Carpenteria in legno: tecniche costruttive, innovazioni e criteri progettuali

Sempre più spesso si sente parlare di case multipiano e di grattacieli realizzati con il legno come elemento strutturale portante, ma affinché l’elemento ligneo lavori in maniera idonea, occorre prestare attenzione alla scelta delle connessioni metalliche.

Come spiegato dall'Ing. Fabrizio Faes, Responsabile del settore Carpenteria legno di Würth, in fase progettuale è assolutamente importante dimensionare il legno e tenere in considerazione i carichi statici e sismici.

Per questo un ruolo importante è svolto dai collegamenti a terra della struttura con le varie connessioni di elementi in acciaio o di piastre e ovviamente l’utilizzo di viti, che banalmente potrebbero sembrare piccole e superflue ma che invece hanno una grande importanza nella gestione e nel comportamento dell’edificio.

Ecco perché.

 

I vantaggi del costruire in legno, tra efficienza energetica e sostenibilità 

Ing. Faes, cosa intendiamo per carpenteria in legno?

«Per carpenteria in legno intendiamo qualsiasi tipo di lavorazione inerente gli elementi strutturali lignei, dalla palazzina multipiano a un ponte o una grande struttura, incluso l’utilizzo delle connessioni metalliche. L’elemento ligneo ha un proprio comportamento e per far sì che lavori in maniera idonea e sia correttamente collegato con i vari elementi, le connessioni metalliche svolgono un ruolo fondamentale proprio ai fini della dissipazione dell’energia, si tratta di elementi piccoli e talvolta nascosti, ma decisivi». 

L’attenzione per la costruzione di edifici in legno, ha avuto una notevole crescita negli ultimi anni. Perché costruire con questo materiale? Quali i vantaggi e i benefici? 

«Il mercato dell’edilizia in legno ha registrato una crescita costante negli ultimi anni, secondo gli ultimi dati pubblicati da FederlegnoArredo, nel 2019 valeva 1,35 miliardi di euro e nello specifico, parlando di edifici in legno, si superano i 740 milioni di euro. Ciò è riconducibile ai vantaggi legati a questo tipo di costruzioni. Uno sicuramente è dovuto alla riduzione dei consumi energetici dell’abitazione perché partendo da una struttura in legno si possono raggiungere più facilmente alti standard energetici. Poi vi è il rispetto dei principi della sostenibilità, un tema estremamente attuale che inciderà in maniera profonda anche sul mercato delle costruzioni in legno. Un altro aspetto è la competitività dei costi di costruzione, infatti realizzare un edificio in legno vuol dire dedicarsi alla prefabbricazione che viene fatta in stabilimento e ciò comporta un minor tempo passato in cantiere, che incide in maniera positiva sul contenimento dei costi. Infine vi è la prestazione sismica. Tendenzialmente è legata al peso contenuto delle strutture e di conseguenza il comportamento rispetto alle azioni orizzontali è un assoluto vantaggio, sia per quanto riguarda le sopraelevazioni sia per le strutture di edifici e palazzine di nuova realizzazione».

 

Carpenteria in legno: tecniche costruttive, innovazioni e criteri progettuali

 

Sempre più spesso si sente parlare di case in legno multipiano e di grattacieli realizzati con questo materiale. Il legno ha tutte le carte in regola per poter essere utilizzato quale elemento strutturale portante anche di edifici di grosse dimensioni? 

«Sì, certo, la tecnologia di oggi e la conoscenza del comportamento degli elementi lignei, permettono di raggiungere prestazioni sempre più importanti. In Italia e in diversi Stati europei, così come in altre Nazioni del mondo, assistiamo a vere e proprie competizioni tra costruttori e progettisti per guadagnare il record di edificio più alto del mondo. Un aspetto fondamentale è l’interazione tra gli elementi in legno giuntati con i collegamenti metallici, così da creare un’unione e scaricare forze statiche e sismiche. La scelta della struttura dell’edificio, il comportamento fisico del materiale legno e il peso ridotto, permettono di poter raggiungere edifici con un’altezza sempre maggiore». 

 

Carpenteria in legno: le principali tecniche costruttive 

Quali sono le principali tecniche costruttive e quali innovazioni sul fronte della carpenteria in legno?

«Negli ultimi anni abbiamo visto una grande crescita della produzione e utilizzo di pannelli in legno a strati incrociati, il cosiddetto CLT (Cross Laminated Timber) rispetto al più tradizione sistema di costruzione a telaio, Plateform Frame e, anche se in percentuale minore, il sistema Block Bau, mediante la semplice sovrapposizione di elementi massicci in legno. Progettisti, costruttori e clienti hanno in mano tutti gli elementi per poter scegliere e analizzare i benefici di ciascuna di queste tecnologie e prendere decisioni in base alle necessità. Sicuramente l’uso del CLT per strutture multipiano ha innegabili vantaggi e sta diventando realtà sia per l’edilizia abitativa sia per il terziario e quindi sarà sicuramente il tema caldo che coinvolgerà tutti gli attori di questo settore. Non dimentichiamo che gli edifici tradizionali anche con dimensioni più contenute e meno piani, rimarranno una forza trainante».

