4a legno

Il legnoI fattori caratterizzanti l’impiego in

architettura

Caratteristiche biologiche

Il legno è un materiale con una struttura complessa anisotropa. Il legno è un materiale con una struttura complessa anisotropa. Le spacie legnose si suddividono in:Le spacie legnose si suddividono in:- Conifere (più vecchio, p. e. pino)Conifere (più vecchio, p. e. pino)- Lalifoglie (p. e. quercia)-- Monocotiledoni (non utilizzato in edilizia).La sezione del tronco mostra l’età del legno: ognuno degli anelli concentrici visibili corrisponde ad 1 anno di vita.Il legno si classifica in base al colore, all’anatomia, alla struttura macroscopica. La struttura del tronco è composta dalla corteccia, dal limbo, dal cambio (alburno, durame, midollo).

Caratteristiche fisiche

Le principali caratteristiche fisiche del legno sono:Le principali caratteristiche fisiche del legno sono:- densità (rapporto tra massa e volume)densità (rapporto tra massa e volume)-- umidità- umidità--deformabilità-deformabilità-Conduttività termicaConduttività termica

Caratteristiche meccaniche

Il comportamento meccanico del legno è molto variabile e Il comportamento meccanico del legno è molto variabile e dipende principalmente dalla direzione delle forze di dipende principalmente dalla direzione delle forze di sollecitazione rispetto alla direzione delle fibre nonché dalle sollecitazione rispetto alla direzione delle fibre nonché dalle caratteristiche fisiche.caratteristiche fisiche.Il legno ha una buona resistenza a trazione, compressione e Il legno ha una buona resistenza a trazione, compressione e flessione se sollecitato parallelamente alle fibre.flessione se sollecitato parallelamente alle fibre.Il legno ha una buona resistenza a taglio, se sollecitato Il legno ha una buona resistenza a taglio, se sollecitato ortogonalmente alle fibre.ortogonalmente alle fibre.Altre caratteristiche meccaniche importanti sono:Altre caratteristiche meccaniche importanti sono:- elasticitàelasticità-- durezza-- resistenza a fatica -- resistenza all’abrasione-- spaccabilità-- flessibilitàI fattori più importanti che influiscono negativamente sul legno sono:- umidità dell’ambiente--assenza totale o parziale di stagionatura-- carichi costanti su elementi inflessi-- presenza di carichi ripetuti

Caratteristiche formali

Le caratteristiche formali del legno sono:Le caratteristiche formali del legno sono:- disegno (aspetto superficiale determinato dalla sezione delle disegno (aspetto superficiale determinato dalla sezione delle venature)venature)-- venatura-- tessitura (grandezza degli elementi costituenti i tessuti)-- fibratura (orientamento dei tessuti)-- colore (dipende dal tipo di essenza, dal grado di invecchiamento e dai trattamenti subiti).-Le caratteristiche formali consentono di distinuguere le diverse essenze e di sceglierle in base agli scopi.

Categorie dei legnami

I legnami da costruzione si suddividono in 3 categorie principali, I legnami da costruzione si suddividono in 3 categorie principali, in rapporto alle qualità del materiale e della regolarità dei suoi in rapporto alle qualità del materiale e della regolarità dei suoi caratteri formali:caratteri formali:- categoria 1 (legno sano, assenza di guasti, di alterazioni categoria 1 (legno sano, assenza di guasti, di alterazioni cromatiche e di difetti)cromatiche e di difetti)-- categoria 2 (legno sano, assenza di guasti, possibile presenza (legno sano, assenza di guasti, possibile presenza di lievi alterazioni cromatiche e di piccoli difetti)di lievi alterazioni cromatiche e di piccoli difetti)-- - categoria 3 (legno sano, assenza di guasti, possibile presenza (legno sano, assenza di guasti, possibile presenza di alterazioni cromatiche e di piccoli difetti)di alterazioni cromatiche e di piccoli difetti)

Lavorazione

L’abbattimento degli alberi avviene in assenza di attività L’abbattimento degli alberi avviene in assenza di attività vegetativa (tra novembre e febbraio). I tronchi vengono privati vegetativa (tra novembre e febbraio). I tronchi vengono privati dei rami e trasportati nelle segherie. dei rami e trasportati nelle segherie. Formati principali:Formati principali:- legni tondilegni tondilegni sgrossatilegni sgrossatilegni segati e tavolamelegni segati e tavolame

