INSTALLAZIONE NASCOSTA DEGLI IMPIANTI TECNOLOGICI NEI SOLAI XLAM

I pannelli XLAM (Cross-Laminated Timber) e SLT (Slab-Laminated Timber) sono il cuore dell’architettura in legno contemporanea. L’XLAM è costituito da pannelli multistrato, realizzati incollando strati di legno in direzioni reciprocamente perpendicolari, il che garantisce elevata resistenza e stabilità. Gli SLT si distinguono per la disposizione parallela degli strati in determinate parti, ottimizzate per carichi specifici. Per le installazioni nascoste si utilizzano canali e fori appositamente fresati, realizzati in stabilimento con elevata precisione tramite macchine CNC.

Questo approccio consente di integrare le reti tecnologiche direttamente nello spessore del solaio, preservandone la capacità portante e l’estetica. La profondità massima di fresatura dei canali nei pannelli XLAM, di norma, non deve superare 1/6 dello spessore del pannello per gli strati esterni e 1/3 per quelli interni, con il rispetto obbligatorio della distanza minima dal bordo del pannello e tra i canali, pari ad almeno 100 mm o al triplo della dimensione massima della sezione del canale. Ad esempio, per un pannello XLAM di 200 mm di spessore, un canale di ventilazione con diametro di 100 mm può essere integrato rispettando questi requisiti. È obbligatorio l’uso di pannelli con classe di resistenza non inferiore a C24 secondo la EN 338. La progettazione di tali sistemi richiede una comprensione approfondita della meccanica del legno e dell’interazione con gli elementi tecnologici. Nonostante i vantaggi del legno lamellare in molti aspetti, per i solai l’XLAM presenta vantaggi unici per gli impianti nascosti.

Gli impianti nascosti in XLAM/SLT riducono notevolmente i tempi di montaggio in cantiere, poiché la maggior parte dei lavori di fresatura viene eseguita in stabilimento. Questo riduce al minimo i processi ‘a umido’ e gli scarti, accelerando l’intero ciclo di costruzione. Un’analisi dettagliata dei nodi mostra che, per garantire l’integrità della struttura, è importante il corretto posizionamento degli impianti rispetto all’asse neutro della sezione del pannello, dove le tensioni di taglio sono minime. Il posizionamento di grandi aperture vicino agli appoggi o nelle zone con momenti flettenti elevati è categoricamente vietato, salvo che ciò sia previsto da un calcolo ingegneristico individuale con l’uso di elementi di rinforzo. La comprensione di queste sfumature è fondamentale per garantire la durabilità e la sicurezza della struttura. La lavorazione dei pannelli su macchine CNC consente di raggiungere una tolleranza fino a 1 mm, fondamentale per un collegamento preciso degli elementi in cantiere.

Una progettazione efficace degli impianti nascosti nei solai XLAM inizia con un approccio integrato. Tutti gli impianti tecnologici – ventilazione, riscaldamento, approvvigionamento idrico, fognatura, elettricità – devono essere coordinati e considerati già in fase di modellazione BIM. Questo consente di individuare potenziali conflitti (interferenze) ancora prima dell’inizio della produzione dei pannelli ed evitare costose rilavorazioni in cantiere.

È fondamentale il calcolo delle sezioni dei canali e della loro posizione. Secondo le norme europee (ad esempio l’Eurocode 5), l’indebolimento della sezione per gli impianti tecnologici deve essere minimo. Di norma, fino al 20% della larghezza del pannello può essere destinato ai canali, ma questo valore può variare in base alla lunghezza della campata, ai carichi e alla classe di resistenza del legno. Ad esempio, per una campata di 6 m e un carico di 2 kN/m², un’apertura con diametro di 150 mm può essere ammissibile nel terzo centrale della campata, a condizione che i suoi bordi si trovino a non meno di 250 mm dall’asse neutro e non abbiano angoli acuti. È necessario evitare la concentrazione di aperture in un unico punto. Di norma, per gli impianti si scelgono le zone dove i momenti flettenti e le tensioni di taglio sono minimi, ad esempio al centro della campata per i canali orizzontali o vicino agli appoggi per i montanti verticali. È inoltre importante considerare la necessità di accesso per la manutenzione di alcuni sistemi, ad esempio i raccordi smontabili dell’approvvigionamento idrico.

