ESTRATTO DEL MODULO I MATERIALI IL · PDF filedei materiali La capanna primitiva, da Laugier,...

ESTRATTO DEL MODULO

I MATERIALI

IL LEGNOWorkshop Alp Stone _ Paesaggi, Architetture, Uomini

Tanja Marzi, Arch. Ph.D.Politecnico di Torino _ Dipartimento di Architettura e Design

Verbania _ 7 Ottobre 2013

� Conoscere il legno

� Il legno come materiale dacostruzione

� Degrado e recupero del legno

� Casi-studio

IL LEGNO

IL LEGNO arch. Tanja Marzi

CONOSCERE IL LEGNO

� Caratteristiche principali

� Morfologia

� Variabilità

� Difetti e degradi



� Il legno viene prodotto dagli alberi (organismi viventi) perché serve a loro stessi. � Il legno è un insieme di tessuti vitali della pianta legnosa.

� Origine del legno: GLI ALBERI� Noi utilizziamo il legno proveniente da alberi che crescono nei boschi/foreste per vari usi

Foreste

Funzioni del legno nell’albero

CONDUZIONEL’acqua contenentesostanze nutritive deveessere portata dal

terreno alle foglie attraverso radici, fusto e rami.

SOSTEGNOSul legno del tronco

grava il peso ditutta la pianta e dei

carichi eccezionali (es. neve, vento...)



Le foreste consentono una riduzione dell’anidride carbonica in atmosfera poiché, grazie al processo di fotosintesi clorofilliana ,sostituiscono l’anidride carbonica prodotta da altre fonti con ossigeno

La fotosintesi

Il glucosio prodotto con la fotosintesi èil mattone per la costruzione del legno (molecole di lignina e cellulosa)


MidolloDurameAlburnoCorteccia

AnelliNodi

Raggi

� ALBURNO : parte del fusto in cui l’acqua e i nutrienti in essa disciolti vengono trasportati dalle radici alle foglie

� DURAME: parte del fusto che ha perso la funzione di conduzione

Macromorfologia del legno


Nel legno si riconoscono

3 SEZIONI ANATOMICHEfondamentali:� TRASVERSALE� RADIALE� TANGENZIALE

Il legno presenta caratteristiche e comportamenti fisico -meccanici fortemente diversisu ciascuna delle sezioni

i.e. Ritiri :

Assiale 0,3 – 0,6 %

Radiale 3 – 6%

Tangenziale 6 – 12%

Anisotropia

(A. Funes Nova)

(A. Crivellaro)


� Il 90% del legno è composto da CELLULE VERTICALI(direzione della fibratura)

� Il restante 10% delle CELLULE è ORIZZONTALE e forma i raggi

� La costituzione cellulare del legno garantisce sia la funzione di conduzione sia quella di sostegno !

Morfologia del legno

Raggi, composti da cellule orizzontaliCellule verticali

Cellule dei raggiCellule longitudinali

Cellule dei raggi

Cellule dei raggi

Cellule longitudinali (A. Crivellaro)


� Gli anelli annuali sono il diario segreto dell’albero, aggiornato di anno in anno, con informazioni molto dettagliate su tutti i fattori che hanno avuto influenza sul suo accrescimento

� Aumento della crescita in anni recenti (anidride carbonica, temperatura, cambiamenti climatici)

� Dendrocronologia

Anelli annuali


Utilizzazione degli alberi

(A. Funes Nova)


PARAMETRI CHE INFLUENZANO LA DEFORMAZIONE DEL LEGNO:

� Scelta degli alberi cresciuti nel modo giusto



� Taglio degli alberi nel momento giusto (riposo vegetativo)

Utilizzazione degli alberi



� Taglio degli alberi nel momento giusto (riposo vegetativo)

� Giusti metodi di stoccaggio, stagionatura e lavorazione del legno


Variabilità

Abete Rosso Abete Bianco Pino Silvestre Larice

Douglasia Faggio Quercia Castagno

� Le specie legnoseconosciute sono circa 30.000

� Quelle largamente commercializzate sono alcune centinaia.

� Quelle utilizzate per le strutture alcune decine; in Europa meno di venti.

