XLAM COME PANNELLO DI COPERTURA

L’XLAM, ovvero legno lamellare a strati incrociati, e un prodotto ligneo ingegnerizzato composto da diversi strati di legname, incollati in modo tale che le fibre degli strati adiacenti siano disposte reciprocamente perpendicolari. Questa struttura unica conferisce ai pannelli una resistenza e una stabilita eccezionali in due direzioni, il che li rende ideali per l’uso in strutture di copertura a grande luce. Lo spessore dei pannelli XLAM per la copertura puo variare da 120 mm a 320 mm, a seconda dei carichi di progetto, della luce e dei requisiti di isolamento termico. Solitamente si utilizzano 3, 5 o 7 strati di lamelle, incollate con adesivi poliuretanici privi di formaldeide, conformi agli standard edilizi moderni. E importante notare che la produzione dei pannelli XLAM avviene su macchinari CNC ad alta precisione, il che consente di raggiungere una straordinaria precisione geometrica e di realizzare elementi con tagli gia pronti per lucernari, canali di ventilazione e altri impianti tecnologici.

Nell’applicazione dell’XLAM come pannello di copertura, un ruolo chiave e svolto dalla capacita del materiale di sopportare carichi verticali significativi (neve, vento, carichi di esercizio) e di garantire un’elevata rigidita spaziale della copertura. Grazie alla loro struttura monolitica, i pannelli XLAM creano un diaframma di rigidita integrale, che distribuisce efficacemente i carichi e garantisce resistenza sismica. Rispetto ai sistemi tradizionali a falda, l’XLAM consente di ridurre il numero di elementi di supporto, il che apre ampie possibilita architettoniche per la creazione di spazi aperti e non congestionati. Secondo la DBN V.2.6-160:2010 ‘Strutture in legno’, nella progettazione di coperture in XLAM e necessario tenere conto dei coefficienti di affidabilita per materiale e carichi, nonche effettuare verifiche di resistenza, rigidita e stabilita, specialmente nelle condizioni del clima ucraino, dove i carichi da neve possono raggiungere valori significativi (ad esempio, per la regione di Kyiv fino a 180 kg/m² per la II zona nevosa). Cio sottolinea la necessita di un calcolo ingegneristico accurato e della conformita agli standard nazionali, che garantisce la durabilita e la sicurezza dell’esercizio di tali coperture.

La questione della resistenza al fuoco e di importanza critica per qualsiasi struttura edilizia, specialmente per i sistemi di copertura. L’XLAM, essendo un materiale ligneo, possiede proprieta naturali di autoprotezione dal fuoco grazie al processo di carbonizzazione. Quando esposta ad alte temperature, sulla superficie del pannello XLAM si forma uno strato di carbone, che agisce come isolante, rallentando l’ulteriore propagazione del fuoco verso gli strati interni non ancora coinvolti dalle fiamme. Questa proprieta consente ai pannelli XLAM di mantenere la propria capacita portante e integrita per un periodo di tempo prolungato, il che rappresenta un vantaggio chiave rispetto ad alcuni altri materiali da costruzione.

La conformita allo standard europeo EN 13501-2 ‘Classificazione dei prodotti da costruzione e degli elementi degli edifici in base alla resistenza al fuoco’ e fondamentale per i pannelli XLAM. Questo standard definisce le classi di resistenza al fuoco secondo tre criteri principali: R (capacita portante), E (integrita) e I (capacita di isolamento termico). Per le strutture di copertura in XLAM sono spesso richieste classi di resistenza al fuoco come REI 30, REI 60 o addirittura REI 90, il che significa il mantenimento della capacita portante, dell’integrita e della capacita di isolamento termico rispettivamente per 30, 60 o 90 minuti. Ad esempio, un pannello XLAM di spessore 140 mm a 5 strati puo solitamente raggiungere la classe REI 60 senza trattamento aggiuntivo, mentre aggiungendo lastre di cartongesso o altri strati protettivi si puo aumentare questo indicatore fino a REI 90 e oltre. Prove concrete includono i risultati di prove al fuoco su scala reale, che mostrano che la velocita di carbonizzazione dell’XLAM e di circa 0.65-0.7 mm/minuto. Cio consente di calcolare con precisione lo spessore necessario del pannello per raggiungere la classe di resistenza al fuoco desiderata. L’applicazione di rivestimenti ignifughi speciali, certificati in Ucraina, puo aumentare ulteriormente la resistenza al fuoco della struttura, garantendo un livello aggiuntivo di sicurezza in conformita ai requisiti della DBN V.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti di costruzione’.

