Le “costruzioni in altezza” a struttura lignea

Le “costruzioni in altezza” a struttura lignea
La novità degli edifici multipiano realizzati con il legno strutturale
Giorgio Bignotti, Direttore Generale Rubner Holzbau Sud
La crisi e la nuova tendenza delle costruzioni in altezza
La crisi economica attuale, che continua a deprimere fortemente il mondo
dell’edilizia nel suo insieme, in alcuni casi, limitatamente a particolari
sistemi costruttivi, può avere effetti stimolanti.
È quanto sta accadendo alle costruzioni con struttura di legno classificate
come “alte”, cioè quegli edifici civili (per abitazione e uffici) con altezze
superiori a quattro piani che sempre più vanno diffondendosi nelle nostre
città. Queste tipologie, pur annoverando ad oggi un modesto numero di
realizzazioni, intravedono notevoli possibilità di sviluppo. La ragione,
almeno in parte, risiede nella necessità, in tempi di crisi, di differenziare
fortemente l’offerta, rendendola innovativa e capace di attrarre acquirenti
anche in un contesto di domanda complessivamente debole.
I sistemi costruttivi a struttura lignea per edifici di quattro o più piani fuori
terra costituiscono senza dubbio un approccio nuovo, sostenibile,
competitivo e pertanto rispondente in maniera ottimale alle esigenze degli
investitori privati che intendono porsi sul mercato con un’offerta qualificata
e differenziata.
Prospettiva fotorealistica parco del mare - Rubner Holzbau Multipiano
Caorle
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A questo si aggiunge il forte interesse che il settore pubblico, sempre più
sensibile agli aspetti energetici ed ambientali, sta dimostrando nei
confronti delle soluzioni prefabbricate a struttura lignea. L’utilizzo nei
nuovi interventi di edilizia residenziale e di social housing si va affermando
nel Paese, specie a partire dalle regioni del nord.
Il legno lamellare (glulam) ed i pannelli di legno a strati incrociati (X-lam o
CLT) sono, come materiali strutturali, i protagonisti principali di questa
recente piccola rivoluzione nel mondo delle costruzioni.
L’evoluzione nelle costruzioni di legno in Italia
Gli sviluppi delle tecnologie di lavorazione avvenute negli ultimi 50 anni
hanno determinato una notevole evoluzione nell’utilizzo legno strutturale.
La trasformazione dei segati semplici in prodotti industriali performanti ed
affidabili, ha consentito l’impiego del legno in opere d’ingegneria sempre
più importanti.
Dagli anni ‘80 in poi il lamellare è andato affermandosi nella costruzione di
strutture a grandi luci, portando il legno a competere con l’acciaio e con il
cemento armato precompresso.
Parallelamente, dopo un cinquantennio di oblio, si sono sviluppate la
carpenteria tradizionale per le coperture, e l’utilizzo del legno per le pareti
e le strutture verticali. Si sono poi diffusi gli edifici in legno con pareti
portanti prefabbricate a telaio leggero, utilizzate in genere per costruzioni
fino a tre piani destinate principalmente all’uso residenziale.
Un nuovo impulso alla costruzione di edifici integrali in legno è stato dato
alla fine degli anni ‘90 dall’introduzione sul mercato dell’X-lam o
Compensato di Tavole. Il sistema costruttivo che lo utilizza, basato
sull’assemblaggio di pareti e impalcati costituiti da pannelli massicci, ha
reso possibile concepire la struttura di legno similmente a quella delle
costruzioni a muratura portante e solai in latero-cemento.
Grazie all’analogia con i sistemi tradizionali, il nuovo sistema costruttivo,
nato nel centro nord Europa, è stato accolto con molto favore nel nostro
Paese.
Maturata la consapevolezza delle possibilità costruttive offerte dal legno, a
partire dal 2009 un interesse sempre maggiore si è rivolto verso gli edifici a
più piani: si è superato il pregiudizio sull’impiego del legno in elevazione, si
è dato valore ai i tempi di costruzione estremamente contenuti, si sono
recepite le notevoli possibilità di performance nei confronti del sisma e del
fuoco, si è scoperta l’ottima predisposizione all’isolamento termico, ma
soprattutto si sono apprezzate le eccezionali caratteristiche di sostenibilità
del materiale.
La strada verso la diffusione delle costruzioni alte a struttura lignea era
ormai aperta.
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Le limitazioni in altezza prima della modifica del DPR 380/2001
Negli ultimi anni una forte limitazione alla costruzione di edifici alti è stata
determinata dal Decreto del Presidente della Repubblica nr. 380 del 2001,
introdotto a suo tempo come TESTO UNICO nel tentativo di redigere un
compendio generale delle normative vigenti in materia di costruzioni.
