Solai in legno nell'edilizia storica: tipologie, orditure e caratteristiche costruttive

I solai in legno rappresentano il sistema di orizzontamento più diffuso dell'edilizia storica italiana e testimoniano l'evoluzione delle tecniche costruttive sviluppate nei diversi contesti territoriali. L'articolo analizza le principali tipologie, dalle orditure semplici ai sistemi più complessi, illustrandone caratteristiche costruttive, varianti regionali, componenti strutturali e principali criticità. Un approfondimento utile per progettisti, restauratori e tecnici impegnati nella conoscenza e conservazione del patrimonio costruito.

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Il ruolo del legno nelle strutture orizzontali dell'edilizia storica

Prima della rivoluzione industriale, che rese disponibili su larga scala dapprima gli elementi strutturali in ghisa e successivamente i profilati in acciaio, il legno rappresentava il principale materiale impiegato per la realizzazione delle strutture inflesse, come architravi, coperture e solai. Insieme alle volte in pietra o in laterizio, i solai lignei costituiscono infatti i principali sistemi di orizzontamento utilizzati nell’edilizia storica fin dall’antichità.

Le proprietà fisiche e meccaniche del legno nelle strutture storiche

Il legno è un materiale anisotropo: le sue caratteristiche fisiche e meccaniche variano sensibilmente in funzione della direzione considerata. Negli elementi strutturali in legno utilizzati in architettura, la direzione più importante è quella parallela alle fibre, nella quale il materiale presenta le migliori prestazioni.

In questa direzione, il legno possiede numerosi vantaggi: offre un’elevata resistenza a trazione, flessione e compressione, è leggero, facilmente reperibile in molte aree del territorio italiano e quindi economicamente conveniente. Inoltre, può essere lavorato con strumenti artigianali relativamente semplici e presenta un ottimo comportamento in caso di sisma grazie alla sua elasticità.

Un ulteriore vantaggio dei sistemi strutturali lignei è la possibilità di sostituire singoli elementi ammalorati senza dover necessariamente intervenire sull’intera struttura. Se correttamente lavorato, stagionato e messo in opera, il legno può inoltre garantire una durata di molti secoli, come dimostrano numerosi solai storici ancora conservati.

Le “regole dell’arte” per la scelta delle travi in legno

La realizzazione di un solaio ligneo resistente e duraturo richiede tuttavia un’attenta selezione del materiale. I tronchi destinati alla produzione delle travi devono essere il più possibile rettilinei e privi di difetti quali deviazioni delle fibre, nodi o cipollature. Queste imperfezioni costituiscono infatti punti di debolezza nei quali possono concentrarsi le sollecitazioni, aumentando il rischio di rottura dell’elemento strutturale.

Nell’edilizia più povera e minuta, però, tali criteri non sempre venivano rispettati: sono infatti numerosi i solai storici caratterizzati da travi ricavate da tronchi irregolari, con sezioni variabili, curvature accentuate o difetti evidenti.

Prima della posa in opera era inoltre fondamentale garantire una corretta stagionatura del legno, così da limitare la formazione di fessure da ritiro eccessivamente ampie, che avrebbero potuto ridurre la sezione resistente della trave.

Particolare attenzione doveva essere rivolta alle testate delle travi inserite nelle murature, evitando il contatto diretto con l’umidità proveniente dalle pareti.

Carie del legno e fluage nei solai in legno storici

Queste zone rappresentano infatti condizioni favorevoli allo sviluppo della carie bianca e della carie bruna del legno, detta anche degrado “a cubetti”, una delle forme di alterazione più pericolose per la stabilità dei solai in legno.

Un’altra criticità delle strutture lignee è rappresentata dal fluage, ovvero dalla deformazione viscosa del materiale sottoposto a carichi prolungati nel tempo. Il fenomeno riguarda soprattutto travi troppo snelle sollecitate a flessione per periodi molto lunghi, anche nell’arco di diversi secoli.