Il montaggio dei pannelli XLAM con canali fresati richiede un’elevata precisione. I pannelli vengono consegnati in cantiere già con le aperture pronte. Gli impianti vengono posati e fissati prima del sollevamento dello strato successivo o della chiusura del pannello. Per i cavi elettrici si utilizzano tubi corrugati in materiali incombustibili (ad esempio polipropilene) secondo la ДБН В.2.5-23:2010. Le tubazioni di approvvigionamento idrico e fognatura vengono posate in un rivestimento fonoisolante, per ridurre al minimo la trasmissione del rumore. Dopo la posa degli impianti, i canali vengono chiusi con listelli di legno o altri materiali idonei, garantendo una superficie piana per la finitura successiva. Tutti i giunti e le cuciture vengono sigillati per raggiungere la tenuta all’aria necessaria dell’edificio, un aspetto fondamentale per garantire un sistema di ventilazione efficace e le caratteristiche termotecniche.

L’integrazione degli impianti tecnologici nei solai XLAM può influire in modo significativo sulle loro proprietà acustiche, sia positivamente che negativamente. Il problema principale consiste nella possibile formazione di ‘ponti acustici’ e nella riduzione dell’indice di isolamento dal rumore da calpestio e dal rumore aereo. La riduzione della massa del solaio dovuta alla fresatura dei canali e alla creazione di cavità può causare fenomeni di risonanza e un aumento della trasmissione del suono.

Per preservare e migliorare le caratteristiche acustiche è necessario applicare soluzioni integrate. In primo luogo, i canali per gli impianti devono essere riempiti il più possibile e sigillati ermeticamente dopo la posa delle reti. L’uso di sigillanti elastici e il riempimento delle cavità con materiali acustici (ad esempio lana minerale o poliuretano espanso) riduce notevolmente la trasmissione del rumore. In secondo luogo, occorre evitare il fissaggio rigido di tubi e cavi direttamente al legno. L’uso di sospensioni antivibranti e di rivestimenti per i tubi è obbligatorio per i sistemi di approvvigionamento idrico e ventilazione. Per i sistemi di ventilazione, è particolarmente importante prevedere giunti flessibili e silenziatori sui condotti d’aria che attraversano il solaio.

Secondo la ДБН В.1.1-31:2013 ‘Protezione dal rumore’, l’indice di isolamento dal rumore da calpestio (L’nw) per i solai interpiano non deve superare 60 dB per gli edifici residenziali, mentre l’indice di isolamento dal rumore aereo (Rw) deve essere di almeno 52 dB. Raggiungere questi valori con gli impianti nascosti è possibile solo grazie a una struttura multistrato del pavimento e del soffitto. Ad esempio, un pavimento ‘galleggiante’ in lastre fibrocemento o massetto a secco su uno strato di isolamento acustico (20-50 mm di lana minerale con densità 80-100 kg/m³) è una soluzione efficace. Anche l’uso di uno strato aggiuntivo di cartongesso su sospensioni antivibranti lato soffitto può aggiungere fino a 5-7 dB al valore di Rw. La scelta corretta dei materiali e un calcolo dettagliato dell’impatto acustico di ogni elemento sono fondamentali per garantire il comfort degli abitanti.

La resistenza al fuoco è uno degli aspetti chiave della sicurezza degli edifici, in particolare quando si integrano impianti tecnologici nelle strutture portanti in legno. I pannelli XLAM presentano una resistenza al fuoco naturalmente elevata, grazie alla capacità del legno di formare uno strato protettivo di carbone durante la combustione, che rallenta la propagazione del fuoco e preserva la capacità portante della sezione principale. Tuttavia, l’installazione nascosta degli impianti crea potenziali vie di propagazione del fuoco e del fumo, il che richiede soluzioni specifiche.

Lo standard EN 13501-2 definisce la classificazione dei prodotti da costruzione e degli elementi in base alla resistenza al fuoco, inclusi gli indicatori R (capacità portante), E (integrità) e I (isolamento termico). Per i solai interpiano è spesso richiesta una classe di resistenza al fuoco REI 60 o REI 90. Raggiungere questi valori con impianti nascosti richiede una progettazione di dettaglio accurata e l’uso di sistemi antincendio certificati.

Le soluzioni chiave sono: in primo luogo, l’uso di materiali incombustibili per gli stessi impianti (ad esempio tubi metallici, cavi in guaina resistente al fuoco o in canaline metalliche). In secondo luogo, l’applicazione obbligatoria di collari e sigillanti resistenti al fuoco nei punti di attraversamento degli impianti attraverso i pannelli XLAM. Questi collari si espandono sotto l’effetto delle alte temperature, sigillando l’apertura e impedendo la propagazione del fuoco e del fumo. Per le aperture con diametro fino a 50 mm si possono utilizzare sigilli antincendio che garantiscono la classe EI 90. Per aperture più grandi, ad esempio per i canali di ventilazione, si utilizzano speciali serrande tagliafuoco e un riempimento con lana minerale ad alta densità (non inferiore a 100 kg/m³) con sigillanti termoespandenti. È importante garantire che il rivestimento del soffitto (ad esempio due strati di cartongesso di tipo ГКЛО da 12,5 mm di spessore) sia conforme anch’esso ai requisiti di resistenza al fuoco, proteggendo il pannello XLAM e gli impianti nascosti dall’esposizione diretta al fuoco, consentendo loro di mantenere la propria integrità per il tempo necessario.