La seconda parte del Decreto comprende i provvedimenti per le costruzioni in
zona sismica. Tra questi l’articolo 52 che prescrive l’obbligo di effettuare la
progettazione secondo le indicazioni contenute nelle vigenti Norme Tecniche,
ma che, al comma 2, prima della modifica, specificava che per sistemi
costruttivi diversi da quelli tradizionali (legno escluso), per edifici con quattro
o più piani, l'idoneità statica doveva essere comprovata da una dichiarazione
del Presidente del CSLLPP su conforme parere del Consiglio.
Era tuttavia evidente l’incongruenza con i criteri di progettazione delle NTC
2008 in relazione all’altezza massima delle costruzioni in zona sismica. Il Par.
7.2.2 “Caratteristiche generali delle costruzioni – Altezza massima dei nuovi
edifici” infatti riporta:
“Per le tipologie strutturali: costruzioni di legno e di muratura non armata che
non accedono alle riserve anelastiche delle strutture, ricadenti in zona 1, è
fissata una altezza massima pari a due piani dal piano di campagna, ovvero
dal ciglio della strada. Il solaio di copertura del secondo piano non può essere
calpestio di volume abitabile. Per le altre zone l’altezza massima degli edifici
deve essere opportunamente limitata, in funzione delle loro capacità
deformative e dissipative e della classificazione sismica del territorio. (…)”
La modifica all’articolo 52 era quindi assolutamente necessaria.
La modifica del DPR 380
Il 6 dicembre 2011 è entrato in vigore il DL 201/2011 (“Disposizioni urgenti
per la crescita, l’equità e il consolidamento dei conti pubblici”) contenente tra i
vari provvedimenti, anche diverse disposizioni in materia di edilizia.
Il decreto, battezzato “Salva Italia” e convertito in legge alla fine del 2011, ha
modificato quanto stabilito dal comma 2 dell’articolo 52 del DPR per gli edifici
multipiano, riformulando il testo nel seguente modo:
“Qualora vengano usati materiali o sistemi costruttivi diversi da quelli
disciplinati dalle norme tecniche in vigore, la loro idoneità deve essere
comprovata da una dichiarazione rilasciata dal Presidente del Consiglio
superiore dei lavori pubblici su conforme parere dello stesso Consiglio.”
In sostanza, non facendo più riferimento ai sistemi costruttivi tradizionali
prima elencati, la legge del 2011 considera implicitamente idonei tutti quei
materiali e sistemi costruttivi disciplinati dalle NTC del 2008.
Questa modifica ha avuto un enorme impatto sul settore delle costruzioni
multipiano di legno perché ha snellito enormemente le procedure necessarie
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all’avvio dei cantieri. Prima dell’entrata in vigore del nuovo decreto era invece
necessario per edifici in legno a quattro o più piani acquisire il parere positivo
del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici sull’idoneità del progetto.
Nel ben noto caso delle quattro torri di nove piani del cantiere di Via Cenni a
Milano, il progetto, nella sua fase definitiva, ha dovuto essere sottoposto al
vaglio del Csllpp. Dopo un iter di circa 6 mesi il progetto ha acquisito
nell’estate del 2011 il nulla osta da parte della Prima Sezione del CSLP come
previsto dall’art. 52 del DPR380/01.
Nonostante l’esito positivo, il caso di Via Cenni ha evidenziato la criticità del
sistema: l’iter sarebbe stato percorribile soltanto per una quantità limitata di
progetti. Ciò avrebbe rischiato di limitare fortemente lo sviluppo del settore
che invece oggi si trova svincolato dal rischio di essere sottoposto ad
istruttorie troppo dilatate nei tempi.
I sistemi costruttivi per gli edifici multipiano a struttura di legno
Un criterio logico per classificare i vari tipi di costruzioni di legno, è quello
di distinguere tra costruzioni di tipo massiccio e costruzioni di tipo leggero.
Queste ultime non sono solitamente le più indicate per realizzare edifici alti
per via degli importanti carichi generati dalla sovrapposizione di un certo
numero di piani. Esiste comunque la possibilità di sostituire gli esili
montanti inseriti nelle pareti a telaio leggero con altri di sezione
maggiorata per incrementare la resistenza complessiva nei confronti delle
azioni verticali agenti sulla parete.
Sono quindi principalmente i sistemi cosiddetti “massicci” quelli a maggior
vocazione per la costruzione di edifici multipiano di legno, unitamente alle
varie combinazioni dei due sistemi “massicci” principali: quello scatolare a
pannelli X-lam e quello a telaio pesante in legno lamellare (Glulam).
