SISTEMA KOLEO NODE

Il sistema KOLEO Node è il risultato di anni di ricerca e sviluppo ingegneristico, finalizzati alla creazione di nodi di fissaggio universali in grado di adattarsi a configurazioni diverse di strutture in legno. Il principio fondamentale di questo sistema è la modularità e la standardizzazione, che consentono di semplificare notevolmente la progettazione e il montaggio. Invece di sviluppare individualmente collegamenti unici per ogni progetto, architetti e ingegneri possono utilizzare nodi KOLEO Node collaudati e certificati, che garantiscono un comportamento prevedibile della struttura sotto carico.

Ogni nodo KOLEO Node è sviluppato tenendo conto dell'ottimizzazione della trasmissione delle forze tra gli elementi. Ciò si ottiene grazie alla lavorazione di precisione dei componenti in acciaio e all'uso di elementi di collegamento ad alta resistenza. L'universalità si manifesta nella capacità dei nodi di integrarsi sia in strutture a telaio sia in strutture intelaiate in legno lamellare, lavorando efficacemente a taglio, flessione e trazione. Un nodo tipico può essere composto da piastre in acciaio nascoste, tirafondi ad alta resistenza e ancoraggi speciali, che minimizzano l'intrusione visiva sull'estetica degli elementi in legno. Questo approccio non solo accelera il processo costruttivo, ma riduce anche significativamente i rischi di errore umano nella fase di montaggio. Un aspetto importante è la possibilità di utilizzare questi nodi per formare strutture spaziali complesse, come sbalzi a mensola o solai multicampata, che richiedono un'elevata precisione e resistenza dei collegamenti. L'uso di nodi universali semplifica inoltre la logistica e la gestione del progetto, poiché riduce la varietà di elementi necessari in cantiere.

La scelta del materiale è fondamentale per l'efficacia di qualsiasi sistema costruttivo, e KOLEO Node non fa eccezione. Il partner ottimale per i nodi universali è il legno lamellare in classe di resistenza GL24h. Questo materiale, prodotto da legname di conifera selezionato tramite incollaggio delle lamelle sotto pressione, si distingue per caratteristiche meccaniche eccezionali. La classe GL24h indica un'elevata resistenza a flessione (24 MPa), fattore critico per le strutture portanti.

I vantaggi del legno lamellare GL24h abbinato a KOLEO Node risiedono nella stabilità dimensionale, nell'omogeneità della struttura e nel numero minimo di difetti rispetto al legno massiccio. Questo consente di ottenere un'aderenza massimamente precisa degli elementi nel nodo, garanzia di un'efficace trasmissione dei carichi e di durabilità del collegamento. Poiché il legno lamellare è meno soggetto a deformazioni e fessurazioni rispetto al legno massiccio, fornisce una base stabile per i fissaggi KOLEO Node per tutta la durata di esercizio. Secondo la norma DSTU B V.2.6-161:2017 'Strutture di edifici e costruzioni. Strutture in legno', le caratteristiche di resistenza del legno lamellare GL24h consentono di progettare elementi con una sezione trasversale minore, mantenendo al contempo la capacità portante e la rigidezza necessarie. Questo crea condizioni ottimali per l'integrazione dei nodi nascosti KOLEO Node, che distribuiscono efficacemente le sollecitazioni, prevenendo la concentrazione di tensioni nei punti critici. L'uso del legno lamellare GL24h aumenta inoltre la resistenza al fuoco della struttura, poiché la sezione ampia e la struttura omogenea del materiale garantiscono una carbonizzazione controllata, preservando la capacità portante per un tempo prolungato. Questo effetto sinergico tra materiale di alta qualità e nodi di fissaggio avanzati è fondamentale per raggiungere l'espressività architettonica e l'eccellenza ingegneristica.

Un aspetto fondamentale della progettazione di qualsiasi struttura portante è garantirne l'integrità strutturale sotto l'azione di carichi diversi. Per i nodi universali KOLEO Node, utilizzati negli edifici in legno lamellare, questo si ottiene tramite un accurato calcolo ingegneristico. Il processo inizia con la determinazione di tutti i tipi di carico: permanenti (peso delle strutture), variabili (neve, vento, carichi di esercizio) e speciali (sismici). Questi carichi vengono poi analizzati secondo i requisiti della ДБН В.1.2-2:2006 'Carichi e azioni', della ДБН В.2.6-161:2017 'Strutture in legno' e dell'Eurocodice 5 (EN 1995-1-1).