� Variabilità tra:- specie legnosa

- diverse provenienze- zone del fusto- singoli anelli


Le caratteristiche fisiche e meccaniche variano molto (innumerevoli varietà delle specie, diverse condizioni di vita - suolo, quota e condizioni climatiche).Alcune caratteristiche sono comuni a tutti i legni.

Diversi tipi di legno

CONIFEREAbeti bianchi e rossi, larice, …

LATIFOGLIEBetulla, pioppo, faggio, quercia, castagno, robinia

Le caratteristiche fisiche e meccaniche variano molto (innumerevoli varietà delle specie, diverse condizioni di vita - suolo, quota e condizioni climatiche).Alcune caratteristiche sono comuni a tutti i legni.

IL LEGNO È:� POROSO� ETEROGENEO� IGROSCOPICO� ANISOTROPO� BIODEGRADABILE


PRINCIPALI DIFETTI del legno che ne riducono la resistenza o l’efficienza:

� FIBRATURA INCLINATA O DEVIATA(deviazione rispetto alla fibratura normale che si

presenta dritta e parallela all’asse del fusto, con il ritiro produce sottili fenditure superficiali a elica)

� NODI(parti iniziali dei rami incluse nel fusto)

� CIPOLLATURE (distacco degli anelli di accrescimento)

� FENDITURE O FESSURAZIONI DA RITIRO(interruzione della continuità dei tessuti dovuta ai

movimenti del legno di ritiro e rigonfiamento)

(da G. Giordano)

Difetti


� I nodi hanno struttura simile a quella del fusto, ma orientamento orizzontale o poco inclinato

� Costituiscono un difetto tecnologico perchésono elementi di discontinuità ed eterogeneità

� I nodi hanno struttura simile a quella del fusto, ma orientamento orizzontale o poco inclinato

� Costituiscono un difetto tecnologico perchésono elementi di discontinuità ed eterogeneità

� CONSEGUENZE della presenza di nodi:diminuzione delle resistenze meccaniche , anche in relazione alla posizione nel segato per uso strutturale

Nodi

(A. Funes Nova)


� I COMPONENTI CHIMICI della sostanza legnosa sono: cellulosa, lignine ed emicellulose ;

� Le tre categorie di composti hanno tutte una forte affinità per l’acqua

� A causa di ciò il legno tende a assorbire o cedere acqua a seconda delle condizioni di temperatura ed umidità dell’ambiente in cui è posto.

Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:� DENSITÀ (peso = costi di trasporto e di essiccazione);Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:� DENSITÀ (peso = costi di trasporto e di essiccazione);� CARATTERISTICHE FISICHE (meccaniche, termiche, elettriche);

Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:� DENSITÀ (peso = costi di trasporto e di essiccazione);� CARATTERISTICHE FISICHE (meccaniche, termiche, elettriche);� DURABILITÀ (attacchi da funghi possibili quando U.R.>18%);

Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:� DENSITÀ (peso = costi di trasporto e di essiccazione);� CARATTERISTICHE FISICHE (meccaniche, termiche, elettriche);� DURABILITÀ (attacchi da funghi possibili quando U.R.>18%);� STABILITÀ DIMENSIONALE in opera (ritiri, rigonfiamenti);

Il CONTENUTO DI UMIDITÀ del legno influisce su:� DENSITÀ (peso = costi di trasporto e di essiccazione);� CARATTERISTICHE FISICHE (meccaniche, termiche, elettriche);� DURABILITÀ (attacchi da funghi possibili quando U.R.>18%);� STABILITÀ DIMENSIONALE in opera (ritiri, rigonfiamenti);� LAVORABILITÀ (segagione, incollaggio, piallatura,

verniciatura,…).

Igroscopicità


� Ritiro assiale: 1

� Ritiro radiale: 10

� Ritiro tangenziale: 20

Ritiri e rigonfiamenti


Ritiri e rigonfiamenti

� DEFORMAZIONI– Imbarcamento

– Arcuatura– Falcatura– Svergolamento

� FESSURAZIONI - negli elementi con midollo

- indicano una avvenuta oparziale essiccazione

Conseguenze dei ritiri


Il legno può essere attaccato e distrutto da:

FUNGHI

INSETTI XILOFAGI

BATTERI

ORGANISMI MARINI

Biodegradabilità


� Elevata resistenza a compressione e a trazione , specie se rapportata al peso limitato

