Il legno in edilizia: le strutture multipiano

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Il legno è una materia prima rinnovabile che da sempre ha fornito all'uomo materiali da costruzione economici, resistenti, leggeri, affidabili e facilmente smaltibili. Le attuali tecnologie di trasformazione ne consentono un utilizzo razionale, con scarti minimi, senza limitazioni dimensionali e con una notevole uniformità qualitativa e prestazionale. Dal punto di vista degli utenti, dei progettisti e delle imprese, esistono parecchi validi motivi per favorire l'impiego del legno in edilizia:
· l'ottimo comportamento sismico, di sicurezza al fuoco (Figure 1 e 2) e di coibentazione (una parete in legno è assai più sottile di una termicamente equivalente in muratura, quindi lascia più spazio abitabile);
· anche in Italia, i costi finali sono inferiori rispetto alle strutture in calcestruzzo a parità di resistenza, di superfici utili e di finiture (Figura 3) ed è dimostrata la maggiore rapidità di edificazione. Una prima, significativa esperienza è stata quella dell'IACP di Macerata, intervenuto in favore delle famiglie terremotate di Serravalle di Chienti (Figura 4): l'impiego delle strutture di legno ha consentito un'economia di costi del 17 per cento ed una consegna in 12 mesi invece dei 24 previsti;
· la facilità di realizzazione di ogni tipologia architettonica ed estetica (intonaci, mattoni o pietre a vista…) consente di adattarsi alle diverse esigenze urbanistiche o paesaggistiche (Figure 5, 6 e 7) e la facilità di manutenzione e modifica degli immobili li rende più economici nell'esercizio;
· l'elevata durabilità, anche in condizioni climatiche difficili, è garantita se sono evitati i ristagni di umidità (molti edifici antichi hanno strutture di legno perfettamente conservate).

Queste le ragioni di ordine tecnico ed economico. Ma ce ne sono altre, di tipo ecologico e sociale, non meno importanti delle precedenti in un'ottica di sviluppo sostenibile. Le strutture di legno sono una soluzione ottimale per chi desidera sviluppare un'edilizia sostenibile, che soddisfi i bisogni dell'attuale generazione senza limitare la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri. Contrariamente a ciò che è avvenuto in altri Paesi, in Italia la diffusione del calcestruzzo ha avuto l'effetto di rimuovere dalla coscienza e conoscenza dei costruttori e dei progettisti le tradizioni e le esperienze, anche notevoli, maturate nel settore della carpenteria in legno. Troppo spesso, quando si propone come alternativa progettuale una struttura di legno, ci si trova nella necessità di dover dare confidenza ai diversi interlocutori, aiutandoli a superare pregiudizi tanto radicati quanto infondati. Risulta quindi necessario fornire ai professionisti delle costruzioni le informazioni tecniche di base sulla materia prima legno, i materiali derivati, la progettazione e la realizzazione delle strutture di legno. Per questo motivo BolognaFiere, nell'ambito del Saie 2002, ha organizzato un Focus Tecnologico: Strutture di Legno. Esso consiste di:
· una mostra di modelli in scala reale che presentano le soluzioni tecniche tradizionali e le più recenti innovazioni;
· un libro dal titolo "Strutture di legno, per un'edilizia sostenibile" che andrà ad arricchire la collana dei Manuali Tecnici per l'Edilizia del Sole24Ore
· un convegno sul tema delle strutture di legno per l'edilizia sostenibile.

Le informazioni disseminate attraverso questa iniziativa saranno spesso sufficienti al progettista per impiegare le strutture di legno al meglio delle loro potenzialità, prevenire errori, richiedere ai fornitori eventuali approfondimenti e fornire risposte ai propri committenti in merito alla competitività delle strutture di legno rispetto a quelle realizzate con altri materiali. Siamo certi che, con un minimo di confidenza in più, le strutture di legno potranno diventare la scelta prioritaria di molti professionisti, dal momento che l'esperienza dimostra, all'estero ma anche in Italia, che costruire strutture multipiano in legno è tecnicamente ed economicamente vantaggioso.
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Il comportamento al fuoco delle strutture di legno. L'immagine (da Glulam - W.A. Chugg, Benn Ed., London) lo sintetizza bene: le travi in legno bruciate per metà sezione (vedere la posizione dei chiodi) sorreggono ancora le sovrastanti putrelle in acciaio deformate dal calore.