Ogni nodo KOLEO Node viene calcolato per gli stati limite del primo e del secondo gruppo. Gli stati limite del primo gruppo comprendono la capacità portante (resistenza, stabilità), che garantisce l'assenza di rottura o di deformazioni eccessive. Ad esempio, per i collegamenti con tirafondi o bulloni, si considera la resistenza del legno alla compressione locale perpendicolare alle fibre (secondo la ДБН В.2.6-161:2017), la resistenza degli elementi in acciaio e la capacità degli ancoraggi all'estrazione. Gli stati limite del secondo gruppo riguardano l'idoneità all'esercizio, limitando le frecce, le vibrazioni e altre deformazioni che potrebbero compromettere il normale funzionamento dell'edificio o dei suoi impianti. Il nodo deve garantire rigidezza e stabilità, per evitare vibrazioni eccessive di solai o pareti. Ad esempio, nel calcolo di un nodo a taglio, occorre considerare il coefficiente di efficacia del collegamento (kmod) e la durata dell'azione del carico. Per il legno lamellare GL24h, che ha una resistenza normativa a taglio di circa 2,5 MPa, la corretta disposizione e il numero di elementi di fissaggio nei nodi KOLEO Node consentono di distribuire efficacemente le sollecitazioni, garantendo un coefficiente di sicurezza sul materiale γm, che per il legno è generalmente assunto pari a 1,3. In questo modo, il calcolo ingegneristico garantisce che il sistema KOLEO Node non solo resista ai carichi di progetto, ma assicuri anche la durabilità e la sicurezza di esercizio necessarie.

L'analisi dettagliata dei nodi tipici del sistema KOLEO Node è fondamentale per comprenderne la funzionalità e i vantaggi. Consideriamo l'esempio del collegamento tra colonna e trave in legno lamellare GL24h, uno dei più diffusi nell'edilizia in legno. Il nodo universale KOLEO Node per questo collegamento è generalmente composto da tre componenti principali: piastre in acciaio nascoste integrate nelle testate del legno, un set di tirafondi ad alta resistenza con dadi e rondelle, e dispositivi di montaggio specializzati.

Le piastre in acciaio nascoste sono realizzate in acciaio di alta qualità, generalmente di grado S355J2+N, che garantisce la necessaria resistenza e duttilità. Queste piastre presentano una perforazione che consente di posizionare con precisione i tirafondi. L'integrazione delle piastre avviene tramite fresatura di scanalature nel legno su macchine a controllo numerico (CNC), che garantisce una precisione micrometrica del collegamento e previene la formazione di fessure. I tirafondi utilizzati sono elementi ad alta resistenza di classe 8.8 o 10.9 secondo la norma EN ISO 898-1, che consentono di trasmettere significative sollecitazioni di taglio e trazione. Il loro numero e diametro sono determinati dal calcolo dei carichi descritto in precedenza. Ad esempio, per un collegamento tipico di una trave con sezione 200x400 mm a una colonna 300x300 mm, possono essere necessari da 4 a 8 tirafondi con diametro 16-20 mm, a seconda dell'entità del momento trasmesso.

Il montaggio inizia con la preparazione degli elementi in legno lamellare, già lavorati con le fresature. Le piastre in acciaio vengono inserite nelle scanalature, quindi attraverso fori pretrapanati vengono introdotti i tirafondi, serrati fino a un momento di coppia definito, controllato con una chiave dinamometrica, per evitare deformazioni eccessive del legno. Questo metodo garantisce non solo un'elevata capacità portante, ma anche un'attrattiva estetica, poiché gli elementi metallici restano nascosti all'interno della struttura. L'uso di tali nodi minimizza i ponti termici e preserva l'integrità dell'involucro termoisolante, aspetto importante per l'efficienza energetica dell'edificio. In questo modo, l'analisi dettagliata mostra come ogni componente di KOLEO Node contribuisca a creare un collegamento affidabile, tecnologico ed esteticamente valido.

L'applicazione del sistema KOLEO Node nell'edilizia ucraina apre nuovi orizzonti per la progettazione e la realizzazione di strutture in legno, in particolare in legno lamellare. I principali vantaggi del sistema, quali la velocità di montaggio, l'elevata precisione e l'affidabilità strutturale, lo rendono interessante per diverse tipologie di edifici – dalle abitazioni private agli edifici commerciali e pubblici. I nodi universali consentono di realizzare forme architettoniche complesse, in precedenza tecnicamente difficili o eccessivamente costose con i metodi tradizionali.

Le norme edilizie ucraine, in particolare la ДБН В.2.6-161:2017 'Strutture di edifici e costruzioni. Strutture in legno', stabiliscono requisiti chiari per la progettazione e il calcolo dei collegamenti in legno. Il sistema KOLEO Node è pienamente conforme a queste normative, e in alcuni aspetti le supera, offrendo un margine di resistenza e durabilità. Grazie all'uso di tecnologie CNC di precisione nella produzione degli elementi, si garantisce una precisione fino a 0,5 mm, fattore critico per un collegamento di qualità. Ad esempio, il coefficiente di sicurezza per i carichi sulle strutture in legno in Ucraina è pari a 1,1–1,2, e per i collegamenti a 1,25. I nodi KOLEO Node, avendo superato test e certificazioni, confermano la loro capacità di soddisfare questi requisiti, garantendo sicurezza e stabilità degli edifici. Inoltre, la standardizzazione dei nodi consente alle imprese edili di ottimizzare i propri processi interni, riducendo i tempi di formazione del personale e minimizzando gli scarti di materiale in cantiere. Questo influisce positivamente sul costo complessivo del progetto e sui tempi di realizzazione, rappresentando un notevole vantaggio competitivo sul mercato.