Generalmente il fluage non compromette la stabilità del solaio, ma può determinare deformazioni tali da danneggiare le pavimentazioni sovrastanti. Particolarmente vulnerabili sono i pavimenti in piastrelle di maiolica e quelli monolitici, come i terrazzi alla veneziana e i pastelloni, che possono lesionarsi in corrispondenza della mezzeria perpendicolarmente all’orditura principale del solaio. Proprio per limitare questo problema furono sviluppate specifiche soluzioni costruttive.

Come è fatto un solaio in legno: struttura e componenti principali

Dal punto di vista costruttivo, tutti i solai in legno presentano alcuni elementi fondamentali comuni: un’orditura principale costituita da travi o travicelli, un’eventuale orditura secondaria e un impalcato, cioè la parte strutturale destinata a sostenere il piano di calpestio.

Accanto agli elementi principali esistono numerosi componenti accessori, con funzioni strutturali, funzionali o decorative. Mensole, regoli, cornici e altri elementi lignei contribuiscono infatti non solo al miglioramento delle prestazioni del solaio, ma anche alla definizione estetica degli ambienti, soprattutto nei sistemi progettati per rimanere a vista.

Classificazione tipologica dei solai

I solai in legno dell’edilizia storica italiana possono essere classificati secondo diversi criteri:

• il materiale costitutivo, distinguendo tra solai completamente lignei e sistemi misti in legno e laterizio;
• il sistema strutturale, che può basarsi su semplici travi appoggiate o incastrate, oppure sull’integrazione tra travi, archi e voltine;
• il numero di orditure, con solai a orditura semplice, doppia o, più raramente, tripla;
• le varianti regionali, legate alle tradizioni costruttive locali;
• il valore estetico e decorativo, che comprende sia soluzioni estremamente semplici, formate da tronchi appena lavorati e spesso nascoste da controsoffitti in canniccio intonacato, sia strutture medievali e rinascimentali riccamente decorate con pitture, intagli e applicazioni metalliche.

I solai a orditura semplice

Il solaio in legno a orditura semplice rappresenta il modello costruttivo più elementare tra i sistemi di orizzontamento lignei tradizionali. È costituito da un’unica serie di travicelli, generalmente disposti parallelamente al lato più corto dell’ambiente, sui quali viene fissato un impalcato formato da tavoloni lignei orientati in direzione perpendicolare rispetto ai travetti.

Si tratta di una soluzione strutturale adatta soprattutto a luci ridotte, generalmente non superiori ai quattro metri. Per questo motivo i solai a orditura semplice sono particolarmente frequenti nell’edilizia storica minore, soprattutto negli edifici rurali, come quelli del Campidano, oppure in ambienti stretti e allungati quali androni, loggiati, portici e corridoi.

Un esempio significativo è rappresentato dal solaio visibile in un portico di Bologna (Foto 6 e 7), progettato per rimanere a vista. La struttura è composta da una serie di travetti squadrati mediante sega manuale e da un impalcato di tavoloni lignei, arricchiti da una semplice decorazione monocroma con motivi a bugna diamantata fortemente stilizzati. La presenza di una voltina in muratura decorata permette inoltre di individuare la posizione del camino dell’ambiente soprastante.

Varianti del solaio a orditura semplice

Tra le principali varianti regionali dei solai a orditura semplice si trova il solaio alla veneziana, caratterizzato dall’impiego di vere e proprie travi disposte con un interasse particolarmente ridotto, generalmente compreso tra 70 e 120 cm, sulle quali viene impostato l’impalcato ligneo.

Questa soluzione, volutamente rigida e spesso sovradimensionata rispetto ai carichi effettivamente sostenuti, nasceva dall’esigenza di limitare le deformazioni elastiche del solaio e garantire la conservazione dei pavimenti monolitici in terrazzo o pastellone. Tali pavimentazioni, infatti, risultano particolarmente sensibili alle deformazioni della struttura sottostante e tendono a lesionarsi in presenza di eccessivi cedimenti o flessioni.

Un’altra soluzione costruttiva, oggi residuale ma ancora documentata nell’edilizia tradizionale di alcune aree della Sardegna, riguarda alcuni solai lignei destinati agli ambienti di servizio. In questi casi l’orditura strutturale è composta da travi o travicelli in legno, mentre l’impalcato consiste di uno spesso strato di canne di palude sul quale viene realizzato un battuto monolitico di terra cruda battuta e costipata.