� Leggerezza e facilità di lavorazione� Intaccabilità da parte dell’azione chimica ed ambientale : resistenza a

corrosione e variazioni climatiche� Ottime prestazioni termiche ed acustiche� Buon comportamento al fuoco : si innesca meno facilmente su sezioni

massicce, forma uno strato di carbonizzazione superficiale che ritarda la penetrazione del fuoco e garantisce un nucleo resistente, senza crolli improvvisi

� Validità per l’impiego in zona sismica : consente di realizzare strutture leggere dotate di una più favorevole risposta all’azione dinamica

� Vantaggi ambientali: rinnovabile, riciclabile, biodegradabile

Vantaggi

Il legno come materiale da costruzione


IL LEGNO :COME MATERIALE DA COSTRUZIONE

� Evoluzione costruttiva nel tempo

� Tipologie costruttive

� Durabilità


La disponibilità del legno sul territorio, il peso ridotto se paragonato a quellodella pietra, le qualità di resistenza e di flessibilità e la facilità di lavorazione, ne hanno fatto uno dei materiali prediletti per l’esperienza costruttiva. Così, nel corso di più di diecimila anni, il rapporto tra legno e ambiente costruito si è modificato, evolvendosi attraverso tappe e momenti assai diversi.

Evoluzione costruttiva nel tempo


� Flessibile, leggero, facile da lavorare, quasi pronto all’uso, il legno è probabilmente il primo materiale da costruzione, come ben emerge dal trattato di Vitruvio, che riconosce nell’intreccio dei rami di un bosco il modello della capanna primitiva e l’origine dell’architettura.

� Materiale da sempre indispensabile alla vita dell’uomo: solo dove c’era legno si è potuta sviluppare la civiltà

� Lo stadio più primitivo fu caratterizzato da un utilizzo ancora indiretto del legno

� L’impiego di rami flessibili: nacquero così tipologie insediative, che realizzano una gabbia portante leggeraLa costruzione di capanne primitive,

da Vitruvio, De Architectura

Origini

La prima casa, dal Filarete


Origini� Da sempre forme e procedimenti della costruzione sono caratterizzati dalle tecniche della connessione, del giuntare, dell’annodare fra loro elementi naturali lineari, la cui originaria funzione portante nell’albero, si trasferisce nella funzione portante della costruzione.

� Caratteristica: smontabilità e riutilizzabilitàdei materiali

La capanna primitiva, da Laugier, Essai sul l’architecture, 1755

La capanna primitiva, da Rondelet, 1813


� La COSTRUZIONE NAVALE, dove più impegnativi sono i requisiti di resistenza, durabilità, tenuta, è stata un po’ ovunque l’ambito nel quale si sono originate le soluzioni di carpenteria lignea più complesse, trasferite poi nelle costruzioni civili.


� Sviluppo dei collegamenti lignei


� Sviluppo dei collegamenti lignei

� Spesso le maestranze degli Arsenali venivano impiegate per costruire non solo navi ma anche ponti e coperture di grandi edifici.

Origini


� Fra le tipologie costruttive più antiche vi è la STRUTTURA AD ASSI VERTICALI

� Fra i più importanti esempi vi sono le STAV-KIRKE norvegesi

� Particolare tecnologia costruita integralmente in legno, giunta a noi dopo 1000 anni grazie a straordinari schemi statici, alla scelta accurata di diverse specie legnose per realizzare le varie parti, ed accurati dettagli costruttivi.

� SISTEMA STRUTTURALE in pilastri centrali a tutta altezza, collegati con le pareti laterali ad assi verticali.

Stav-Kirke


Nelle regioni dell’Europa Settentrionale, dove abbondavano le risorse boschive, ebbe modo di svilupparsi una tecnica costruttiva differente, a BLOCKBAU.

Realizzazione delle pareti utilizzando parzialmente tronchi scortecciati, disposti orizzontalmente.

La stabilità della struttura è garantita dalla particolare soluzione d’angolo che prevede l’ammorsatura dei tronchi.

Blockbau

(T. Marzi)


Fra il 1200 ed il 1700, nell’ Europa centrale e settentrionale, furono largamente diffusi gli EDIFICI INTELAIATI oFACHWERKHÄUSER, strutture di altezza notevole (fino a 6 piani) che realizzano

un’alta densità edilizia.