Di quali accorgimenti bisogna tener conto in fase progettuale e realizzativa?

«In fase progettuale è assolutamente importante dimensionare il legno e tenere in considerazione i carichi statici e sismici, per questo un ruolo importante è svolto dai collegamenti a terra della struttura con le varie connessioni di elementi in acciaio o di piastre e ovviamente l’utilizzo di viti, elementi che banalmente potrebbero sembrare piccoli e superflui ma che invece hanno una grande importanza nella gestione e nel comportamento dell’edificio. Il loro compito è infatti quello di unire gli elementi in legno e dissipare l’energia, proprio grazie alle caratteristiche degli speciali acciai con cui sono fatti». 

 

Le soluzioni del Gruppo Würth per la carpenteria in legno 

Il Gruppo Würth è leader mondiale nella distribuzione di prodotti e sistemi per il fissaggio ed il montaggio, tra questi, un’ampia gamma è dedicata alla carpenteria in legno. Nel dettaglio quali soluzioni e servizi offrite?

«La carpenteria di legno di Würth offre una grande varietà di possibili soluzioni pensate per il cantiere e con un’enorme attenzione alle normative tecniche che regolano i requisiti di prodotto e di progettazione. La gamma è molto ampia, si va dalle viterie, agli hold down, ai tasselli, agli schermi e membrane traspiranti, dando così al cliente la possibilità di essere il partner ideale per la costruzione completa di una casa in legno, dalla progettazione fino alla realizzazione in cantiere. L’obiettivo di Würth è quello di essere riconosciuta come azienda specializzata e leader nei sistemi di fissaggio, impermeabilizzazione delle strutture e in tutti quei componenti dell’involucro esterno come un cappotto e fori finestra, che vanno a completare l’edificio».

Si tratta di prodotti testati? Che tipo di procedure di controllo e qualità svolgete?

«Il prodotto viene pensato, ideato e sviluppato da un team di esperti che si interfaccia costantemente con le esigenze del mercato, un’attività utile anche per capirne trend ed evoluzioni, così da anticipare e tracciare soluzioni innovative e pratiche. In questo senso, i principali attori dello sviluppo delle nuove soluzioni, sono proprio gli utenti finali, gli installatori, i costruttori e i tecnici progettisti che cercano strumenti idonei per la costruzione di una struttura in legno. Inoltre abbiamo in essere diverse collaborazioni con Università, Centri di Ricerca e Istituti per prove di laboratorio e portiamo avanti un costante processo di controllo del prodotto finale presso gli stabilimenti produttivi. Le verifiche sono condotte anche dal nostro reparto di controllo qualità presso la sede di Egna, che testa costantemente i prodotti che abbiamo nel magazzino. Ogni soluzione è completa di certificati per la vendita e la commercializzazione, oltre all’informativa di prodotto e alle schede tecniche di valutazione di prestazione. Ovviamente ciò permette di concretizzare il lavoro in cantiere tenendo traccia di tutte le prestazioni dei componenti e realizzare così un’installazione a regola d’arte». 

 

I software di calcolo per il dimensionamento delle costruzioni in legno

L’azienda supporta ingegneri e progettisti fornendo anche software di dimensionamento per le costruzioni in legno, quali funzionalità racchiudono? E perché sono utili?

«A differenza di parecchi anni fa, il progettista oggi ricopre un ruolo molto definito e integrato nel processo di realizzazione di una costruzione in legno, sia a livello strutturale sia energetico. Per questo motivo Würth vuole affiancare il tecnico nella fase di progettazione e di verifica dei calcoli fino ad arrivare in cantiere a fianco del costruttore che realizzerà l’opera. A questo riguardo abbiamo investito molto per sviluppare strumenti digitali per il calcolo delle connessioni in legno, sicuramente la parte dedicata ai mezzi di unione in acciaio, quindi la gamma delle viti Assy, è stato l’obiettivo primario di questi investimenti proprio perché le connessioni metalliche svolgono l’importantissimo ruolo di dissipare correttamente le azioni sollecitanti e quindi mantenere la struttura lignea integra senza alcun danneggiamento. Per questi motivi entro maggio verrà lanciato un nuovo software di calcolo dedicato alle connessioni in legno con le viti Assy».

 

Le soluzioni del Gruppo Würth per la carpenteria in legno

 

Cosa prevede il nuovo software dedicato alle connessioni in legno?