Il sistema costruttivo a pannelli di compensato di tavole X-lam, o CLT, è un
modello a comportamento scatolare costituito da elementi massicci piani
portanti costituiti da strati incollati di tavole o lamelle incrociate. Le
dimensioni lungo entrambi gli assi principali (che variano a seconda dei
produttori) sono di gran lunga maggiori dello spessore del pannello. Gli
elementi portanti di compensato di tavole assumono, in base alle condizioni
di carico, funzione di lastre (per le pareti) e/o di piastre (per i solai).
L’impiego ideale dei pannelli è quello a parete grazie al buon
comportamento sia nei confronti delle azioni assiali che di taglio. Risulta
invece meno favorevole l’impiego come piastra in quanto le tavole e quindi
le fibre incrociate riducono le performance dei pannelli nei confronti delle
azioni flettenti. Il vantaggio principale del sistema è la capacità di autocontroventarsi grazie al comportamento scatolare.
L’altro sistema costruttivo frequentemente utilizzato negli edifici alti in
legno è quello a telaio pesante di Glulam. Il modello è ad ossatura
portante, costituito da colonne e da travi massicce disposte a grande
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interasse. I telai devono essere controventati o resi stabili da connessioni
rigide ai nodi. Frequente è il sistema a telaio pendolare controventato da
un elemento rigido in cemento armato costituito normalmente dal corpo
scale-ascensori. Il vantaggio principale del telaio pesante risiede nella
possibilità di consentire larghe maglie dei pilastri e grandi aperture nelle
pareti. In realtà i sistemi costruttivi possono anche essere misti, ossia si
possono combinare nello stesso edificio grosse intelaiature costituite da
travi e pilastri in lamellare, con pareti leggere a traliccio aventi funzione di
tamponamento e/o di irrigidimento. Oppure si possono utilizzare pareti di
X-lam con rinforzi e solai in lamellare, ricorrendo a vari sistemi di
controventamento per portare in fondazione le azioni orizzontali.
Il futuro dell’edilizia in legno vedrà comunque sempre meno egemonie di un
solo prodotto da costruzione e sempre più spesso l’utilizzo di diversi
materiali impiegati secondo il criterio di valorizzare al meglio le specifiche
caratteristiche di ogni singolo componente.
Realizzazioni nel Centro-Nord Europa
Importanti realizzazioni di edifici alti nel nord Europa hanno dimostrato
prima che in Italia la possibilità di costruire in altezza con il legno.
Particolarmente note sono le realizzazioni a Londra di Murray Groove (nove
piani) e Bridport House (otto piani).
Edifici di notevole altezza e dimensione sono stati realizzati in Germania ed in
Svizzera dove particolarmente diffusi sono i sistemi ibridi legno-cemento.
Casa Montarina
Luogo di realizzazione:
Lugano
Destinazione: residenziale
Principali caratteristiche:
Sistema costruttivo
adottato: costruzioni
intelaiata in legno
Dimensioni dell’opera:
L’edificio misura 18,5
metri in altezza, ed ha una
pianta di 12,4 x 12,4 metri
Breve descrizione
dell’opera:
Casa Montarina è il primo
edificio in legno realizzato
in Svizzera senza un corpo
scala in calcestruzzo
armato. La struttura risulta
essere interamente in
legno.
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Murray Grove - Londra
Luogo di realizzazione:
Londra
Destinazione: mista
(terziaria e residenziale)
Principali caratteristiche:
Sistema costruttivo
adottato: compensato di
tavole (X-lam)
Dimensioni dell’opera:
9 piani; 29 appartamenti
Breve descrizione
dell’opera:
La torre è costituita da una
struttura massiccia a
pannelli di compensato di
tavole Xlam. Si tratta
dell’edificio in legno più
alto fino ad oggi realizzato
(zona non sismica).
Complesso Muhlweg
Luogo di realizzazione: Vienna
Destinazione: Social Housing
Principali caratteristiche:
Sistema costruttivo adottato: compensato di tavole (X-lam)
Dimensioni dell’opera: 4 piani
Breve descrizione dell’opera:
L’edificio risulta essere composto da un primo piano in calcestruzzo armato e i piani superiori risultano
essere interamente realizzati tramite l’utilizzo di pannelli di compensato di tavole. All’interno
dell’edificio si trovano, oltre alle unità abitative, anche zone destinate ad attività comuni quali sauna
e palestra.
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Condominio e3
Luogo di realizzazione:
Berlino
Destinazione: Residenziale
Principali caratteristiche:
Sistema costruttivo adottato:
ossatura portante in legno
lamellare
Dimensioni dell’opera: 7
piani (22 m di altezza)
Breve descrizione dell’opera:
struttura portante in legno
lamellare (montanti e
correnti); solai compositi
legno-calcestruzzo. La
struttura portante risulta
essere priva di elementi
divisori fissi: questo rende
estremamente flessibile
l’organizzazione degli spazi
abitativi.