Sistemi a ossatura portante


Industrializzazione e prefabbricazione: Ballon Frame e Platform Frame


Castello del Valentino, 1640

Sistemi di copertura

(C.Bertolini Cestari)


Sistemi di copertura _ Capriata

Vari tipi di capriata dal libro VII del trattato di architettura di Sebastiano Serlio (XVI sec)

Il concetto costruttivo della capriata matura intorno al IV sec d.C. seppure a partire dalla conformazione di coperture a falde di templi e basiliche, che già in epoca greca e romana presentavano complesse strutture lignee con travi inclinate sostenute da murature.

Nel Rinascimento la capriata fu studiata nel suo funzionamento e nelle sue varianti dai vari trattatisti come per esempio Leonardo da Vinci e Serlio.

Nel XVIII e soprattutto nel XIX secolo la capriata fu studiata sul piano teorico, giungendo alla piena comprensione del funzionamento statico , il cui principio diede vita a strutture ben più complesse come le travature reticolari ad aste e nodi.

Illustrazione utilizzata da Viollet-Le-Duc per spiegare il funzionamento della capriata


Teatro Verdi, Pisa, 1810

Volte e cupole


Solai

Castello di Lagnasco


Ponte Palladio

Ponte di Bassano, Palladio

Ponti


Fondazioni_Palificate


Rascard, Valle d’Aosta

Architetture vernacolari

(C. Bertolini Cestari)


Architetture vernacolari

Architetture Walser, Alagna Valsesia


Architetture vernacolari _ Verbano Cusio Ossola

Walser

• i Walser migranti portato con sé la cultura germanica dell’abitare sparso e della struttura in legno

• blockbau (incastri lignei, chiodi e cunei di legno)

• insediamenti a sud del Monte Rosa (Gressoney, Alagna, Macugnaga e Formazza)

• tetti di piode (o scandole)

• balconate e loggiati in legno (facciate esposte a valle o a sud), essiccazione prodotti agricoli

• basamenti in pietra

• “funghi ” di pietra e legno (isolamento da umidità e animali)

• ambiente domestico principale: Stube

Salecchio



Casa Ossolana• pietra …ma anche legno

• tetto a due falde molto inclinate : privo di trave di colmo , limitante la dimensione trasversale della casa

• manto di copertura in beole di elevato spessore la cui profondità esige una sovrapposizione fino al 70%della superficie

• forte pendenza della falda

• capriata arcaica

• tipologie a timpano chiuso, aperto e con capriata a vista

• sdoppiamento tra abitazione e stalla

• contesto paesaggistico Le Chiovende di Goglio, Baceno(G.M.Conti, G. Oneto)



Coperture• capriata arcaica, semplice, resistente ed elastica

• con carichi di neve le travi invece di flettersi agiscono soprattutto a trazione o compressione

• sistema di connessione basato susemplici appoggi (micro-movimenti)

• mancanza della trave di colmo

• travi scortecciate

• forma stretta, alta e lunga, inclinazione imposta dal manto di beole

• catena (tirante) e controcatena(cavalletto) per luci più larghe

• saette per stabilità, scaricano il peso sui muri d’ambito

• pioli in legno di maggiociondolo a sostegno dei correnti

• architettura a “misura” d’uomo

Crodo

Bannio

.

(G.M.Conti, G. Oneto)



Coperture

• paglia di segale

• canna di palude

• rami di ginestra




Carpugnino, Vezzo, Magognino(G.M.Conti, G. Oneto)



Lobbie

Motta di Domo Nebbiuno

• lobbie, loggiati e balconate in legno che interessavano intere facciate

• legate alla copertura

•elemento di collegamentofra i piani


.

.


Architettura Moderna

Slittovia del Lago Nero, Arch. Carlo Mollino, Sauze d’Oulx, 1946-47(T. Marzi)


Connessioni e durabilità

Legno


Durabilità _ La protezione costruttiva � La durata di un edificio in legno dipende soprattutto da come è stato progettato e dalla qualità della sua realizzazione .

La regola delle 4 D� La durata di un edificio in legno dipende soprattutto da come è stato progettato e dalla qualità della sua realizzazione .

