Primer per legno massiccio

TESTO E DIAGRAMMI J. David Bowick

Il materiale architettonico più innovativo in Canada in questo momento è vecchio: il legno. Ma quando viene trasformato in travi e pannelli in legno massiccio, il materiale secolare acquisisce qualità strutturali e di resistenza al fuoco che aprono nuove possibilità per la costruzione. Abbiamo chiesto all'ingegnere strutturale David Bowick di guidarci attraverso le basi del lavoro con strutture in legno massiccio. Ecco cosa ci ha detto.

La costruzione in legno massiccio, che fa uso di travi e colonne lamellari (legno lamellare) con prodotti come il legno lamellare a strati incrociati (CLT), il legno lamellare con chiodi (NLT) e il legno lamellare con tasselli (DLT), è agli inizi. Con il cemento e l’acciaio, ci sono modelli chiari per l’edilizia commerciale: la soletta piana in cemento 9×9 campate, con 4 metri da un piano all’altro, e per la vendita al dettaglio di grandi dimensioni, la campata 9×12 con travi in ​​acciaio e travetti in acciaio a rete aperta. Con il legno massiccio, sembra che ogni progetto sia costruito utilizzando un sistema strutturale unico. C'è l'opportunità di andare oltre le preoccupazioni puramente pragmatiche con il legname in massa. L'unicità del sistema può diventare un obiettivo di progettazione.

Quali sono le regole di base per lavorare con questa famiglia di materiali? I sistemi in legno massiccio seguono regole intrinsecamente diverse rispetto al calcestruzzo e all’acciaio. Le campate quadrate sono efficaci quando si dispone di un sistema che ha resistenza e rigidità simili in entrambe le direzioni, ma sono inefficienti con il legno, che è necessariamente “costruito con bastoni” con elementi “unidirezionali” (elementi che sono molto più grandi in una dimensione rispetto al altri, o mazzi molto più resistenti in una direzione che nell'altra) impilati su elementi perpendicolari unidirezionali. Poiché i sistemi in legno massiccio si basano su travi, sono necessariamente più profondi dei sistemi a solai, richiedendo altezze da pavimento a pavimento maggiori. La bellezza del legno e il costo aggiuntivo della costruzione con legname massiccio fanno sì che architetti e proprietari spesso desiderino esporre ed esprimere la struttura. La protezione dal fuoco delle strutture in legno esposte e la loro protezione dagli elementi durante la costruzione crea sfide progettuali e può essere costosa.

Bisogna considerare anche l’economia della costruzione. Nelle costruzioni in legno massiccio il costo della fibra rappresenta circa i due terzi del costo della struttura. Gli elementi in legno massiccio vengono prodotti fuori sede in pezzi di grandi dimensioni, spesso sfruttando la fresatura CNC, che riduce al minimo sia la manodopera in fabbrica che quella in cantiere. L’impatto è che i sistemi che riducono al minimo l’uso dei materiali possono rivelarsi economici, anche se comportano una maggiore complessità del sistema.

Man mano che l’uso del legname massiccio diventa più diffuso, potrebbe diventare più conveniente. Per molti anni nel Nord America il costo delle costruzioni è stato dominato dal costo della manodopera. Le stime attuali collocano la manodopera a oltre il 50% dei costi complessivi di costruzione. Quando si considerano altri costi che contribuiscono, come le attrezzature e le condizioni generali, il costo del materiale di costruzione rappresenta una parte relativamente piccola del budget complessivo di un edificio.

Inoltre, l’inevitabile passaggio a un’economia basata sul carbonio implica che le tecnologie che apportano il contributo più basso alle emissioni di gas serra alla fine si riveleranno le più economiche. Il legno è una risorsa rinnovabile che incapsula il carbonio. Fa parte della soluzione, piuttosto che del problema. L’unica domanda è quanto tempo richiederà questo cambiamento e quanto sarà grave la crisi climatica.

Nel frattempo, opportunità e sfide attendono gli architetti e gli ingegneri che lavorano con il legno massiccio. All'inizio di questo articolo, avevo intenzione di presentare i relativi vantaggi di una mezza dozzina di modi in cui si potrebbe assemblare un pavimento in legno massiccio. Mi sono subito reso conto che ce ne sono molti, molti di più. Eccone alcuni.

1 ponte corto a trave lunga

Se esistesse un sistema “normale” per il legno massiccio, sarebbe questo. In effetti, il “primo edificio commerciale in legno in 100 anni” di Toronto, all'80 Atlantic, utilizza questa configurazione, quindi vale la pena parlarne prima.

Gary Williams, presidente dell'azienda produttrice Timber Systems, una volta mi disse: "il sistema che ha la copertura meno costosa sarà il sistema meno costoso". Ciò può sembrare controintuitivo poiché, in generale, le travi sono i componenti più costosi dei solai. Ma con il legname massiccio, le travi rappresentano la minoranza del materiale, quindi è il ponte a determinare il costo del sistema. Considerate anche il fatto che per ridurre il costo dell’impalcato è necessario ridurre la luce dell’impalcato, il che significa aggiungere travi. Ma man mano che si aggiungono le travi, la domanda su tali travi diminuisce proporzionalmente. Quindi, mentre il volume del legname utilizzato nel ponte diminuisce, la quantità di materiale nelle travi rimane più o meno la stessa.