L’integrazione degli impianti tecnologici nei solai XLAM, nella realtà ucraina, richiede la combinazione degli standard europei con le norme edilizie nazionali (ДБН). Questa guida pratica copre le fasi principali e le raccomandazioni.

1. Progettazione: In questa fase viene sviluppato il set completo della documentazione architettonico-edilizia e tecnologica. L’uso delle tecnologie BIM è fondamentale per coordinare la posizione di tutti gli impianti e la fresatura dei canali nei pannelli XLAM. Tutte le soluzioni progettuali devono essere conformi alla ДБН В.2.5-ХХ:20XX ‘Impianti tecnologici degli edifici e delle costruzioni’, alla ДБН В.2.6-ХХ:20XX ‘Strutture di edifici e costruzioni’ e alla ДБН В.1.1-ХХ:20XX ‘Sicurezza antincendio’. Vengono indicati la posizione esatta, le dimensioni e la profondità dei canali, nonché i tipi e le sezioni degli impianti che verranno posati.
2. Produzione dei pannelli XLAM: Lo stabilimento produttore dei pannelli XLAM riceve il modello digitale (file CAD/CAM) con istruzioni dettagliate per la fresatura dei canali. È importante che la precisione di produzione corrisponda alle tolleranze di progetto (di norma ±1 mm). In questa fase è possibile l’installazione preliminare di alcuni elementi, ad esempio boccole di fissaggio o raccordi smontabili, il che accelererà il montaggio in cantiere.
3. Consegna e montaggio: I pannelli XLAM pronti vengono consegnati in cantiere. Il montaggio avviene con mezzi di sollevamento. Dopo l’installazione di ogni pannello, gli impianti tecnologici vengono posati nei canali predisposti. I cavi elettrici vengono collocati in tubi corrugati, i tubi di approvvigionamento idrico e fognatura in guaine fonoisolanti. I condotti di ventilazione vengono fissati e collegati. È molto importante che tutti i collegamenti siano facilmente accessibili o consentano la possibilità di ispezione.
4. Sigillatura e chiusura: Dopo la posa degli impianti, i canali vengono chiusi con listelli di legno o altri materiali incombustibili. Tutte le fessure e i giunti vengono sigillati con sigillanti resistenti al fuoco e acustici, per garantire la conformità ai requisiti di resistenza al fuoco e isolamento acustico. Particolare attenzione va dedicata alle zone in cui gli impianti attraversano le pareti esterne o i solai interpiano, applicando collari e sigilli antincendio certificati. Questo garantirà non solo la sicurezza, ma anche l’efficienza energetica dell’edificio.
5. Finitura: Dopo il completamento del montaggio degli impianti tecnologici e della loro sigillatura, il solaio è pronto per la finitura finale – la posa del rivestimento del pavimento e la lavorazione del soffitto.

Il rispetto di queste fasi e un controllo qualità costante a ogni passaggio sono la garanzia della riuscita di un progetto con impianti nascosti nei solai XLAM in Ucraina.

Il confronto tra l’installazione nascosta degli impianti tecnologici nei solai XLAM e i sistemi di posa tradizionali (ad esempio nel massetto, dietro un controsoffitto o in appositi cavedi) rivela una serie di vantaggi significativi, ma anche alcune particolarità.

1. Estetica e spazio:
– XLAM: Massima estetica, poiché tutti gli impianti sono completamente nascosti, il che consente di mantenere le superfici in legno a vista del solaio (se previsto dal design). Si liberano fino a 15-20 cm di altezza dell’ambiente, normalmente occupati da un controsoffitto.
– Tradizionali: Richiedono spesso controsoffitti o cassonetti, che ‘rubano’ altezza e complicano l’interno. Gli impianti a vista sono possibili solo in stili industriali.

2. Velocità e precisione di montaggio:
– XLAM: La fresatura viene eseguita in stabilimento con macchine CNC, garantendo un’elevata precisione. La posa degli impianti in cantiere è notevolmente più rapida. Riduzione dei processi a umido.
– Tradizionali: La posa viene spesso eseguita in loco, il che può essere laborioso e soggetto a errori. I processi ‘a umido’ (massetto) aumentano i tempi di costruzione.