Trattamenti protettivi

Trattamenti contro insetti e funghi:Trattamenti contro insetti e funghi:- protezione superficiale (vernici, oli di catrame)protezione superficiale (vernici, oli di catrame)- carbonizzazione (alcool metilico, fenolo, oli di carbonizzazione (alcool metilico, fenolo, oli di creosoto e xiloli)creosoto e xiloli)-- silicatazione o metallizzazione o polimerizzazione - silicatazione o metallizzazione o polimerizzazione (occlusione dei pori)(occlusione dei pori)Trattamenti per rendere il materiale ininfiammabile Trattamenti per rendere il materiale ininfiammabile (ma non incombustibile):(ma non incombustibile):- ignifugazione superficiale (verniciatura)ignifugazione superficiale (verniciatura)- impregnazione profonda.impregnazione profonda.

Identificazione e funzioni delle opere in legno

Nel settore edilizio il legno può essere impiegato come segueNel settore edilizio il legno può essere impiegato come segue•Componenti, prodotti e semilavorati in massello (come si trova in natura) che hanno buone cararatteristiche di:

•Reperibilità•Lavorabilità•Leggerezza•Resistenza meccanica•“Ecologicità” (non nocività)•Compatibilità con altri materiali (opere miste)

•Componenti, prodotti e semilavorati in legno ricostruito (ricomposto o migliorato) che superano i limiti del legno naturale:

•Disponibilità dimensionale dei profili•Anisotropia e disomogeneità•Difetti costitutivi variabili•Variabilità della qualità delle forniture•Resistenze meccaniche non elevate•Difficoltà nel produrre elementi curvi resistenti•Costi elevati di talune essenze•Elasticità limitata e deformazioni notevoli differite nel tempo


Principali manufatti e sottosistemi in legno:Principali manufatti e sottosistemi in legno:•Strutture portanti di elevazione verticale, orizzontale e inclinata (elementi mono e bidimensionali generalmente massello o lamellare)•Chiusure verticali e orizzontali (pannelli e elementi mono e bidimensionali)•Partizioni interne verticali, orizzontali e inclinate (pannelli e elementi mono e bidimensionali)•Partizioni esterne verticali, orizzontali e inclinate (elementi mono e bidimensionali)•Sistemi di finitura interna ed esterna (pannelli, doghe, ecc.)•Sistemi di isolamento termo acustico (doghe, legno ricostruito o mineralizzato, particelle e granuli, sughero, ecc.)•Sistemi provvisori di carpenteria a perdere o reimpiegabili (casseforme, puntellamenti, ponteggi, ecc.)•Arredi esterni e interni (diversi tipi di prodotti)


L’uso del legnoL’uso del legnoNel settore edilizio mondiale vi è un ampio uso del legno soprattutto nell’Europa del centro-nord, nell’America del Nord ed in alcune aree asiatiche ed africane, nonostante l’esistenza di altri materiali diffusissimi sul mercato (vedi c.a., laterizi, acciaio, ecc.).In Italia (tranne che nelle regioni alpine), altre tecnologie, dal rapporto costo/prestazioni inferiore, hanno avuto una diffusione più ampia (soprattutto nel centro-sud). Il legno viene generalmente impiegato (oltre che in specifiche opere di restauro e recupero) nelle strutture orizzontali di copertura e intermedie (soprattutto dagli anni ‘70 con la nascita del legno lamellare), nei serramenti e nelle opere di finitura, rivestimento e arredo.

L’evoluzione in atto sull’uso del legno in L’evoluzione in atto sull’uso del legno in edilizia. edilizia. (Italia)(Italia)

Da una decina di anni vi è una ripresa dovuta a:Da una decina di anni vi è una ripresa dovuta a:•Un fenomeno culturale collegato al recupero della Un fenomeno culturale collegato al recupero della tradizionetradizione•Un fenomeno legato alla ricerca di benessere Un fenomeno legato alla ricerca di benessere ambientale (i principi della bioarchitettura hanno ambientale (i principi della bioarchitettura hanno individuato nel legno e nel sughero - opportunamente individuato nel legno e nel sughero - opportunamente lavorati - grandi possibilità per la difesa della salute lavorati - grandi possibilità per la difesa della salute dell’uomo e dell’ambiente)dell’uomo e dell’ambiente)•Una forte spinta del settore produttivo verso il legno Una forte spinta del settore produttivo verso il legno ricostruitoricostruito•Un inizio di industrializzazione anche per il legno Un inizio di industrializzazione anche per il legno massiccio (prefabbricazione, premontaggio di massiccio (prefabbricazione, premontaggio di elementi, kit di montaggio standard o personalizzati)elementi, kit di montaggio standard o personalizzati)