La corretta progettazione ed esecuzione dei nodi di fissaggio e fondamentale per garantire la durabilita e l’affidabilita di una copertura in XLAM. Cio riguarda in particolare il collegamento dei pannelli di copertura tra loro, con le pareti portanti e con gli elementi della trave di gronda. I principali tipi di giunzione sono la giunzione ‘maschio-femmina’ o ‘a coda di rondine’ sui bordi dei pannelli, nonche il fissaggio mediante viti per legno, tasselli filettati, bulloni di ancoraggio o speciali piastre metalliche di fissaggio. La scelta del tipo di fissaggio dipende dall’entita dei carichi di progetto, dalle soluzioni architettoniche e dalla convenienza economica.

Per garantire un’elevata tenuta all’aria della copertura, che e fondamentale per l’efficienza energetica, tutti i giunti tra i pannelli XLAM e nei punti di raccordo con le pareti devono essere sigillati con nastri di tenuta e sigillanti speciali. Secondo la EN 13829 (metodo del Blower Door test), per gli edifici energeticamente efficienti l’indicatore di tenuta all’aria n50 (molteplicita del ricambio d’aria a una differenza di pressione di 50 Pa) non deve superare 0.6 h⁻¹, obiettivo praticamente raggiungibile con l’XLAM. Un aspetto importante e anche il fissaggio dei pannelli XLAM alla trave di gronda o alla trave di collegamento superiore. Cio puo essere realizzato mediante piastre metalliche angolari, fissate al bordo del pannello e alla superficie laterale della trave di gronda, oppure tramite fissaggio passante attraverso lo spessore del pannello fino alla struttura portante. Per contrastare lo strappo dovuto ai carichi del vento, che in Ucraina possono raggiungere 0.45-0.6 kPa (per la I e II zona eolica secondo la DBN V.1.2-2:2006 ‘Carichi e sollecitazioni’), si utilizzano giunzioni di ancoraggio rinforzate. Ad esempio, per luci tipiche di 6-8 metri, la distanza tra gli elementi di fissaggio puo essere di 600-800 mm, utilizzando viti o tasselli filettati con diametro e lunghezza adeguati, che garantiscano la profondita di avvitamento necessaria per la capacita portante. Un’analisi dettagliata dei nodi di fissaggio, che tenga conto delle condizioni climatiche locali e delle normative, consente di creare un sistema di copertura massimamente affidabile ed ermetico.

L’efficienza energetica degli edifici e uno dei criteri chiave dell’edilizia moderna, e le strutture di copertura svolgono un ruolo decisivo in questo. I pannelli XLAM, sebbene siano un materiale ligneo massiccio, da soli non garantiscono un livello di isolamento termico sufficiente per il clima ucraino, dove e richiesta un’elevata resistenza termica. Secondo la DBN V.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’, per le coperture (tetti) di edifici residenziali e pubblici la resistenza termica ridotta minima (R) deve essere di almeno 4.95 m²·K/W. La conducibilita termica del legno e di circa 0.13 W/(m·K), il che significa che per raggiungere tale valore di R solo grazie al pannello XLAM il suo spessore dovrebbe essere di circa 650 mm, il che e impraticabile.

Pertanto, per raggiungere gli indicatori termotecnici necessari, le strutture di copertura in XLAM richiedono uno strato aggiuntivo di isolamento termico. I materiali piu comunemente utilizzati sono la lana minerale, i pannelli PIR o XPS, posati sopra i pannelli XLAM. Ad esempio, per raggiungere R = 4.95 m²·K/W, con un pannello XLAM di spessore 180 mm, saranno necessari circa 200-250 mm di lana minerale con conducibilita termica di 0.035-0.040 W/(m·K). E importante anche garantire il corretto montaggio dello strato di barriera al vapore sotto il pannello XLAM dal lato dell’ambiente e dello strato impermeabilizzante sopra l’isolante, per prevenire la condensazione dell’umidita all’interno della struttura e garantire la durabilita della copertura. La resistenza alla diffusione del vapore acqueo per le membrane di barriera al vapore (valore Sd) deve essere significativamente piu elevata per raggiungere una protezione adeguata. Grazie all’elevata tenuta all’aria dei pannelli XLAM stessi, che riduce le perdite di calore incontrollate dovute all’infiltrazione d’aria, nonche alla possibilita di integrare efficaci sistemi di ventilazione con recupero di calore, l’efficienza energetica complessiva dell’edificio con tale copertura aumenta significativamente. Cio consente di ridurre notevolmente i costi di esercizio per il riscaldamento e la climatizzazione, rendendo le coperture in XLAM una soluzione interessante per l’edilizia moderna.