� E’ essenziale evitare che il legno sia esposto a lungo all’umidità :• evitare la formazione di umidità da infiltrazione, condensa, umidità di risalita (i.e. legno messo in opera di testa)• evitare ristagni d’acqua e contatto diretto del legno con la muratura o il calcestruzzo• garantire aerazione , prevedere intercapedine ventilata tra rivestimenti e parete• lasciare uno spazio di almeno 20 cm tra suolo e estremità delle travi che sporgono all’esterno• proteggere il legno di testa e usare elementi di sacrificio

MANUTENZIONE COSTANTE

+ M

(P. Lavisci)


DEGRADO E RECUPERO DEL LEGNO

� Principali cause di degrado

� Indagini diagnostiche

� Metodologie di intervento

� Casi studio


Linee guida per il recupero, la conservazione e la manutenzione

1. Recupero di eventuale documentazione storica , compresi gli interventi e le trasformazioni subite.

2. Descrizione del manufatto e sua documentazione fotografica .

3. Indagine sul manufatto e una rappresentazione grafica .4. La datazione del manufatto, specificando la metodologia di

adottata.5. Identificazione della specie legnosa che costituisce il

manufatto.6. Descrizione delle condizioni termo-igrometriche

ambientali in condizioni tipiche di conservazione del manufatto e conseguente umidità del legno


Diagnosi NDTPrinciples for the preservation of historic timber structures - International Wood Committee ICOMOS (International Council on Monuments and Sites, 1999):“..Qualsiasi intervento deve essere preceduto da una diagnosi completa ed accurata della situazione e delle cause di degradamenti della struttura lignea. La diagnosi deve essere basata sull’evidenza documentaria, sull’ispezione visuale e l’analisi fisica e, se necessario, sulla misurazione delle condizioni fisiche e su metodi di prova non distruttivi …”.

Caratterizzazione degli elementi lignei secondo la normativa UNI 11119:2004(Beni culturali - Manufatti lignei - Strutture portanti degli edifici - Ispezione in situ per la diagnosi degli elementi in opera).

Obiettivo dell'ISPEZIONE VISUALE è l'ottenimento di informazioni relative a ciascun elemento ligneo per valutarne integrità e prestazioni meccaniche :• specie legnosa (o taxon);• umidità relativa del legno;• classe di rischio biologico per il legno, secondo le UNI EN 335-1 e UNI EN 335-2;• dimensioni e forma dell'elemento;• particolarità geometriche quali smussi e deformazioni;• tipo, posizione ed estensione dei principali difetti (i.e. nodi, fessurazioni da ritiro);• forme di degradamento e/o danno eventualmente presenti (i.e. insetti Xilofagi, funghi);• classificazione secondo la resistenza dell'elemento • altre caratteristiche ritenute influenti sulla capacità portante dell'elemento.


Indagini diagnostiche



Strumentazione necessaria

� Accessibilità : in misura tale da consentire il corretto svolgimento di tutte le procedure

� Pulizia : polvere, sporcizia o simili

� Illuminazione : con intensità e qualitàtali da consentire un corretto esame a vista delle superfici legnose

Condizioni preliminari



Identificazione della specie legnosa

� Differenti caratteristiche fisiche e meccaniche;

� differenti caratteristiche di durabilità naturale;

� possibilità di utilizzo differenziato a seconda delle potenzialità.

� Valutazioni sulla provenienza


Datazione

Nei climi temperati come il nostro ogni anello di accrescimento corrisponde, in genere, ad un anno di vita dell’albero.

L’ ampiezza degli anelli è strettamente legata alle condizioni climatiche in cui essi si sono formati.

La DENDROCRONOLOGIA (dal greco δενδρον=albero, χρονοζ=tempo, λογοζ=discorso) studia gli anelli di accrescimento delle piante arboree nel tempo


Marche numeriche

3 tipologiedi marche numeriche




Il legno è un materiale igroscopico

la sua umidità influenza praticamentetutte le caratteristiche fisiche, meccaniche e tecnologiche

se umidità del legno > 18 - 20%

rischio di degradamento biologico• L’umidità del legno nell’ambiente è funzione

dell’umidità relativa e della temperatura dell’aria che lo circonda

• L’umidità del legno è diversa fra elementi diversi e all’interno dello stesso elemento