Una variante più tarda è rappresentata dal solaio a voltine, diffuso soprattutto nell’Ottocento. In questo caso l’orditura principale è formata da travetti lignei a sezione generalmente quadrata, con lato compreso tra 8 e 10 cm, sui quali vengono impostate piccole voltine ribassate realizzate con mattoni in foglio e legate con malta di gesso oppure con miscele di gesso e calce.

I solai in legno a orditura doppia

Tra i sistemi di orizzontamento ligneo dell’edilizia storica italiana, i solai a orditura doppia sono certamente i più diffusi.

La loro struttura prevede una prima orditura principale costituita da una o più travi maestre, generalmente disposte parallelamente al lato minore dell’ambiente, sulle quali poggia una seconda orditura di travicelli.
L’interasse delle travi principali varia normalmente tra 1,5 e 2,5 metri, mentre forma, sezione e distanza dei travetti secondari dipendono dalle caratteristiche dell’impalcato e dalla tecnica costruttiva adottata.

Nei solai completamente lignei, con impalcato formato da tavoloni, i travetti presentano generalmente un interasse compreso tra 50 e 70 cm e una sezione leggermente maggiore rispetto ad altre soluzioni. Nei cosiddetti solai alla toscana, invece, la distanza tra gli elementi dell’orditura secondaria è determinata dalla lunghezza delle mezzane utilizzate per la formazione dell’impalcato.

La luce dei solai a orditura doppia può variare sensibilmente: dagli esemplari più semplici dell’edilizia minuta, con campate intorno ai cinque metri, fino ai grandi ambienti dei palazzi gentilizi, dove possono raggiungere dimensioni comprese tra otto e dieci metri.

Anche l’aspetto delle travi principali varia in funzione del contesto architettonico. Negli edifici più modesti vengono spesso impiegati tronchi appena sbozzati, caratterizzati da sezioni irregolari e forme ovali o arrotondate. Nei solai destinati invece a rimanere visibili, le travi vengono generalmente lavorate con sezioni rettangolari regolari, spesso valorizzate da elementi decorativi.

Varianti regionali del solaio a orditura doppia

I solai lignei a orditura doppia presentano numerose varianti legate sia alle tradizioni costruttive locali sia all’impiego di sistemi strutturali differenti. Tra le principali soluzioni regionali si distinguono il solaio alla toscana e il solaio napoletano.

Il solaio alla toscana, particolarmente diffuso in Toscana e Umbria, si caratterizza per la presenza dello scempiato, cioè un impalcato formato da mezzane in laterizio fissate ai travetti mediante malta di gesso o calce.

Le mezzane sono elementi laterizi appositamente realizzati per la costruzione degli impalcati di solai e coperture oppure per pavimentazioni ad ammattonato. Pur avendo dimensioni planimetriche simili ai mattoni comuni, presentano uno spessore sensibilmente ridotto. La loro lunghezza determina generalmente anche il passo dell’orditura secondaria, con un interasse dei travetti intorno ai 30 cm.

In molti casi l’estradosso delle travi principali si trova a una quota inferiore rispetto all’intradosso dell’orditura secondaria, rendendo necessaria la realizzazione di piccoli muretti o rinzeppature in laterizio per regolarizzare il piano di posa.

Il solaio napoletano, diffuso soprattutto in Campania, si distingue invece per l’impiego dei cosiddetti panconcelli, elementi lignei di modesto spessore ricavati dagli scarti della segagione longitudinale dei tronchi. Essi corrispondono alla porzione più esterna del legno, prossima alla corteccia, caratterizzata da una faccia convessa e una piana.

La superficie piana costituisce l’intradosso dell’impalcato, mentre quella convessa rimane nascosta nello strato di allettamento del pavimento.

Varianti strutturali del solaio a orditura doppia

I solai a orditura doppia comprendono anche alcune soluzioni strutturali caratterizzate dall’impiego di sistemi alternativi alle tradizionali travi lignee.

