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Il legno lamellare incrociato è un materiale costruttivo di nuova generazione, con proprietà meccaniche migliori e caratteristiche deformative più uniformi rispetto agli elementi in legno massiccio o in legno lamellare incollato in una sola direzione, soprattutto per quanto riguarda le proprietà in direzione ortogonale alle fibre. Gli elementi di questo tipo  sono composti da tavole in legno massiccio disposte a strati incrociati (cioè con direzione delle fibre alternate a 90°), incollate insieme sotto grandi pressioni per formare un unico elemento massiccio piano, con capacità portante in entrambe le direzioni.
Come materia prima viene solitamente usato legno di conifera, sottoposto ad un processo di essiccazione che lo porta a un’umidità del 12%, valore per il quale il legno è naturalmente protetto dagli agenti biologici come funghi, insetti e muffe.

I pannelli vengono realizzati, in base al tipo di utilizzo e alle richieste di resistenza, con un numero dispari di strati – 3,5,7 o più fino ad uno spessore massimo di 60 cm. L’orientamento relativo delle tavole nei singoli strati è di 90° e la sezione del pannello è sempre simmetrica.

Per esigenze specifiche in ogni direzione si possono avere un massimo di due strati consecutivi con lo stesso orientamento delle lamelle. Questi pannelli sono solitamente realizzati su richiesta del cliente e differiscono dai lotti di produzione standard.

In casi specifici in cui necessita un’elevata resistenza a flessione si usano pannelli con doppio strato esterno mentre per una maggior resistenza al taglio si impiegano pannelli con doppio strato centrale.

Proprietà meccaniche veramente eccezionali

L’incollaggio incrociato permette di avere portanza in entrambe le direzioni dell’elemento piano, la resistenza aumenta e si evitano spaccature in direzione ortogonale alla fibratura.

Inoltre ciò assicura stazionarietà delle dimensioni del pannello, riducendo a valori trascurabili le naturali variazioni dimensionali del legno (ritiro e rigonfiamento). Per questo motivo le deformazioni nel piano di questi pannelli sono quasi nulle, mentre nella direzione ortogonale al pannello ammontano a circa 2,4mm/m per ogni % di variazione di umidità nel legno.

Grazie all’orientamento incrociato delle lamelle, i pannelli possono trasmettere i carichi in due direzioni ortogonali, il che li rende ottimali sia come elementi di parete sia come elementi solaio.
La direzione principale per la trasmissione dei carichi rimane quella dell’orientamento delle lamelle esterne. Tali pannelli possono avere dimensioni sufficienti a costituire pareti continue, con altezza pari a quella di interpiano, aperture già intagliate nella parete in fase di realizzazione in stabilimento e con le superfici laterali già pronte per l’assemblaggio con le pareti contigue. Le dimensioni massime di questi elementi sono date esclusivamente dalle limitazioni per il trasporto.

Con un adeguato collegamento dei vari elementi, i pannelli usati per le pareti possono riprendere notevoli forze orizzontali sia nel loro piano sia in direzione ortogonale ad esso.

Inoltre, grazie ad una corretta concezione architettonica e strutturale, un’adeguato dimensionamento dei pannelli in XLAM e una buona esecuzione dei collegamenti fra le pareti e i solai, è possibile assicurare un’ottima resistenza della struttura in XLAM anche per azioni orizzontali, come vento e sisma.

Ottima resistenza al fuoco

I pannelli in legno massiccio a strati incrociati hanno una resistenza al fuoco significativamente maggiore rispetto a quella che normalmente assegnamo agli elementi costruttivi in legno e supera quella dell’acciaio e addirittura quella del calcestruzzo.
Il legno è infatti un ottimo isolante che conduce il calore da 300 a 400 volte più lentamente rispetto all’acciaio. Gli elementi si carbonizzano lentamente dalla superficie verso l’interno, mentre lo strato carbonizzato riduce ulteriormente la conducibilità dell’elemento ed evita che l’ossigeno arrivi al legno intatto.

Per quanto riguarda la velocità di carbonizzazione, per questi pannelli si può calcolare che la resistenza media al fuoco di un pannello a 3 strati sia di 30 min, per un pannello a 5 strati si raggiungono i 60 min, mentre per pannelli più spessi e pareti con più strati si arriva anche a 90 min o più.