Umidità del legno



Umidità del legno_Igrometri a resistenza

� Per la stima dell’umidità del legno sono disponibili degli strumenti portatili

� Viene misurata la conduttanza o la resistenza elettrica fra i chiodi (elettrodi) e convertita in un valore di umidità

� I chiodi sono montati in un martello che consente di infilarli nel legno

� Taratura dello strumento selezionando sul display la specie legnosa e la temperatura ambientale

� Il campo di umidità misurabile in maniera affidabile va da 7 a 28%


Condizioni ambientali e rischio di attacco biologico

� Conoscere umidità del legno e condizioni ambientali nelle quali esso si trova consente di determinare la classe di rischio di attacco biologico

� La conoscenza della specie legnosa consente di ottenere informazioni sulla sua durabilitànaturale nelle specifiche condizioni d’opera

� Umidità Relativa > 18-20% rischio di attacco biologico , (insetti xilofagi, funghi, …)

Degrado biotico



Insetti xilofagi

Ordini:� Lepidotteri (farfalle)� Imenotteri (vespe e api)

� Isotteri (termiti)� Coleotteri (maggiolini, cervi volanti,

coccinelle)



Funghi� Sono attivi nel legno

con UR% compresa fra 20% e 60%

� Più è alta la temperatura più la loro attivitàmetabolica è veloce (fino a 70°C)



Condizioni ambientali e rischio di attacco biologico

� Infiltrazioni d’acqua� Infiltrazioni d’acqua� Condensa� Infiltrazioni d’acqua� Condensa� Mancanza di aerazione (=

ridotta perdita di umidità del legno)

� Infiltrazioni d’acqua� Condensa� Mancanza di aerazione (=


� Contatto con materiali che possano trasmettere umidità(murature, terreno, ...)

� Infiltrazioni d’acqua� Condensa� Mancanza di aerazione (=


� Contatto con materiali che possano trasmettere umidità(murature, terreno, ...)

� Zone umide ristrette = attacchi localizzati



� Indica la resistenza propria di un legno agli attacchi degli organismi lignivori

MOLTO DURABILEDURABILE

MODERATAMENTE DURABILEPOCO DURABILENON DURABILE

12345

DESCRIZIONECLASSE DI DURABILITÀ

Progettare la durabilità� Il legno giusto al posto giusto…

� Scelta della specie legnosa idonea per la classe ambientale di rischio

Durabilità naturale


Durabilità naturale

Classi di rischio biologico

Permanentemente

> 20%In acqua di mare5

Permanentemente

> 20%Nel terreno ed in acqua dolce. Umidificazione permanente4

Frequentemente> 20%

Non a contatto con il terreno, non al coperto. Umidificazione frequente3

Occasionalmente> 20%

Non a contatto con terreno e coperto. Umidificazione occasionale2

< 18%Non a contatto con terreno e coperto. Permanentemente secco1

U% legnoSituazione in operaClasse

� È possibile conferire durabilità con trattamenti preservanti.

� Esigenza di trattabilità della specie


Hylutru-pes

Hespero-phanes

durameTermitiLyctusAnobidae alburnoFunghi

41NRNRNRNRR2Rovere (Quercus pelvaea Liebl.) Europa

21NRRNRNRR5Pioppo (Populos spp.) Europa

41NRNRNRNRR2Farnia (Quercus robur L.) Europa

41NRRNRNRR5Faggio (Fagus silvatica L.) Europa

11NRNRNRNRR4Cerro (Quercus cerris L.) Europa

42NRNRNRNRR2Castagno (Castanea sativa Mill.), Eu

31NRRNRRNR3 - 4Pino silvestre (Pinus sylvestris L.), Eu

31NRRNRRNR4 - 5Pino silano (Pinus laricio Poir.) Europa

31NRRRRNR3Pino pece (Pinus palustris Mill. P taedaL.) Nord America

32NRRNRRNR3Larice (Larix decidua Mill.) Europa

33

32

NRNR

RR

NRNR

RR

NRNR

34

Douglasia (Pseudotsuga menziesiiFranco)