Tra queste rientra il solaio ad arconi, diffuso soprattutto negli ambienti di maggiori dimensioni dell’edilizia storica minore. In questa tipologia, le travi principali vengono sostituite oppure affiancate da grandi arconi a sesto ribassato realizzati in mattoni o pietrame. Su questi elementi curvilinei vengono impostati piccoli muretti che sostengono l’orditura secondaria dei travetti.

Si tratta quindi di un sistema di orizzontamento misto, sia dal punto di vista dei materiali impiegati sia per quanto riguarda il comportamento strutturale, poiché combina elementi lignei e murari per superare luci maggiori rispetto ai solai tradizionali.

Un modello particolarmente significativo nell’ambito dei solai storici in legno è rappresentato dalle strutture sviluppate nell’edilizia rinascimentale di Ferrara e dei territori estensi. Questi sistemi furono progettati per grandi ambienti conventuali, sale di rappresentanza e spazi monumentali, nei quali era necessario raggiungere luci eccezionali, spesso superiori ai dieci metri.

L’elemento caratterizzante di questi solai è costituito dalle travi principali composte, formate dall’assemblaggio di più elementi di legno massiccio sagomati e collegati mediante sistemi di giunzione tradizionali, come staffature metalliche e grandi chiodi in ferro ribattuti all’intradosso.

Le travi composte si riconoscono per alcune caratteristiche ricorrenti: la presenza evidente delle giunzioni tra i diversi elementi lignei, la leggera curvatura dell’intradosso e una sezione rettangolare particolarmente alta e snella, studiata per migliorare il comportamento statico della trave e consentire il superamento di grandi luci.

L’orditura secondaria e l’impalcato mantengono invece caratteristiche simili a quelle dei solai lignei tradizionali, anche se in alcuni casi sono presenti soluzioni particolari. Nella loggia di Casa Romei a Ferrara, ad esempio, il tavolato dell’impalcato presenta una disposizione diagonale a 45°, una scelta costruttiva e decorativa di particolare interesse.

I solai a orditura tripla

I solai a orditura tripla rappresentano una soluzione più rara rispetto ai sistemi a orditura semplice e doppia.

Un esempio particolarmente significativo è conservato nella Torre Ghirlandina di Modena, dove questa tecnica costruttiva deriva probabilmente dalla geometria delle coperture a padiglione utilizzate nelle torri quadrate e nei campanili, adattata però alla configurazione piana di un solaio.

L’orditura principale è costituita da tre travi maestre (di cui quella centrale con funzione di rompitratta), sulla quale si impostano sei ulteriori travi appartenenti all’orditura secondaria. Quattro di queste, collocate in corrispondenza degli angoli dell’ambiente, sono disposte diagonalmente a 45°, mentre le altre due risultano ortogonali alle murature principali.

L’orditura secondaria comprende inoltre alcuni elementi assimilabili ai cantonali delle coperture, collegati alle travi oblique probabilmente mediante chiodature tradizionali. Su questo sistema viene impostata l’orditura terziaria o minuta, costituita da travetti disposti secondo uno schema concentrico, con lunghezza progressivamente decrescente dalle pareti verso il centro dell’ambiente.

L’impalcato è invece costituito da un tradizionale tavolato strutturale. Dal punto di vista costruttivo questa soluzione evidenzia un notevole livello di ingegnosità, ma presenta anche una criticità: la concentrazione di un carico rilevante nel punto centrale della trave maestra principale.

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FAQ - Solai in legno storici: le domande più frequenti su tipologie, degrado e conservazione

Quali sono i principali tipi di solai in legno utilizzati nell’edilizia storica?

I solai in legno dell’edilizia storica italiana possono essere classificati principalmente in base al numero di orditure strutturali. Le tipologie più diffuse sono i solai a orditura semplice, formati da una sola serie di travetti, i solai a orditura doppia, costituiti da travi principali e travetti secondari, e i più rari solai a orditura tripla, caratterizzati da una carpenteria più complessa.

Perché il legno è stato utilizzato così frequentemente per la costruzione dei solai storici?

Prima della diffusione dei materiali industriali come ghisa e acciaio, il legno era il principale materiale disponibile per realizzare strutture inflesse come solai, coperture e architravi. Le sue caratteristiche di leggerezza, resistenza meccanica, elasticità e facilità di lavorazione lo hanno reso particolarmente adatto all’impiego nell’edilizia tradizionale.