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Le strutture in legno rendono sicuri ed accessibili ai soccorsi i locali per un tempo prevedibile, e non emettono gas tossici. Ciò è ben noto ai Vigili del Fuoco, che ormai preferiscono il legno al calcestruzzo e all'acciaio. Nella foto (Triboulot) una caserma dei Vigili del Fuoco con strutture e tamponamenti interamente in legno.

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Villette con strutture e tamponamenti in legno, rivestimenti ed impianti tradizionali. A destra: villetta costruita nel 1989 a Pesaro, con costo del 25 per cento inferiore all'equivalente in muratura. Ancora in ottime condizioni, è più confortevole di analoghe case vicine con strutture in muratura (più fresca d'estate, più calda d'inverno). Anche le spese di manutenzione sono risultate inferiori alla media. A sinistra: villetta costruita nel 2000 a S. Ippolito (PS): 213 m2, costo di Lit. 1,6 milioni/m2 tutto compreso. Estetica tradizionale e finiture di qualità medio-alta, con un risparmio del 20 per cento sull'equivalente in laterocemento ed un tempo di realizzazione di soli 5 mesi (progetto e realizzazione Ing. Dini).

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Alloggi realizzati dallo IACP di Macerata a Serravalle di Chienti. L'impiego delle strutture di legno ha consentito un'economia di costi del 17 per cento ed una consegna in 12 mesi in luogo dei 24 previsti (progetto IACP, Macerata - strutture di legno e foto: FFPC, Milano).

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Esempi di case popolari con strutture di legno (foto da www.TimberFot.com)

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Strutture e rivestimento di legno per case in stile contemporaneo (foto da www.TimberFot.com).

 

 

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Un condominio con strutture e tamponamenti di legno. La prefabbricazione modulare rende molto veloce il cantiere e migliora la qualità (foto da www.nordictimber.org).

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Le norme tecniche UNI ed UNI EN nel settore legno.


Il quadro normativo

La Direttiva 89/106/CEE "Prodotti da Costruzione" è stata recepita in Italia nel 1993 (D.P.R. 21 aprile 1993, n. 246). Per la Direttiva, un "prodotto da costruzione" è "qualunque cosa destinata a diventare parte integrante e permanente di un edificio o di un'opera di ingegneria civile". Nell'ambito della Direttiva, l'Unione Europea ha conferito al Comité Européen de Normation (CEN) il mandato di armonizzare le differenti norme tecniche nazionali in materia sia di progettazione e verifica delle strutture che di caratterizzazione dei materiali da costruzione. Una serie di documenti interpretativi indicano le caratteristiche o prestazioni necessarie per il soddisfacimento dei requisiti, collegandoli ai mandati attribuiti al CEN per l'elaborazione di norme tecniche ed all'European Organization for Technical Approval (EOTA) per la costituzione di guide per il benestare tecnico europeo. Inoltre, alcuni documenti-guida specificano le procedure necessarie per la certificazione e l'apposizione del "marchio CE", che in breve diverrà un riferimento di uso comune anche per i prodotti da costruzione. La complessità della direttiva ed i conseguenti problemi di attuazione, hanno fatto sì che solo recentemente i primi prodotti da costruzione marcati CE abbiano iniziato a comparire sul mercato. Tuttavia, un numero consistente di settori del mercato delle costruzioni sono ora sufficientemente prossimi alla marcatura CE dei prodotti di loro competenza per dover essere consapevoli delle implicazioni che l'attuazione della direttiva ha sul proprio settore.
Il settore "prodotti in legno per l'edilizia" è interessato da 4 mandati:
· M/101 "Porte, finestre e prodotti affini"
· M/112 "Prodotti strutturali a base di legno ed affini"
· M/113 "Pannelli a base di legno"
· M/119 "Pavimentazioni"
per un totale di quasi 200 norme tecniche Europee. Sono in avanzato stato di elaborazione anche le norme armonizzate che saranno la base per il "benestare tecnico" e, quindi, per il marchio CE. Si tratta di:
· EN 13168 "Factory made wood wool (WW) products - Specifications" (già operativa, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale della CE il 15.12.01);
· EN 13986 "Wood-based panels for use in construction - Characteristics, evaluation of conformity and marking" (già approvata, da pubblicare);
· prEN 14080 "Timber structures - Glued laminated timber - Requirements" (approvazione prevista entro il 2002, pubblicazione prevista entro il 2003);
· prEN 14081 "Timber structures - Strength graded structural timber with rectangular cross-section" (approvazione prevista entro il 2002, pubblicazione prevista entro il 2003).