Canada, USA Europa

44NRRNRRNR4Abete rosso (Picea abies L.) Europa

44NRRNRRNR4Abete bianco (Abies alba Mill.)Europa e Nord America

TRATTABILITÀDURABILITÀ NATURALENome commerciale ( Nome scientifico ) ed origine

Durabilità naturale e trattabilità di alcune specie legnose



Geometria e morfologia dell’elemento

� Dimensioni e forma dell’elemento

� Caratteristiche geometriche come smussi e deformazioni

� Peculiarità di accrescimento� Tipo, posizione ed estensione

di principali difetti� Forma di degrado e/o

eventuale danno presente� Aree critiche

(A. Crivellaro)



Valutazione della difettosità dei nodi

• Misurazione: rapporto fra in diametro minimo del nodo più grande dell’elemento (o somma dei diametri minimi per i gruppi di nodi) e l’altezza della faccia su cui compare

(A. Crivellaro)



Valutazione della difettosità: deviazione della fibratura

Valutazione della difettosità: cipollature

(A. Crivellaro)



Valutazione del degrado strutturale

Rilievo di:

• sconnessioni• rotture

• deformazioni

(A. Crivellaro)



Ispezioni strumentali

� Valutazione del degrado biologico e rilievo di difetti nelle parti interne delle travi e nelle parti non direttamente visibili o inaccessibili delle strutture

� Tecniche dinamiche– Velocità del suono o degli

ultrasuoni– Vibrazioni

trasversali/longitudinali

� Durezza superficiale� Resistenza alla perforazione

(trapani dinamometrici)



Ispezioni strumentaliTrapano dinamometrico

Trapano strumentato che registra la resistenza che il legno oppone all’ingresso di una punta dotata di movimento combinato di rotazione e di avanzamento a velocità costante.

Strumento utilizzato :• Resistograph® (modello IML 300)• avanzamento punta di 40 cm• diametro del foro di 3 mm• velocità pre-selezionabile (diverse specie legnose)• risultati raccolti in un grafico• indicazioni sulla condizione interna del materiale



� In base alle informazioni raccolte:– viene quantificata la sezione

efficace (al netto delle alterazioni),

– ogni elemento viene classificato a vista secondo la resistenza

� La classificazione deve basarsi su metodi di valutazione visivadell'elemento ligneo, di misurazione non distruttiva di una o più proprietàfisico-meccaniche, oppure su opportune combinazioni delle precedenti.

Classificazione a vista secondo la resistenza

UNI 11119: Regola di classificazione



Resoconto di ispezione

� Dati identificativi della struttura, committente e referenti

� Specifici obiettivi dell’ispezione� Periodo effettuazione ispezione

(date)� Descrizione delle eventuali

tecniche strumentali utilizzateper le prove non distruttive e relative modalità di esecuzione

� Restituzione in forma graficae/o tabulare dei risultati relativi alla struttura nel suo complesso e a ciascun elemento strutturale

� Nome, qualifica e firma del responsabile dell’ispezione


Recupero delle strutture

� Mantenere il più possibile intatto il valore storico� La conservazione della concezione strutturale originaria è l’elemento guida di ogni azione di intervento� Privilegiare tecniche che fanno ricorso al legno per riparare il legno� il progetto col legno è caratterizzato da una necessaria concezione spaziale , tridimensionale al fine di superare problemi di instabilità.� Tecnologie della filiera legno sono cambiate. Ricorso a legno “nuovo” per gli interventi sul vecchio.� Recupero di tecnologie tradizionali .

Principles for the preservation of historic timber structures -ICOMOS (Wood Committee ),1999.


Sostituzioni e rinforzi con l’uso del legno

Il legno da impiegarsi deve:

Principles for the preservation of historic timberstructures - ICOMOS (Wood Committee ),1999, art. 9: nel caso di riparazioni o sostituzioni di parti di un elemento ligneo degradato:

• devono essere utilizzati collegamenti di carpenteria tradizionali per connettere la parte di legno nuova con quella esistente;

• le parti nuove aggiunte dovrebbero essere realizzate con la stessa specie legnosa della parte esistente e con la stessa o con una migliore qualità di legname.

