisiti generali di tenuta e di resistenza alla propagazione del fuoco attraverso i nodi. In caso di utilizzo di materiali importati, come l’XLAM, si fa spesso riferimento agli standard europei (Eurocodici), in particolare alla norma EN 1995-1-1 “Eurocode 5: Design of timber structures”, che contiene disposizioni più dettagliate sulla progettazione dei giunti e sul calcolo delle strutture in legno. L’Ucraina sta armonizzando attivamente le proprie norme edilizie con quelle europee, il che favorisce l’introduzione di materiali e tecnologie innovativi, come l’XLAM e il legno lamellare, nella pratica edilizia nazionale. La progettazione di edifici in legno lamellare richiede una conoscenza approfondita di queste norme.

La progettazione e il montaggio di nodi complessi tra pannelli XLAM ed elementi in legno lamellare sono spesso accompagnati da sfide uniche che richiedono approcci innovativi. Una delle sfide principali è garantire la rigidità e la stabilità tridimensionale della struttura, in particolare in condizioni di attività sismica o carichi da vento significativi. I metodi tradizionali di fissaggio possono risultare insufficientemente efficaci per trasmettere carichi complessi o creare forme geometriche articolate.

Le soluzioni innovative includono lo sviluppo della progettazione parametrica e delle tecnologie BIM (Building Information Modeling), che consentono di ottimizzare la configurazione dei nodi, ridurre al minimo il consumo di materiale ed evitare collisioni in fase di progettazione. L’uso di software specializzato per l’analisi agli elementi finiti (FEM) permette di calcolare con precisione la distribuzione delle sollecitazioni nei nodi complessi e ottimizzare il posizionamento degli elementi di fissaggio. Ad esempio, per garantire un’elevata resistenza sismica vengono sviluppati giunti con plasticità controllata, che consentono agli elementi di dissipare l’energia del terremoto senza rottura fragile. Tra queste soluzioni figurano piastre in acciaio flessibili, che si deformano sotto carico, o l’uso di smorzatori ad attrito nei nodi. Un altro filone è lo sviluppo di giunti autoserranti, che compensano il ritiro del legno nel tempo, mantenendo la necessaria densità di contatto. Ciò è particolarmente rilevante per le strutture in cui è importante la tenuta all’aria (n50), poiché il ritiro può portare alla formazione di fessure. L’introduzione di sistemi robotizzati per la fresatura delle scanalature e l’installazione precisa dei fissaggi migliora inoltre la qualità e la velocità del montaggio. Tali tecnologie consentono di realizzare forme architettoniche complesse e garantire un’elevata qualità dei giunti, cosa che sarebbe stata impossibile con i metodi tradizionali. Queste soluzioni contribuiscono ad aumentare l’affidabilità e la funzionalità complessiva degli edifici moderni in legno.

La durabilità delle strutture in XLAM e legno lamellare dipende in larga misura da un uso corretto e da una manutenzione periodica, in particolare per quanto riguarda i giunti di importanza critica. Il legno è un materiale igroscopico, che reagisce ai cambiamenti di umidità e temperatura, il che può influire sulla stabilità dei nodi di fissaggio. Garantire una lunga durata di servizio richiede un approccio integrato, che includa la protezione dall’umidità, ispezioni periodiche e la tempestiva eliminazione dei difetti riscontrati.

Aspetti chiave per garantire la durabilità:

1. Protezione dall’umidità: Tutti i giunti, in particolare quelli esposti all’ambiente esterno, devono essere efficacemente protetti dall’infiltrazione di umidità. Ciò si ottiene mediante sistemi di scolo delle acque correttamente progettati, guarnizioni, sigillanti e rivestimenti protettivi. L’umidità può causare la corrosione degli elementi metallici e il degrado biologico del legno, con conseguente perdita della capacità portante dei giunti.
2. Ispezioni: Ispezioni visive e strumentali regolari dei giunti sono obbligatorie, in particolare durante i primi anni di esercizio dell’edificio, quando avviene il ritiro principale del legno. Le ispezioni devono verificare la presenza di crepe, deformazioni, segni di corrosione o attacco biologico, nonché l’integrità delle guarnizioni. Per i nodi difficilmente accessibili si possono utilizzare metodi endoscopici o a ultrasuoni.
3. Manutenzione tempestiva: I difetti riscontrati, come giunti bullonati allentati, guarnizioni danneggiate o segni di corrosione, devono essere eliminati immediatamente. Ciò può includere il riserraggio dei fissaggi, la sostituzione delle guarnizioni, l’applicazione di nuovi rivestimenti protettivi o, nei casi complessi, il rinforzo dei nodi.
4. Considerazione delle deformazioni termiche: Nella progettazione di nodi esterni o giunti soggetti a significative escursioni termiche, è necessario prevedere giunti di dilatazione o giunti flessibili, per prevenire l’insorgere di sollecitazioni eccessive che potrebbero causare rotture.
5. Sistemi di ventilazione: Il mantenimento di un microclima ottimale nell’edificio grazie a efficienti sistemi di ventilazione contribuisce anch’esso alla durabilità delle strutture in legno, prevenendo l’accumulo di umidità nei materiali.

Il rispetto di questi principi garantisce un esercizio affidabile e durevole degli edifici in XLAM e legno lamellare, preservandone l’integrità strutturale e le prestazioni di esercizio per l’intero ciclo di vita.

L’integrazione di pannelli XLAM e legno lamellare nei progetti architettonici moderni apre possibilità senza precedenti per la realizzazione di idee audaci e l’ottimizzazione dei processi costruttivi. Giunti correttamente progettati ed eseguiti non solo garantiscono l’integrità strutturale, ma svolgono anche un ruolo chiave nella formazione dell’estetica architettonica, in particolare quando gli elementi in legno restano visibili negli interni. La scelta del tipo di giunto può influire in modo significativo sulla percezione visiva dello spazio, sulla funzionalità e sul costo complessivo del progetto.

In fase di progettazione, architetti e ingegneri hanno la possibilità di scegliere tra giunti nascosti e a vista. I fissaggi nascosti, come i connettori metallici a incasso specializzati o le viti a filettatura totale installate ad angolo, consentono di creare interni puliti e minimalisti, dove la bellezza del legno emerge in primo piano senza ostacoli visivi. Ciò è ideale per gli stili moderni, come il minimalismo scandinavo o l’hi-tech. Contribuiscono inoltre ad aumentare la resistenza al fuoco, poiché gli elementi metallici sono protetti da uno strato di legno. D’altro canto, i giunti a vista, che utilizzano piastre metalliche decorative, bulloni o incastri in legno (“coda di rondine”), possono diventare parte del concetto architettonico, sottolineando la logica costruttiva dell’edificio e il suo carattere naturale. Ciò è spesso applicato negli stili loft o nel design industriale, dove gli elementi funzionali diventano parte dell’estetica. L’ottimizzazione dei progetti si ottiene anche tramite la prefabbricazione degli elementi di giunzione in stabilimento, che riduce al minimo i lavori in cantiere e aumenta la precisione del montaggio. Ciò, a sua volta, riduce i tempi di costruzione e abbassa i costi complessivi. Grazie all’elevata precisione di produzione, i progetti in XLAM e legno lamellare possono essere realizzati con un elevato livello di eccellenza estetica. Un approccio intelligente alla progettazione dei giunti, che tiene conto sia degli aspetti tecnici sia di quelli estetici, consente di creare edifici funzionali, affidabili e visivamente attraenti, sfruttando al massimo il potenziale di questi innovativi materiali in legno.