Pertanto, la diffusione dei marchi CE sui prodotti a base di legno è ormai prossima. Ma già adesso, l'insieme delle norme tecniche volontarie applicabili ai prodotti a base di legno è assai completo. Esso è articolato in:
Eurocodici: le regole unificate, simili per tutti i materiali, per il dimensionamento e le verifiche strutturali nei vari settori inerenti ai prodotti da costruzione. I principi degli Eurocodici risultano strettamente connessi alla classificazione dei materiali secondo i rispettivi valori caratteristici, che consente un più favorevole dimensionamento dei prodotti a base di legno.
Requisiti applicativi prestazionali: si tratta di un aspetto particolarmente innovativo ed utile. Per i pannelli, ad esempio, sono già disponibili i testi relativi ad alcune applicazioni di base in edilizia: tetti, pavimenti e pareti, e sono in preparazione quelli relativi anche a pavimenti sopraelevati, semilavorati strutturali per i mobili etc. Tali riferimenti non limitano in alcun modo la libertà del produttore nell'impostare la tipologia del prodotto, né quella dell'utilizzatore nello scegliere tra eventuali diverse alternative, purché siano rispettati i livelli prestazionali indicati.
Specifiche tecniche e classificazioni, che elencano i requisiti di un determinato prodotto relativamente a composizione, tipo e quantità di difetti ammissibili, caratteristiche fisico-meccaniche, durabilità biologica, controllo di qualità, identificazione, marcatura etc. Per evitare ogni possibile malinteso, queste norme sono normalmente articolate in più parti, ognuna relativa a un determinato prodotto e/o ad uno specifico ambiente d'impiego. Questi testi rimandano a metodi di misura, di prova, tolleranze e ulteriori requisiti.
Metodi di prova specifici e generali per la misurazione e la determinazione delle caratteristiche fisico-meccaniche dei prodotti. Nel caso degli impieghi strutturali, le dimensioni dei provini, le modalità di applicazione dei carichi e le regole per l'elaborazione dei risultati sono state definite in modo da simulare le effettive condizioni di esercizio del materiale e determinarne i valori caratteristici, necessari ai fini della progettazione e verifica delle strutture prevista dagli Eurocodici.
Norme relative alla certificazione: un aspetto importante, sia dal punto di vista di produttori e progettisti che da quello dei potenziali utenti, è il completamento della struttura di certificazione. L'adozione delle norme della serie UNI EN ISO 9000 ha consentito di affiancare l'Assicurazione della Qualità alla tradizionale Omologazione o Certificazione di prodotto. Attualmente, oltre 500 aziende del settore legno-arredo hanno un Sistema Qualità certificato, ed esiste un Istituto di certificazione specificamente competente per il settore (ICILA). Questo approccio risulta particolarmente significativo ai fini della sicurezza e affidabilità dei materiali strutturali che, oltre ad originare un danno nel caso in cui non riescano a garantire il livello di prestazioni prefissato, comportano generalmente costi di sostituzione molto superiori al loro valore di mercato. L'apprezzamento del livello di certificazione raggiunto da un prodotto e dal suo produttore divengono quindi assai importanti al momento della stesura del capitolato dei materiali da impiegare, anche in funzione della legge sulla responsabilità per danno da prodotto difettoso (DPR 24/5/93 n°244) che obbliga il produttore a risarcire i danni a persone o cose causati da un prodotto riconosciuto difettoso, senza fissare limiti di tempo. Per quanto attiene gli elementi in legno, l'attuale Sistema di Attestazione Europea prevede un sistema di certificazione di tipo 1, con Controllo di Produzione in Fabbrica, prove sui prodotti, certificazione da parte di organismo notificato (EOTA).