• avere tenore di umidità residua in relazione con l’ambiente , altrimenti ci sarà “rigetto”: la perdita d’acqua in opera del legno non stagionato avverrà con ritiri, torsioni, fessurazioni e quindi distacchi fra i pezzi incalmati

Tavola dal trattato di Rondelet


Interventi negativi

Dallo stato dell’arte su metodologie di intervento su strutture lignee storiche

• Molti interventi hanno traditol’idea di conservazione

• In casi estremi abbiamoassistito a demolizioniingiustificate di strutturesecolari



“Learning by doing”

SMOKE-SAUNA

Salbertrand, Val Susa, 2006

Politecnico di Torino

Experimental House, Muuratsalo, FinlandiaArch. Alvar Aalto, 1953-54


“Learning by doing” _ Trasporto dei tronchi_Scortecciamento

(T. Marzi)


“Learning by doing” _ Realizzazione incastri

(T. Marzi)


“Learning by doing”

(T. Marzi)


UNI 11118: Criteri per l’identificazione delle specie legnose.UNI 11119: Strutture portanti degli edifici. Ispezioni in situ per la diagnosi degli

elementi in opera. UNI 11130: Terminologia del degradamento del legno.UNI 11138: Strutture portanti degli edifici. Criteri per la valutazione preventiva,

la progettazione e l’esecuzione di interventi.UNI 11141: Linee guida per la datazione dendrocronologica del legno.UNI 11161: Linee guida per la conservazione, il restauro e la manutenzione.UNI 11162: Supporti dei dipinti su tavola. Terminologia delle parti componenti.UNI 11202: Determinazione e classificazione delle condizioni dell’ambiente.UNI 11203: Strutture portanti degli edifici. Terminologia delle configurazioni

strutturali e delle parti costituenti.UNI 11204: Determinazione dell’umidità.UNI 11205: Legno di interesse archeologico ed archeobotanico. Linee guida

per la caratterizzazione.UNI 11206: Legno di interesse archeologico ed archeobotanico. Linee guida

per il recupero e prima conservazione.

Alcuni riferimenti normativi


Alcuni riferimenti bibliografici� G. GIORDANO, Tecnologia del legno. Volumi: I (1981), II, (1983), III (1986), IV (1988), U.T.E.T., Torino.� G. GIORDANO, La tecnica delle costruzioni in legno, Hoepli, Milano 1993.� G. TAMPONE, Il restauro delle strutture di legno, Hoepli, Milano 1996.� G. GIORDANO, A. CECCOTTI, L. UZIELLI, Tecnica delle costruzioni in legno, V°Ed., Hoepli , Milano 1999� L. UZIELLI (a cura di), Il manuale del legno strutturale, Volume I – Ispezione e diagnosi in opera, Mancosu Editore, Roma 2001.� G. BONAMINI (a cura di), Il manuale del legno strutturale, Volume IV - Interventi sulle strutture, Mancosu Editore, Roma 2004.� BERTOLINI CESTARI, T. MARZI, E. SEIP, P. TOULIATOS (editors), Interaction between Science, Technology and Architecture in Timber Construction, Elsevier, Paris 2004.�M. PIAZZA et al., Le costruzioni di legno, Hoepli, Milano 2005.� F. LANER, Tecnologia del recupero delle strutture lignee, Flap Edizioni, Verona 2005.� A. FUNES NOVA, Il legno così com’è, Diffusioni Grafiche, Villanova Monferrato 2002.� G.M.CONTI, G.ONETO, Paesaggio di Pietra, Alberi e Colore. L’architettura nel Verbano-Cusio-Ossola, Alberti Libraio Editore, Intra. � W. PRYCE, L’architettura del legno. Una storia mondiale, Bolis Edizioni, Bergamo 2005� C. BERTOLINI CESTARI, P. TOULIATOS, A. CRIVELLARO, T. MARZI, et alii, The timber roof of Hagia Paraskevi basilica in Chalkida, Greece: multi-disciplinary methodological approaches for the understanding of the structural behaviour. Analysis and diagnosis, in XXV Convegno Internazionale Scienza e Beni Culturali – “Conservare e restaurare il legno. Conoscenze, Esperienze. Prospettive”, Bressanone, 2009, pp. 415-424.� ATTI & RASSEGNA TECNICA, numero monografico “Legno”, n. 1-2, Marzo-Aprile 2010


Grazie per l’attenzione!

Tanja Marzi, Arch. Ph.D.Politecnico di Torino, Dipartimento di Architettura e Design

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