Realizzazioni in Italia
Se le prime importanti realizzazioni di edifici alti di legno sono avvenute
nel centro nord Europa, oggi anche il nostro Paese è ben presente in questo
settore: le torri da nove piani di Via Cenni a Milano sono ormai completate al
grezzo e costituiscono un importante traguardo.
Il progetto di Via Cenni prevede uno spazio pubblico centrale costituito da
un corpo continuo di due piani fuori terra e da quattro torri residenziali di
otto piani, interamente realizzate con pannelli X-Lam, impostate sul corpo
basso. Da sottolineare come anche i vani scale-ascensori siano stati
realizzati in legno, non ricorrendo quindi a corpi in calcestruzzo armato.
Via Cenni - Milano (Housing Sociale)
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Per quanto riguarda il sistema costruttivo a telaio pesante in legno lamellare
la Rubner Holzbau di Bressanone ha recentemente concluso la costruzione
di due importanti fabbricati a Trieste e a Caorle.
Entrambi gli edifici sono di 6 piani fuori terra ed hanno un nucleo in cemento
armato resistente alle azioni orizzontali. Le strutture verticali ed i solai sono
progettati facendo riferimento al sistema costruttivo ad ossatura portante a
telaio in legno lamellare irrigidito dai corpi scale in calcestruzzo.
Operativamente gli edifici vengono costruiti seguendo il metodo del “piano su
piano”, ossia i pilastri non sono continui ma vengono interrotti ad ogni cambio
di piano. Le azioni tra un piano e l’altro vengono trasferite mediante piastre
metalliche o direttamente dagli elementi di legno.
Questa tecnologia garantisce alcuni vantaggi per quanto riguarda gli aspetti
di cantiere come ad esempio la movimentazione di pezzi di lunghezza
contenuta e la possibilità di coprire ed impermeabilizzare immediatamente i
solai appena posati proteggendo quindi il legno dalle intemperie anche in
fase di montaggio. La presenza di numerose connessioni metalliche tra gli
elementi lignei conferisce inoltre alle strutture un buon livello di duttilità e
conseguentemente fattori di struttura più alti.
Rubner Holzbau Multipiano Trieste
Luogo di realizzazione: Trieste
Destinazione: Residenziale
Principali caratteristiche:
Sistema costruttivo adottato: ossatura portante
a telaio in legno lamellare
Dimensioni dell’opera: 6 piani
Breve descrizione dell’opera: complesso
residenziale realizzato con struttura in legno e
nucleo centrale in calcestruzzo armato
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Rubner Holzbau Multipiano Caorle
Luogo di
realizzazione:
Caorle
Destinazione:
Residenziale
Principali
caratteristiche:
Sistema costruttivo
adottato: ossatura
portante a telaio in
legno lamellare
Dimensioni
dell’opera: 6 piani
Breve descrizione
dell’opera:
complesso
residenziale
realizzato con
struttura in legno e
nucleo centrale in
calcestruzzo armato
Conclusioni
Le costruzioni multipiano in legno, considerate le caratteristiche
intrinseche del materiale in termini di sostenibilità, leggerezza, resistenza,
isolamento e sicurezza in caso di sisma e di incendio, costituiranno sempre
più una soluzione vincente per le esigenze dell’edilizia residenziale e non.
I settori nazionali della ricerca, della normazione, della produzione e della
cantieristica già partecipano attivamente a quella che è una vera e propria
gara verso l’innovazione. Nel contesto generale, essenzialmente europeo,
l’Italia recita una parte molto importante. Se si considerano il notevole utilizzo
del legno strutturale nel nostro Paese (tra i maggiori d’Europa) e l’elevato
rischio sismico del nostro territorio ecco che il ruolo dell’Italia diventa
determinante nello sviluppare i più avanzati criteri di progettazione e di
cantierizzazione per queste tipologie costruttive.
In questa fase di crescita è importante che venga garantita da parte delle
imprese costruttrici un’alta qualità del costruito che non deluda le elevate
aspettative di una committenza esigente ed attenta.
Fondamentale diventa il contributo dei progettisti strutturali, spesso non
sufficientemente coinvolti nelle fasi preliminari di progettazione, nonostante
l’importanza del ruolo da essi rivestito. Un edificio multipiano in legno è
innanzitutto un’opera rilevante di ingegneria strutturale che non può essere
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affrontato con gli strumenti utilizzati nella progettazione della tradizionale
edilizia residenziale di legno.
Un supporto importante deve venire anche dall’aggiornamento continuo della
normativa nazionale. Se le revisioni in atto saranno, come auspicabile,
sempre più in armonia con gli Eurocodici di riferimento e se in alcuni casi
(simica) saranno anche di supporto agli Eurocodici stessi, allora il settore
delle costruzioni di legno in Italia non potrà che beneficiarne e competere a
tutto campo con quelli omologhi dei paesi europei più avanzati.
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