I prodotti a base di legno sono quindi coperti da un sufficiente numero di norme (di tipo volontario) che offrono al progettista un supporto completo e ben articolato (Figura 8). Manca, in Italia, un ultimo tipo di documento, assai importante: una norma cogente. Infatti, il quadro normativo sarà presto completato dalla "Norma tecnica per la progettazione, esecuzione e collaudo delle costruzioni in legno", che - attualmente ancora allo stato di bozza definitiva presso il Servizio Tecnico Centrale del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti - diverrà obbligatoria al momento della pubblicazione sulla Gazzetta Ufficiale. Essendo presenti tutti i necessari presupposti, la "Norma Tecnica" richiede per gli elementi strutturali in legno i necessari requisiti di qualità, in conformità ai sistemi di attestazione europei. Essa fissa pertanto le procedure di qualificazione e controllo del legno massiccio, lamellare e/o composti del legno, indica specifiche regole per i prodotti provenienti dall'estero e stabilisce un elenco di laboratori per prove e controlli. Le procedure di qualificazione e controllo previste costituiscono un sistema di garanzia della qualità equilibrato ed efficiente, in linea con quanto già previsto per altri prodotti, sia in campo nazionale che in ambito comunitario. L'adozione della "Norma Tecnica" permetterà di dare un ulteriore impulso all'uso del legno nel nostro paese, infondendo più confidenza a costruttori, progettisti ed utenti nell'affidabilità del legno come materiale da costruzione.


Edilizia sostenibile

Il settore costruzioni è uno dei motori dell'economia europea, ed anche in Italia questo settore è, attualmente, trainante: la crescita è stata quantificata dall'ANCE (Associazione Nazionale Costruttori Edili) in +2,8 per cento nel 1999, +3,6 per cento nel 2000 e +2,5 per cento nel 2001, anno in cui gli investimenti in costruzioni hanno raggiunto i 100 miliardi di Euro (190.000 miliardi di Lire). Nel rapporto "Proposte per una politica industriale sostenibile del settore delle costruzioni nell'Italia europea" (Aprile 2001), il CNEL traccia un'analisi comparata a livello europeo che approfondisce in particolare il sistema italiano delle costruzioni ed avanza proposte per una politica industriale sostenibile nel settore. Il rapporto sottolinea la necessità di una politica industriale in grado di incentivare la competitività delle imprese di costruzioni italiane. Le azioni suggerite per attuare tale politica sono: rilanciare la formazione, la ricerca, la qualità manageriale. Tra le proposte avanzate per una politica industriale sostenibile, spiccano:
· la semplificazione e razionalizzazione della normativa;
· la certificazione della qualità delle imprese;
· lo snellimento delle procedure di urbanistica e pianificazione;
· la defiscalizzazione;
· l'impiego sistematico dei materiali eco-compatibili;
· l'utilizzo razionale delle fonti energetiche;
· gli incentivi finanziari per l'intervento dei capitali privati;
· la competitività nell'aggiudicazione degli appalti;
· l'adeguamento alla normativa comunitaria per la qualità del prodotto.

Nel più recente rapporto "Utilizzo del legno nell'industria edile" (Settembre 2001) il CNEL fotografa il comparto delle imprese che producono componenti in legno per l'edilizia: 32.000 imprese, per un fatturato di 13.600 miliardi di lire ed un totale di 93.000 occupati. Tra le considerazioni avanzate, spicca la necessità di sviluppare un'informazione capillare sulle caratteristiche del legno e derivati ad uso dei professionisti e un sistema di incentivazioni fiscali ad uso dei committenti.

Infine, un dato estremamente importante giunge dalla rielaborazione dell'ANCE di recenti dati ISTAT: la domanda di mobilità abitativa è, in Italia, molto elevata. Secondo questa fonte, nel 2000, a fronte di 964.000 famiglie (il 4,5 per cento del totale) che hanno cambiato casa, ce ne sono state 1.750.000 (8,1 per cento del totale) che non sono riuscite a soddisfare questa esigenza, soprattutto (55 per cento dei casi) per "esigenze qualitative e quantitative". C'è quindi una domanda insoddisfatta di qualità dell'abitazione, ed ovviamente di un vantaggioso rapporto prezzo/qualità, che non riguarda ovviamente solo le caratteristiche dell'alloggio ma si estende "alla qualità dei servizi e dell'ambiente".