Aspetti ecologici, economici ed energetici nell’impiego dei manufatti in legno

L’ecologia del materiale e delle tecnologie di produzione (tradizionale, lamellare, ricomposta, ecc.) è garantita:•Dalla naturalità della materia prima •Dalla sua completa biodegradabilità•Dalla lavorazione con emissioni inquinanti molto ridotte (a seconda delle colle e delle sostanze protettive impiegate che influenzano l’Indoor Air Quality)•Dal fatto che il legno è una risorsa rinnovabile•Dal fatto che il legno è l’unica materia prima che si può creare•Dai costi bassi di trasformazione della materia prima (occorre meno energia rispetto agli altri materiali)

La tutela dell’ambienteLa tutela dell’ambiente

Un impiego massiccio del materiale legno non impoverisce necessariamente il patrimonio boschivo ma al contrario, può stimolare politiche di riforestazione programmata e quindi un accrescimento delle zone forestali (vedi U.S.A.)Occorre però:•Riferirsi a contesti ambientali, culturali ed economici dove vi sia una domanda significativa di materiale (come è avvenuto per il Trentino e la Valle d’Aosta)•Aumentare la durata del materiale•Limitare gli oneri di trasporto

Le essenze disponibili in Italia per scopi edilizi•70% abete rosso•14% cembro•13% larice•2% pino silvestre•1% abete bianco•1% latifoglie

Tecnologie sostenibili in architetturaParametri di valutazione di materiali e prodotti

L’idoneità ambientale di materiali e prodotti da costruzione è data da:•Il grado di manipolazione della materia prima e la quantità di sostanze aggiunte•La radioattività della materia e delle sostanze impiegate•Le caratteristiche termiche•Le caratteristiche acustiche•La permeabilità alle microonde•La permeabilità al vapore acqueo e all’aria•Il contenuto di umidità e i tempi di asciugamento•L’assorbimento e il rilascio•Le emissioni di gas e vapori•L’odore•L’effetto sull’ambiente (consumo di risorse, produzione di rifiuti, riciclabilità, recuperabilità)•Il consumo di energia durante l’intero ciclo di vita

Principi generali di progettazione per la riduzione dell’inquinamento degli ambienti interni

•Controllo dei parametri ambientali che peggiorano le condizioni dell’aria (temperatura, umidità, ecc.)

•Protezione dall’umidità•Traspirabilità dell’involucro edilizio•Ventilazione degli elementi di fabbrica•Isolamento degli elementi di fabbrica

•Riduzione delle fonti inquinanti•Scelta di materiali e prodotti bassoemissivi•Prevenzione dei fenomeni di degrado•Manutenzione programmata dei componenti edilizi

•Confinamento delle fonti inquinanti•Diluizione delle concentrazioni (ventilazione, evacuazione, ecc.)

Scelte tecnico-costruttive per un impatto ambientale sostenibile

•Materiali disponibili/rinnovabili, durevoli, locali•Componenti recuperabili, riusabili, riparabili•Materiali, prodotti, componenti e sistemi costruttivi a basso costo energetico globale

•Consumo energetico produttivo•Consumo energetico distributivo•Consumo energetico costruttivo•Consumo energetico in esercizio•Consumo energetico in dismissione

•Sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili•Innalzamento dell’efficienza energetica della costruzione

Modalità di inquinamento dei prodotti ediliziModalità di inquinamento dei prodotti edilizi

Gli elementi della costruzione possono condizionare la qualità dell’ambiente interno mediante:•Il rilascio diretto di sostanze inquinanti

•VOC (Volatile Organic Compounds, composti organici volatili che contengono in genere carbonio e idrogeno)•Radon (radionuclide naturale gassoso)•Polveri•Fibre

•L’assorbimento e il rilascio di sostanze inquinanti prodotte da altre fonti (p. es. impianto di riscaldamento)•L’accumulo di polverume e sporco con conseguente proliferazione di microorganismi

