Pres-Lam: legno lamellare precompresso

Da una ricerca sviluppata fin dal 2004 presso l’Università di Canterbury in Nuova Zelanda e ispirata alla tecnologia che sta alla base del cemento armato precompresso, nasce il sistema costruttivo Pres-Lam (legno lamellare precompresso). Esso si propone come una soluzione che permette di realizzare edifici multipiano con grandi luci e open space dalle prestazioni strutturali e antisismiche analoghe, se non superiori, a quelle di edifici in cemento armato o acciaio. Un’estesa campagna di prove sperimentali su otto sistemi, affiancata da analisi numeriche sia di dettaglio sia di comportamento globale, ha permesso di confermare l’elevata performance sismica del sistema. Una soluzione che apre nuove prospettive per l’edilizia in legno multipiano consentendo di ridurre l’impatto della costruzione grazie alle intrinseche caratteristiche di sostenibilità del materiale.

Il concetto cardine della tecnologia del Pres-Lam è la possibilità di connettere elementi strutturali prefabbricati in legno lamellare (Glulam, LVL o Crosslam/CLT) tramite tecniche di precompressione, o meglio di post tensione effettuata in opera, tipiche del cemento armato sia in soluzioni a telaio sia in sistemi a setti o combinazione telai-setti.
L’utilizzo della post-tensione, con una semplice operazione di tesatura, garantisce connessioni a momento nelle regioni critiche, ovvero all’attacco trave-pilastro, pilastro-fondazione o setto-fondazione. Le barre o cavi di post-tensione sono lasciati non aderenti (scorrevoli), così da agire da richiamo elastico, o come molle, per l’intero sistema in caso di evento sismico. I cavi sono coadiuvati da elementi dissipativi – per esempio costituiti da semplici barre di acciaio ordinario, inserite internamente e iniettate con resina epossidica o connesse esternamente per semplificare il montaggio e smontaggio – che agiscono come ammortizzatori durante l’azione sismica e come armatura lenta che assicura ulteriore rigidezza e resistenza al sistema.
La possibilità di combinare, in fase di progettazione, la quantità relativa di cavi di post-tensione e armatura lenta, consente di ottenere una soluzione “ibrida”, ricentrante e dissipativa, particolarmente efficace da un punto di vista strutturale e sismico, con caratteristiche di velocità di montaggio e controllo di qualità tipiche di una struttura in calcestruzzo armato prefabbricata in stabilimento. Il peso ridotto del legno (circa un quarto o un quinto di quello del calcestruzzo armato) permette, inoltre, di sollevare e assemblare in sito velocemente grandi porzioni di edificio già prefabbricate senza problemi di tolleranze, nonché di ridurre in modo significativo i carichi su fondazioni, con evidente risparmio in termini di costi e di tempi di realizzazione.
Un ulteriore e chiaro vantaggio derivante dall’utilizzo della precompressione, così come per il cemento armato, è dato dalla possibilità di raggiungere luci e altezze interne maggiori, tipiche ad esempio degli open-space.

Il Carterton Events Center (Wellington, NZ; progetto Opus Architecture)

Peculiarità del sistema
Elevate prestazioni antisismiche: il comportamento sismico del sistema sfrutta un meccanismo di rocking controllato, con caratteristiche di ricentramento e dissipazione, in grado di resistere a notevoli scuotimenti sismici, mantenendo un livello di danneggiamento strutturale molto limitato, se non trascurabile, quando confrontato con soluzioni “monolitiche” tradizionali.
Flessibilità nella progettazione: la maglia strutturale ha dimensioni di 10×10 m o superiori, in base alla capacità del solaio utilizzato, consentendo luci e altezze maggiori e spessori minori delle travi rispetto a soluzioni tradizionali.
Velocità di realizzazione, montaggio e costi di costruzione: gli elementi si assemblano in sito gli elementi con la stessa velocità e garanzia di una struttura in c.a. prefabbricata. Data la leggerezza degli elementi strutturali in legno si ha la possibilità di pre-assemblare a terra interi telai o setti e sollevarli in opera, con riduzione dei tempi di cantiere o capacità della gru.
Smontaggio, cambio di destinazione d’uso, ricollocazione: grazie ai collegamenti prefabbricati e post-tesi è possibile riconfigurare altezza e lunghezza dei solai in vista di un futuro cambio della destinazione d’uso degli spazi. È possibile smontare, trasferire e rimontare interi fabbricati in altro sito.
Impatto ambientale e sostenibilità: i sistemi strutturali in legno sono meno energivori di quelli in acciaio o c.a. sia per l’energia inglobata nel materiale stesso (embodied energy), sia per le bassissime emissioni di CO₂. (…)

⇒ l’approfondimento continua sul numero 11 di legnoarchitettura