«Si tratta di un ampio pacchetto di calcolo con 13 moduli dedicati alle principali connessioni di una struttura in legno per svolgere le verifiche a trazione, a taglio e a flessione del collegamento grazie alla possibilità di personalizzare geometrie, carichi e materiali utilizzati. L’utente potrà accedere a un database in cui selezionare gli elementi che effettivamente utilizzerà in cantiere, quindi parliamo di legno massiccio, lamellare, LVL, micro lamellare di faggio e pannelli OSB. Oltre alla parte in legno, il professionista potrà inserire una piastra in acciaio in modo da differenziare connessioni legno-legno oppure legno-acciaio. In questo software per la verifica della connessione, l’utente potrà scegliere tra la posa delle viti ortogonali oppure inclinate, eventualmente con anche l’utilizzo delle rondelle inclinate per la connessione su acciaio oppure su legno».

Può farci qualche esempio sui moduli di calcolo?

«Per esempio le connessioni con viti tutto filetto incrociate, con viti a taglio, carichi appesi come un soppalco, rinforzo di travi soggette a carichi elevati, posa e fissaggio di uno strato continuo di isolante su tetti e pareti. Questo è molto richiesto per accedere agli incentivi fiscali del Bonus 110%, perché ovviamente la parte di isolamento del tetto e delle pareti rientra nelle detrazioni e poterlo calcolare in maniera continua, eliminando tutti i ponti termici, è un vantaggio per il committente finale. L’altro modulo molto attuale, sia per edifici nuovi sia da ristrutturare, sono i solai composti in legno-calcestruzzo, quindi con il rinforzo tramite il getto di una soletta in calcestruzzo e l’unione dei due elementi con i connettori a viti tutto filetto Assy Plus VG. Il software permette di salvare una relazione di calcolo secondo le norme aggiornate alle NTC 2018 e alla valutazione tecnica europea del prodotto utilizzato. Inoltre sarà possibile scaricare i disegni di tali connessioni in formato elettronico». 

 

La gamma delle viti da legno ASSY

 

Viti strutturali per il legno: la scelta del corretto sistema di fissaggio

Würth dispone di un ampio assortimento di viti strutturali per il legno, quali sono i criteri che dovrebbero guidare il professionista nella scelta del corretto strumento di fissaggio? 

«La gamma delle viti da legno ASSY è molto ampia, parliamo di oltre 1200 codici articolo che corrispondono al numero totale di viti che si differenziano per il diametro e la lunghezza, tipo di testa, di filetto o di punta. Per cui, in base all’applicazione che l’utente deve realizzare, è disponibile la soluzione migliore per diversi tipi di nodo che siano interni o esterni, quindi a ogni fissaggio è possibile associare la vite che più si adatta a quel tipo di connessione. La corretta scelta del sistema di fissaggio deve fare riferimento anche al tipo di legno, alla posizione, alla distanza dai bordi, ai carichi e all’ambiente finale. Per scegliere il tipo di vite corretta Würth dispone di cataloghi, manuali e software di calcolo».

 

Assy 4, la nuova vite per legno di Würth

 

Assy 4: la nuova vite per legno di Würth 

Assy 4 è la nuova vite per legno tecnicamente più avanzata in casa Würth: quali migliorie sono state apportate rispetto ai modelli precedenti?

«La nuova vite Assy 4, arriva dopo oltre dieci anni dalla versione precedente ed è assolutamente un’importante novità nel mercato delle viti da legno moderne. È stata pensata una nuova geometria della vite per massimizzare prestazioni e installazione e nello specifico aumentare la velocità di penetrazione della vite all’interno dell’elemento. Sicuramente, una peculiarità che salta subito all’occhio, riguarda la tradizionale elica alesatrice che normalmente si trova alla fine del filetto e che nella nuova generazione Assy 4 è stata eliminata e sostituta da una nuova geometria e da un nuovo posizionamento con una sorta di controfiletto presente nella parte finale della filettatura. Viene chiamata proprio elica alesatrice integrata nel filetto con delle caratteristiche calotte alesatrici: la particolare contro-filettatura permette una penetrazione della vite che evita di tagliare e rompere le fibre di legno, mantenendole integre e creando uno spazio per l’inserimento più veloce e con meno sforzo, quindi senza danneggiare l’elemento in legno. Il vantaggio è una facilità di penetrazione e anche una maggiore resistenza finale della connessione. Ulteriori dettagli sono dedicati alla nuova punta e al nuovo inserto brevettato RW, un’evoluzione di quello precedente che permette di aumentare la superficie a contatto tra inserto e vite. Proprio per questo non parliamo più solo di vite ma, ma di un sistema vite e inserto, inteso come un insieme unico che ne ottimizza la prestazione».

 


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Più potenza e precisione: guarda da vicino la nuova vite per legno di Würth