Sostenibilità delle strutture portanti in legnoSostenibilità delle strutture portanti in legno

La sostenibilità ambientale delle tecnologie per la realizzazione di strutture portanti in legno aumenta se:•Si limitano i movimenti delle strutture (frecce) che provocano fessurazioni e lesioni e quindi infiltrazioni di umidità e crescita microorganismi •Si controllano i sistemi di giunzione (metallici protetti), i trattamenti estetici e protettivi, il pericolo dell’attacco del fuoco (processi di ignifugazione)•Si limita la presenza di umidità che può esaltare

•Le aggressioni biologiche vegetali e animali•Il distacco delle colle e dei trattamenti protettivi

•Si individuano le specie legnose più rinnovabili•I trattamenti non pregiudicano la recuperabilità, riciclabilità e riusabilità del legno massello

Sostenibilità delle chiusure in legnoSostenibilità delle chiusure in legno

Chiusure opacheChiusure opache. Sui lati interni, gli strati di finitura e i rivestimenti possono contribuire ad ostacolare l’emissione di sostanze nociveChiusure trasparentiChiusure trasparenti. Per l’assemblaggio degli infissi in legno:

•evitare colle all’urea-formaldeide•Impiegabili i collanti melamminici e fenolici, anche se parzialmente inquinanti, hanno una buona resistenza all’umidità•Preferibili le colle viniliche in dispersione acquosa, meno inquinanti ma anche meno resistenti all’umidità

Per la coloritura/finitura degli infissi:•Preferire le vernici alchidiche, meno inquinanti

Per il montaggio delle parti vetrate e dei sistemi di tenuta:

•Limitare l’uso di resine siliconiche, gomme e plastiche (emissioni di VOC)•Preferire la gomma naturale vulcanizzata o artificiale (neoprene)

Scelta della specie legnosa Scelta della specie legnosa e dei trattamenti preservantie dei trattamenti preservanti

•Una regola base per la sostenibilità e quella di prediligere il legno perfettamente stagionato con assenza di preservanti dati dopo il taglio (in particolare quelli trattati con i composti: acido fluoridico, alcoli, arseniati, benzene, bicloruro di mercurio, fluoruri alcalini, cianuro di calcio, cloronaftalina, clopricrina, composti di stagno tributile, lindano, paradiclorobenzene, pentaclorofenolo/PCP, solfuro di carbonio/DDT, tetracloruro di carbonio, xilofeni, formaldeide).•La stagionatura e la disinfestazione del legno con microonde o con aria compressa a 60°C in autoclave sono preferibili ai trattamenti con sostanze chimiche.•Alcune specie legnose, se non trattate superficialmente, presentano sostanze dannose per la salute dell’uomo (principalmente per gli addetti alle lavorazioni), perché contengono:

• sostanze volatili irritanti per le vie respiratorie (Western red cedar e Cuor verde)• sostanze allergizzanti (Iroko, Mogano americano)•sostanze volatili irritanti per le vie respiratorie, per gli occhi e per la pelle (Opepe, Obeche e Sequoia)•sostanze volatili irritanti per gli occhi e per la pelle (Palissandro brasiliano, Palissandro indiano, Citrino indiano, Satinwood west indian, Teak, Ramin).

Prodotti complementari alla materia legnoProdotti complementari alla materia legno

ColleColle•I collanti a base di urea-formaldeide rilasciano notevoli quantità di formaldeide libera soprattutto in presenza di umidità•I collanti a base di resine fenoliche (usati p. es. per il compensato marino) sono meno inquinantiSigillantiSigillanti•Evitare l’uso di schiume, resine, mastici e siliconi, capaci di rilasciare sostanze dannose nell’ariaIsolanti termo-acusticiIsolanti termo-acustici•Prediligere il sughero (elevata durabilità) in granuli o in pannelli ai materassini sintetici di polimeri o fibre minerali, in grado di emettere sostanze inquinanti•Si stanno riscoprendo i pannelli (prodotti in Trentino 30’anni fa) realizzati con sfibrati di legno pressati e tenuti insieme con la resina naturale del legno Barriere al vaporeBarriere al vapore•Evitare l’effetto sigillante nelle superfici esterne (in quelle interne è utile per ostacolare l’assorbimento degli inquinanti)