Il processo di montaggio dei pannelli di copertura XLAM differisce notevolmente dai sistemi tradizionali a falda e si distingue per l’elevata velocita e precisione. Grazie alla produzione in fabbrica secondo la documentazione progettuale e all’elevata stabilita geometrica, i pannelli XLAM vengono consegnati al cantiere gia pronti per l’installazione. Questo processo richiede l’uso di mezzi di sollevamento, come gru a torre o autogru, poiche il peso dei singoli pannelli puo raggiungere diverse tonnellate. Tuttavia, nonostante il peso, la velocita di montaggio e uno degli argomenti chiave a favore dell’XLAM: grandi superfici di copertura possono essere chiuse in uno o pochi giorni, il che riduce notevolmente i tempi complessivi di costruzione e diminuisce la dipendenza dalle condizioni meteorologiche.

La logistica di consegna dei pannelli XLAM al cantiere in Ucraina richiede una pianificazione accurata. A causa delle dimensioni significative dei pannelli (fino a 16 metri di lunghezza e 3 metri di larghezza) possono sorgere difficolta di trasporto, specialmente su strade strette o in condizioni di edificazione urbana densa. Pertanto, prima di iniziare il montaggio della copertura e necessario elaborare un piano di consegna dettagliato, tenendo conto delle dimensioni del carico e del percorso. Sul cantiere e necessario garantire spazio sufficiente per lo stoccaggio dei pannelli e per il lavoro della gru. Una fase importante e anche la preparazione delle strutture di supporto (pareti, travi) per la ricezione dei pannelli XLAM, la verifica della loro orizzontalita e capacita portante. Dopo la posa dei pannelli, questi vengono fissati con fissaggi temporanei, e poi definitivamente collegati tra loro e alle pareti portanti mediante elementi di fissaggio speciali, come descritto in precedenza. Grazie all’elevata precisione della produzione in fabbrica, la necessita di ulteriori tagli dei pannelli in loco e minima, il che riduce la quantita di rifiuti da costruzione e accelera il processo. Cio rende la tecnologia XLAM particolarmente interessante per progetti che richiedono un’elevata velocita di realizzazione e la minimizzazione del lavoro manuale.

Nella scelta del materiale per la copertura, il confronto tra le coperture in XLAM e i sistemi tradizionali a falda rivela una serie di differenze e vantaggi significativi. I sistemi tradizionali a falda, di norma, sono composti da singole travi in legno (puntoni), listellatura, controlistellatura e richiedono un volume di lavoro significativo in loco, compresi taglio, adattamento e fissaggio di numerosi elementi. Cio porta spesso a un aumento dei tempi di costruzione, a una maggiore intensita di lavoro e a potenziali errori di montaggio. Inoltre, la formazione del circuito di isolamento termico e la garanzia della tenuta all’aria nelle coperture tradizionali sono un compito piu complesso, poiche richiedono una sigillatura accurata di numerosi giunti.

Le coperture in XLAM, al contrario, sono essenzialmente pannelli monolitici che costituiscono sia la struttura portante, sia la base per la posa del manto di copertura, sia la finitura interna (se lasciati a vista). Cio semplifica notevolmente la struttura e accelera il montaggio. Uno dei vantaggi principali e l’elevata capacita portante dell’XLAM, che consente di coprire grandi luci (fino a 10-12 metri e oltre, a seconda dello spessore) senza appoggi intermedi, creando interni aperti e spaziosi. Per confronto, le travi in legno lamellare per tali luci richiederebbero una sezione notevolmente maggiore o un passo di installazione minore. L’XLAM dimostra anche caratteristiche acustiche notevolmente migliori, garantendo un efficace assorbimento del suono e una riduzione della trasmissione dei rumori da impatto. Per quanto riguarda la resistenza al fuoco, i pannelli XLAM spesso superano le strutture lignee tradizionali non protette, offrendo indicatori prevedibili di R, E, I. Inoltre, l’XLAM contribuisce alla creazione di un involucro edilizio piu ermetico all’aria, il che e fondamentale per raggiungere elevati standard di efficienza energetica. Tutti questi fattori rendono l’XLAM una soluzione promettente per l’edilizia moderna, che mira all’ottimizzazione dei processi e al miglioramento della qualita.