L'affidabilità di esercizio e la durabilità del sistema KOLEO Node si basano su una profonda comprensione della scienza dei materiali, della meccanica strutturale e della fisica edile. I nodi universali sono progettati per garantire un funzionamento stabile della struttura per tutto il suo ciclo di vita, che può superare i 100 anni per gli edifici in legno lamellare. Questo si ottiene grazie a diversi fattori chiave che interagiscono tra loro.

Innanzitutto, l'uso di materiali di alta qualità. Gli elementi in acciaio dei nodi KOLEO Node sono realizzati con acciaio ad alte prestazioni di resistenza e resistenza alla corrosione, spesso con rivestimento zincato o polimerico speciale, che protegge il metallo dagli agenti aggressivi dell'ambiente. Questo minimizza il rischio di ossidazione e il conseguente indebolimento del collegamento. In secondo luogo, le caratteristiche costruttive dei nodi garantiscono una protezione efficace del legno dall'umidità e dagli attacchi biologici. I collegamenti nascosti riducono la superficie di contatto del legno con le precipitazioni atmosferiche e le radiazioni ultraviolette, fattore critico per la sua conservazione. Questo è conforme ai requisiti della ДБН В.2.6-26:2009 'Strutture di edifici e costruzioni. Strutture in legno. Disposizioni generali di progettazione', che sottolineano la necessità di proteggere gli elementi in legno.

In terzo luogo, i nodi sono progettati tenendo conto delle deformazioni termo-igrometriche del legno. Nonostante la stabilità del legno lamellare, sono comunque possibili lievi variazioni dimensionali. Il sistema KOLEO Node compensa queste deformazioni, prevenendo l'insorgere di tensioni interne eccessive nel legno e negli elementi metallici. Ad esempio, l'umidità ammissibile del legno per le strutture portanti in esercizio è del 12% ± 3%. I nodi sono progettati in modo da garantire la stabilità del collegamento anche in presenza di lievi oscillazioni di umidità. I test dimostrano che i nodi correttamente montati mantengono la propria capacità portante e rigidezza anche dopo numerosi cicli di inumidimento-essiccazione. Questa attenzione in fase di progettazione e produzione garantisce un esercizio senza problemi degli edifici realizzati con KOLEO Node per decenni.

Il sistema KOLEO Node non si ferma, evolvendosi costantemente e integrando i più recenti progressi nel campo delle tecnologie costruttive. Una direzione chiave dell'innovazione è l'ulteriore integrazione con le tecnologie BIM (Building Information Modeling). Questo consente di progettare strutture in legno con nodi universali in un unico ambiente digitale, garantendo la massima precisione, l'eliminazione delle collisioni e l'ottimizzazione di tutte le fasi del ciclo di vita del progetto, dal concept alla demolizione.

L'uso dei modelli BIM consente di generare automaticamente i disegni per le macchine CNC, che fresano con elevata precisione le scanalature per i nodi nel legno lamellare. Questo garantisce una perfetta corrispondenza di tutti gli elementi e minimizza gli errori in cantiere. Il passo successivo è lo sviluppo di nuovi tipi di nodi KOLEO Node, che consentono di realizzare strutture ancora più complesse ed efficienti. Ciò include l'adattamento per sistemi ibridi, in cui elementi in legno si combinano con elementi metallici o in cemento, nonché per edifici in legno di grande luce e in altezza. Le attività di ricerca e sviluppo si concentrano inoltre sul miglioramento della resistenza al fuoco e alla sismicità dei nodi, tramite l'impiego di nuove leghe e soluzioni costruttive. Ad esempio, gli studi dimostrano che i nodi in acciaio nascosti, protetti dal legno, possono garantire una classe di resistenza al fuoco R30-R60, conforme ai requisiti di molte norme edilizie per gli edifici pubblici. Si studia inoltre il potenziale dell'uso di sensori integrati nei nodi per il monitoraggio dello stato della struttura in tempo reale, che consentirà di prevedere possibili problemi e di effettuare tempestivamente la manutenzione. Questo rappresenta un passo verso la creazione di edifici in legno 'intelligenti', capaci di monitorare autonomamente la propria integrità e ottimizzare le caratteristiche di esercizio. In questo modo, il sistema KOLEO Node è un esempio lampante di come l'innovazione possa trasformare l'edilizia tradizionale, rendendola più efficiente, affidabile e resiliente.