Trattamenti di finitura superficiale del legno

Dal punto di vista della compatibilità ambientale, le opzioni per i trattamenti di finitura possono essere così riassunte:•Per la imprimituraimprimitura (preparazione alla verniciatura), un prodotto utilizzabile e l’olio di lino cotto (emette sostanze irritanti nell’applicazione ma non in esercizio)•Per le finiture preservanti finiture preservanti sono indicate:

•Le vernici oleoresinose trasparenti•Gli infusi concentrati di estratto di corteccia•I Sali di boro

•È consigliabile accompagnare i trattamenti impregnanti con una verniciatura a film superficiale (evitando i prodotti contenenti resine nitrocellulosiche, poliuretaniche, fenoliche, formaldeidiche)•I solventi (nota dolente in termini bioedili) più ecocompatibili sono:

•Gli isoalifati•Gli oli eterici•Le basi acquose

Conclusioni e cenni sulle prospettive futureConclusioni e cenni sulle prospettive future

Il legno è, e può diventarlo ancora di piu, uno dei Il legno è, e può diventarlo ancora di piu, uno dei materiali principali della attività edilizia bio- ecologica materiali principali della attività edilizia bio- ecologica (soprattutto in Italia). (soprattutto in Italia). Bisognerebbe però:Bisognerebbe però:•Definire una normativa appropriataDefinire una normativa appropriata•Pianificare e definire le politiche di produzione e di Pianificare e definire le politiche di produzione e di forestazione (in tutto il territorio italiano)forestazione (in tutto il territorio italiano)•Migliorare la formazione di esperti nella Migliorare la formazione di esperti nella progettazioneprogettazione•Definirne meglio gli usi in funzione delle Definirne meglio gli usi in funzione delle caratteristiche paesaggistico/ambientali e delle caratteristiche paesaggistico/ambientali e delle tradizioni costruttive e culturali delle diverse realtà tradizioni costruttive e culturali delle diverse realtà locali (in Italia)locali (in Italia)•Individuare tipologie strutturali e linguaggi Individuare tipologie strutturali e linguaggi architettonici appropriati. architettonici appropriati.

Tecniche costruttive

Grazie alle sua caratteristiche il legno è un materiali Grazie alle sua caratteristiche il legno è un materiali impiegabile in edilizia per diversi scopi. Nelle regioni impiegabile in edilizia per diversi scopi. Nelle regioni dove è una risorsa disponibile il legno è sempre stato dove è una risorsa disponibile il legno è sempre stato usato in architettura. Le tecniche costruttive sono usato in architettura. Le tecniche costruttive sono state sviluppate e perfezionate fino ad oggi senza state sviluppate e perfezionate fino ad oggi senza interruzioni. interruzioni. Le tecniche costruttive che prevedono l’uso del legno Le tecniche costruttive che prevedono l’uso del legno sono riconducibili a 2 tipologie:sono riconducibili a 2 tipologie:- le costruzioni massicce (sistemi realizzati con tronchi le costruzioni massicce (sistemi realizzati con tronchi di legno sovrapposti, tipici dei paesi scandinavi)di legno sovrapposti, tipici dei paesi scandinavi)- le costruzioni leggere (sistemi ad ossatura portante, le costruzioni leggere (sistemi ad ossatura portante, tipici dell’Europa centrale).tipici dell’Europa centrale).L’evoluzioone dei sistemi ad ossatura ha portato alla L’evoluzioone dei sistemi ad ossatura ha portato alla nascita delle nascita delle Platform frame Platform frame e delle e delle Stav kirke Stav kirke e e successivamente al sistemasuccessivamente al sistema Ballon frame; da Ballon frame; da questi questi sistemisistemi derivano le più recenti costruzioni a derivano le più recenti costruzioni a gabbia gabbia portante. portante.

Stav KirkeStav Kirke

Balloon Balloon FrameFrame

Sistema ad Sistema ad ossatura ossatura

tradizionaletradizionale

Platform Platform FrameFrame

Altri sistemi ad Altri sistemi ad ossaturaossatura

I mattoni I mattoni di legnodi legno

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Legno e paglia

(in opera)

www.arealegno.it

Legno e paglia (prefabbricazione)

www.modcell.com

Legno e paglia (prefabbricazione)

Dal legno al cartone

Dal legno al cartone

www.bertechsystem.it

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