3. Resistenza al fuoco e acustica:
– XLAM: Richiede una progettazione accurata e l’uso di collari antincendio certificati e soluzioni acustiche, per preservare le proprietà del materiale. Se eseguito correttamente, raggiunge valori elevati di REI 60/90 e L’nw < 60 dB.
– Tradizionali: I controsoffitti possono fornire una protezione aggiuntiva dal fuoco e dal rumore, ma la loro efficacia dipende dal tipo di struttura e dai materiali. I canali nel massetto sono meno soggetti alla propagazione del fuoco, ma possono creare ponti acustici.

4. Integrità strutturale:
– XLAM: L’indebolimento della sezione deve essere calcolato con attenzione. Indebolimento massimo fino al 20% della larghezza del pannello. Richiede un controllo rigoroso in fase di produzione e montaggio.
– Tradizionali: Non influisce direttamente sulle strutture portanti del solaio, poiché gli impianti vengono posati separatamente.

5. Accessibilità e manutenzione:
– XLAM: Accesso limitato agli impianti nascosti. È importante utilizzare materiali di alta qualità e durevoli e prevedere punti di accesso per i collegamenti critici.
– Tradizionali: Alcuni sistemi (dietro il controsoffitto) offrono un facile accesso per la manutenzione. I sistemi nel massetto sono altrettanto difficili da raggiungere.

In conclusione, l’installazione nascosta nei solai XLAM è la soluzione ottimale per i progetti in cui la priorità è l’estetica, la velocità di costruzione e l’elevata qualità degli interni, a condizione di una progettazione ingegneristica approfondita e del rispetto delle norme. Per altri casi, le soluzioni tradizionali possono essere più economiche o più semplici da realizzare.

La legislazione ucraina nel settore edile, sebbene si stia attivamente armonizzando con gli standard europei, presenta le proprie particolarità, che è necessario considerare nella progettazione e nella costruzione con l’XLAM, in particolare nel contesto degli impianti nascosti. I principali documenti normativi su cui basarsi sono le ДБН (Norme edilizie statali dell’Ucraina).

In particolare, per le strutture in legno sono importanti la ДБН В.2.6-161:2017 ‘Strutture in legno. Disposizioni generali’ e la ДБН В.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti di costruzione. Requisiti generali’. Quest’ultimo documento definisce i requisiti di resistenza al fuoco delle strutture edilizie, da considerare quando gli impianti attraversano i solai XLAM. Le classi di resistenza al fuoco (ad esempio REI 60, REI 90) devono essere confermate da calcoli o prove tenendo conto dell’indebolimento della sezione.

Gli standard europei, come l’Eurocode 5 (EN 1995-1-1 ‘Progettazione delle strutture in legno’) e la EN 13501-2 ‘Classificazione al fuoco dei prodotti da costruzione e degli elementi delle costruzioni’, sono i principali riferimenti per i produttori di XLAM e i progettisti in Europa. In Ucraina, il loro utilizzo è possibile come materiale di riferimento o tramite lo sviluppo di specifiche condizioni tecniche (СТУ) per un progetto specifico, qualora le ДБН esistenti non coprano tutti gli aspetti della tecnologia XLAM. È importante che le СТУ siano concordate con gli organi statali competenti.

Gli impianti nascosti sono inoltre regolati dalla ДБН В.2.5-23:2010 ‘Impianti tecnologici degli edifici e delle costruzioni. Progettazione degli impianti elettrici’, dalla ДБН В.2.5-64:2012 ‘Impianto idrico e fognario interno’, dalla ДБН В.2.5-67:2013 ‘Riscaldamento, ventilazione e condizionamento’. Queste norme stabiliscono i requisiti per la posa, i materiali, l’isolamento e la protezione antincendio degli impianti tecnologici. Ad esempio, per i cavi elettrici nelle strutture in legno è obbligatorio l’uso di tubi metallici flessibili o di tubi corrugati incombustibili, oltre a garantire la distanza dai materiali combustibili. La progettazione degli impianti nascosti deve tenere conto di questi requisiti, garantendone l’integrazione senza compromessi in termini di sicurezza e durabilità. È obbligatorio l’uso di materiali e apparecchiature certificati in Ucraina per la protezione antincendio. Pertanto, la riuscita dei progetti con solai XLAM e impianti nascosti in Ucraina richiede una conoscenza approfondita sia degli standard europei sia delle norme nazionali, oltre alla capacità di adattarli alle condizioni specifiche del cantiere.