La progettazione di sistemi di copertura in XLAM richiede un approccio complesso e una profonda comprensione sia delle proprieta del materiale sia delle specificita delle norme edilizie regionali. Il compito principale e il calcolo corretto di tutti i tipi di carichi che agiranno sulla copertura: permanenti (peso proprio dei pannelli, dell’isolante, del manto di copertura), variabili (neve, vento) ed esercizio (da personale, attrezzature). Secondo la DBN V.1.2-2:2006 ‘Carichi e sollecitazioni’, per l’Ucraina esistono mappe delle zone nevose ed eoliche, che determinano i valori normativi di questi carichi. Ad esempio, per la maggior parte delle regioni centrali dell’Ucraina, il valore normativo del carico da neve e di 1.4-1.8 kN/m², e quello del vento – 0.38-0.5 kN/m².

La flessibilita architettonica dei pannelli XLAM consente di realizzare varie forme di copertura: da quelle piane e a una falda a quelle complesse a piu falde e curvilinee. La progettazione con l’XLAM e facilitata dall’uso delle tecnologie BIM (Building Information Modeling), che consentono di creare modelli 3D precisi della struttura, tenere conto dell’interazione di tutti gli elementi, ottimizzare il taglio dei pannelli e integrare gli impianti tecnologici. Questo approccio minimizza errori e collisioni nella fase di progettazione e montaggio. Nei calcoli, particolare attenzione va riservata non solo alla capacita portante dei pannelli, ma anche alla loro rigidita, per prevenire deformazioni eccessive che potrebbero danneggiare il manto di copertura o causare disagio agli abitanti. I limiti normativi sulle deformazioni per le strutture lignee sono generalmente L/250 per gli edifici residenziali, dove L e la lunghezza della luce. Inoltre, e importante tenere conto del regime termo-igrometrico di esercizio, garantendo un’efficace barriera al vapore e impermeabilizzazione, nonche un’adeguata ventilazione dello spazio sottotetto, se previsto dalla struttura. Cio garantisce la stabilita del legno e previene la formazione di condensa, il che e critico per la durabilita della copertura.

L’applicazione dei pannelli di copertura XLAM in Ucraina ha un notevole potenziale di sviluppo, considerando le tendenze globali verso l’edilizia sostenibile e il miglioramento dell’efficienza energetica. A differenza dei paesi dell’Europa occidentale, dove l’XLAM viene attivamente utilizzato gia da decenni, il mercato ucraino sta appena iniziando a familiarizzare con queste tecnologie. Tuttavia, considerando la disponibilita di materie prime (risorse forestali) e il crescente interesse per soluzioni edilizie innovative, si puo prevedere una rapida crescita della domanda di XLAM, anche per i sistemi di copertura.

Le innovazioni chiave nell’uso dei pannelli di copertura XLAM sono l’integrazione di elementi funzionali direttamente nella struttura del pannello. Cio puo includere canali per cavi elettrici pre-installati, fissaggi per pannelli solari, elementi di sistemi di ventilazione o persino sistemi di tetti verdi, integrati in condizioni di fabbrica. Tale approccio alla prefabbricazione riduce ulteriormente i tempi di montaggio in cantiere e migliora la qualita del prodotto finale. Inoltre, vengono sviluppate nuove soluzioni ibride che combinano l’XLAM con altri materiali, ad esempio con calcestruzzo o metallo, per creare sistemi di copertura ancora piu efficaci e multifunzionali. Cio consente di ottimizzare la struttura per requisiti specifici di luci, carichi e forme architettoniche. La crescente domanda di edifici altamente tecnologici, conformi ai principi ZEB (Zero Energy Building), stimola l’ulteriore sviluppo delle tecnologie XLAM, in particolare nel miglioramento delle caratteristiche termotecniche e nell’integrazione di fonti di energia rinnovabili. Per l’Ucraina, dove le questioni dell’indipendenza energetica e della minimizzazione dell’impronta di carbonio diventano sempre piu attuali, i pannelli di copertura XLAM offrono una soluzione efficace e responsabile per l’edilizia del futuro.