L'industria delle costruzioni appare quindi in una fase di netto cambiamento, caratterizzata fortunatamente da un buon dinamismo ma anche dalla necessità di creare più efficienza e valore aggiunto. Ed un più diffuso impiego delle strutture a base di legno può certamente offrire interessanti soluzioni alle imprese che sapranno coglierne le opportunità, come quelle offerte dal crescente interesse di amministratori, utenti e professionisti verso il concetto di sostenibilità nel processo edilizio. Tale concetto ha però bisogno, per una corretta applicazione, della traduzione dei principi generali in obiettivi e criteri, tenendo presente i differenti punti di vista dei diversi operatori. Alcune amministrazioni si sono già dotate di riferimenti generali e strumenti operativi nei regolamenti edilizi, proponendo anche degli incentivi legati alla certificazione che porteranno alla crescita della domanda di edilizia sostenibile, come già accade nel contesto internazionale. Inoltre, il coordinamento nazionale del gruppo interregionale sulla bioedilizia, costituito dagli assessori all'edilizia delle varie regioni, ha recentemente assunto il compito di sviluppare soluzioni normative e tecniche che consentano di incentivare l'utilizzo della bioedilizia. Le esperienze sviluppate all'estero evidenziano l'opportunità di adottare soluzioni pragmatiche e strumenti operativi differenziati per tipologia di utente, tenendo presente il fatto che i sistemi basati su liste di controllo possono essere utili per diversi scopi: guida progettuale, sconti concessori, certificazione, mutui agevolati… L'Istituto per la Residenza e le Infrastrutture Sociali del CNR sta lavorando da anni in questo ambito e costituisce un riferimento per tutti gli operatori del settore, e l'UNI si è attivata per partecipare allo sviluppo normativo, già avviato nell'ambito dell'ISO/TC59/SC3 (WG12 "Sustainable building").
Anche Confcooperative-Federabitazione, in collaborazione con Legambiente, la Banca Popolare Etica e l'Istituto Nazionale di Bioarchitettura ed il contributo del Ministero della Attività Produttive ha lanciato una importante iniziativa: la Rete delle Cooperative per l'Abitare Sostenibile. Federabitazione ha evidenziato il vantaggio competitivo della cooperazione di abitazione nel proporsi come soggetto qualificato in questo settore, sulla base dell'esperienza relativa alla realizzazione di circa 8.000 alloggi/anno.
Analizzando i concetti-guida per la progettazione, risulta evidente che i materiali a base di legno sono la scelta più logica e "naturale" per l'edilizia sostenibile. Strutture, tamponamenti e finiture a base di legno infatti consentono, rispetto a quelle realizzate in laterizio, cemento o metalli, di ottenere un riscontro ottimale per gli indicatori relativi a tutti i seguenti obiettivi:
· utilizzare materiali rinnovabili, traspiranti, gradevoli al tatto;
· ridurre il consumo di energia in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio (produzione, trasporto, costruzione, esercizio, demolizione e smaltimento);
· minimizzare l'impatto su suolo, acqua ed aria in tutte le fasi del ciclo di vita dell'edificio;
· rendere facili rimozioni, sostituzioni o integrazioni (impianti, ampliamenti, cambi di destinazione d'uso).
Infine un cenno al problema dello smaltimento dei materiali provenienti da costruzioni e demolizioni: il D.P.R. 10 Settembre 1982 n. 915 definisce tali materiali come "rifiuti speciali", categoria per la quale l'obbligo di smaltimento compete al produttore dei rifiuti stessi, in definitiva l'impresa costruttrice o demolitrice. La legge 9 Novembre 1988 n. 475 definisce "materie prime secondarie" i residui derivanti da processi produttivi che sono suscettibili, eventualmente previ idonei trattamenti, di essere utilizzati come materie prime in altri processi produttivi della stessa o di altra natura. Quando i rifiuti da costruzione o demolizione sono materiali a base di legno (non impregnati a pressione) è possibile venderli come materie prime secondarie ai produttori di pannelli truciolari, che nel caso di forniture continuative forniscono anche i cassoni per stoccarli e ritirarli. Anche questo contribuisce alla sostenibilità del costruire.