In accordo con le richieste della normativa per la progettazione di strutture in condizioni di incendio si possono dimostrare anche resistenze maggiori (90 min, 120 min, etc.), che dipendono essenzialmente dallo spessore del pannello e dal numero di strati, oltre che dalla presenza di eventuali materiali protettivi.

Collanti sicuri e atossici

Nella maggior parte dei casi i produttori di tali pannelli utilizzano, per l’incollaggio, la colla poliuretanica monocomponente Purbond, che sfrutta la naturale umidità del legno per il collegamento degli elementi in un blocco unico, senza la necessità di utilizzare solventi o formaldeide.
La colla viene spalmata su tutta la superficie delle tavole in quantità di circa 200 g/m2. Successivamente il pannello viene messo nella pressa, dove si raggiunge l’incollaggio completo.

Dal momento che tutte le colle utilizzate sono prive di formaldeide, le costruzioni in XLAM sono del tutto assimilabili a costruzioni in legno massiccio naturale. La colla è inodore e grazie all’elevata capacità di incollaggio, le dosi utilizzate sono molto ridotte.

Connessioni

Le pareti vengono ancorate al solaio o alla fondazione con elementi di connessione in acciaio. Per riprendere le forze di sollevamento che nascono a causa delle azioni orizzontali per rotazione rigida della parete, si utilizzano i cosiddetti “hold-down”, mentre per le forze di taglio associate alla traslazione rigida delle pareti si usano gli angolari. Questi elementi di connessione vengono ancorati alla piastra di fondazione con tirafondi, mentre il collegamento al pannello in legno è realizzato con chiodi o viti di diametro almeno 4 mm e di lunghezza fra i 40 mm e i 60 mm.

Il fissaggio delle pareti dei piani superiori ai solai viene effettuato in modo simile, solamente che in questo caso al posto di tirafondi si utilizzano viti o chiodi, con cui si fissano gli angolari sia alle pareti sia al solaio. Le giunzioni fra i singoli pannelli vengono realizzate solitamente con una striscia di sovrapposizione di metà spessore del pannello, fissata mediante viti. Il tipo di angolari utilizzati, le dimensioni delle viti e dei chiodi e le prescrizioni per il montaggio differiscono leggermente tra i variproduttori di pannelli in XLAM.

I produttori propongono quindi diversi tipi di dettagli e di elementi di collegamento tra i pannelli che devono essere valutati ed approvati di volta in volta dal progettista.

Costruzione

Abbiamo detto che questo tipo di pannello incollato (o multistrato) è un’invenzione piuttosto recente nel panorama delle costruzioni in legno e, in circa 20 anni, si è guadagnato una importante fetta di mercato.

Il pannello è composto da almeno tre strati di tavole in legno di conifera reciprocamente incrociati a 90° ed incollate.

A seconda delle necessità è possibile aumentare il numero di strati e di conseguenza lo spessore totale.
Le tavole che lo compongono hanno spessore variabile e vengono collegate longitudinalmente mediante giunti a pettine allo scopo di garantire una continuità strutturale salda e sicura per ogni evento.

L’incollaggio è eseguito in ambiente controllato con collanti privi di formaldeide e la fase di incollaggio termina con la compressione del sandwich per mezzo di una pressa idraulica ad alta pressione o di un sistema sotto vuoto.

Le dimensioni massime dei pannelli incollati variano da produttore a produttore compatibilmente con il trasporto su gomma o su ferrovia, ma si possono superare tranquillamente (in casi eccezionali) anche i 16m in lunghezza e i 4m.

La struttura del pannello garantisce una notevole stabilità in tutte le direzioni conferendo al prodotto una rigidezza che lo rende adeguato anche alle strutture più complesse e critiche (edifici multipiano, strutture commerciali, etc…).

Può essere usato come elemento di tamponamento di parete, solaio e di copertura in edifici di tipo residenziale, anche multipiano, in edifici pubblici come scuole e asili, ma anche uffici, edifici commerciali o logistici.

Immagine tratta dalla presentazione “A Status Report from the CLT Hot Spot in Europe | Austria” realizzata dalla Graz University.