Quali sono i principali vantaggi strutturali del legno nelle costruzioni storiche?

Il legno presenta un’elevata resistenza a trazione, flessione e compressione lungo la direzione delle fibre. È inoltre un materiale leggero, facilmente lavorabile, adattabile alle diverse tradizioni costruttive locali e dotato di un buon comportamento nei confronti delle azioni sismiche grazie alla sua elasticità.

Quali sono i principali problemi di degrado dei solai in legno antichi?

Le principali criticità dei solai lignei storici sono legate all’umidità, soprattutto nelle zone di appoggio delle travi all’interno delle murature. Queste condizioni possono favorire lo sviluppo di fenomeni di marcescenza, come la carie bianca e la carie bruna del legno. Un altro fenomeno frequente è il fluage, cioè la deformazione viscosa delle travi sottoposte a carichi prolungati nel tempo.

Che cos’è un solaio a orditura semplice?

Il solaio a orditura semplice è la soluzione costruttiva più elementare tra i sistemi lignei tradizionali. È composto da una sola serie di travetti disposti generalmente parallelamente al lato minore dell’ambiente, sui quali viene fissato un impalcato formato da tavoloni lignei. È una soluzione adatta soprattutto ad ambienti di dimensioni contenute.

Che cos’è un solaio a orditura doppia?

Il solaio a orditura doppia è il sistema più diffuso nell’edilizia storica italiana. È formato da una prima orditura principale di travi maestre, sulle quali poggia una seconda orditura di travicelli. Questa configurazione permette di coprire luci maggiori rispetto ai solai a orditura semplice ed è stata utilizzata frequentemente nei palazzi storici e negli edifici di maggiore importanza.

Che cos’è il solaio alla toscana?

Il solaio alla toscana è una variante regionale dei solai lignei a orditura doppia, particolarmente diffusa in Toscana e Umbria. La sua caratteristica principale è l’impiego dello scempiato, cioè un impalcato costituito da mezzane in laterizio fissate ai travetti con malta di gesso o calce.

Che cos’è il solaio alla napoletana?

Il solaio alla napoletana è una tipologia tradizionale diffusa nell’edilizia storica campana. La sua caratteristica principale è l’utilizzo dei panconcelli, elementi lignei di piccolo spessore ricavati dalla segagione longitudinale dei tronchi, con una faccia piana e una convessa. Questi elementi venivano utilizzati per formare l’impalcato del solaio e costituivano una soluzione strettamente legata alle tecniche costruttive locali.

Cosa sono le travi composte dei solai rinascimentali ferraresi?

Le travi composte sono elementi strutturali costituiti dall’assemblaggio di più pezzi di legno massiccio collegati mediante sistemi tradizionali, come staffe metalliche e chiodature. Questa soluzione, particolarmente sviluppata nell’edilizia rinascimentale di Ferrara e dei domini estensi, consentiva di superare luci molto elevate, anche superiori ai dieci metri.

Qual è la differenza tra un solaio completamente ligneo e un solaio misto?

Un solaio completamente ligneo utilizza esclusivamente elementi in legno per travi, travetti e impalcato. Nei solai misti, invece, il legno viene combinato con altri materiali, soprattutto laterizio o muratura, come nel caso dei solai con voltine o con elementi in laterizio tra i travetti.

Quali elementi completano un solaio storico in legno?

Oltre alle travi e all’impalcato, molti solai storici comprendono elementi accessori con funzioni strutturali o decorative, come mensole, saettoni, regoli per convento, bussole, cornici e fodere lignee. Nei solai destinati a rimanere a vista questi elementi contribuiscono anche alla qualità estetica degli ambienti.

Perché i solai in legno storici sono importanti per la conservazione del patrimonio edilizio?

I solai lignei rappresentano una componente fondamentale dell’architettura storica italiana perché testimoniano tecniche costruttive locali, capacità artigianali e adattamenti alle risorse disponibili nei diversi territori. La loro conservazione permette di mantenere non solo la funzionalità strutturale degli edifici, ma anche il valore storico e culturale delle costruzioni tradizionali.