MA PERCHE’ IL LEGNO?
Attualmente la maggioranza dei materiali impiegati in edilizia non sono rinnovabili. La pietra, l’acciaio , il policarbonato, il cemento armato, il titanio, ecc … sono tutti materiali riciclabili, ma non rinnovabili. Uno tra i pochi materiali rinnovabili e di largo impiego e di possibile utilizzo nelle strutture è il legno. Gli edifici in legno collegano valenze quali la conservazione delle risorse e la protezione ambientale con la rinnovabilità del materiale. In genere la maggior parte dell’energia impiegata in queste fasi proviene da fonti energetiche non rinnovabili e altamente inquinanti per immissione di anidride carbonica prodotta dalla combustione dei derivati del petrolio o del carbone. Il consumo energetico nella fase di costruzione (realizzazione e demolizione) di un edificio oscilla tra i 16 e il 18 % di quello totale necessario per tutta la sua vita, in genere stimata in ottanta anni. Il consumo energetico relativo alla costruzione oltre che depauperare risorse non rinnovabili incide sull’inquinamento ambientale. Un’analisi dell’intero ciclo di vita mirata a definire consumi e inquinamento indotto da tutte le attività svolte per la produzione del bene edilizio può dare utili indicazioni sulla scelta dei materiali da usare per una reale sostenibilità dello sviluppo. Il legno costa 1Mj/t di energia primaria di produzione contro i 4 Mj/t del calcestruzzo armato, i 60 dell’acciaio, fino ai 250 dell’alluminio. I numerosi studi sulla valutazione del ciclo di vita condotti in varie parti del mondo hanno dimostrato che i prodotti in legno offrono chiari vantaggi ambientali in ogni fase rispetto ad altri materiali da costruzione. Gli edifici in legno possono offrire minori emissioni di gas serra, minore inquinamento atmosferico, produzione di minori volumi di rifiuti solidi e minore utilizzo delle risorse ecologiche.
Università di Trento
In uno studio svolto nel Laboratorio di Progettazione Edilizia dell’Università di Trento, usando un software dedicato, si è eseguito un confronto dei costi energetici e dell’impatto ambientale di differenti edifici per comprendere e approfondire come il materiale possa influire sui costi energetici dalla realizzazione alla demolizione. A tal fine si è svolto un lavoro che ha dato la misura della differenza dell’impatto ambientale prodotto dall’uso di materiali diversi: ha messo a confronto tre edifici uguali di tre piani fuori terra, realizzati uno con lo scheletro portante in legno del tipo platform frame, uno con il sistema portante in acciaio dl tipo Steel Frame e l’altro in cemento armato. Per svolgere lo studio è stato usato il software Athena ‘s Environmental Impact Estimator sviluppato dall’ “Athena Sustainable Materials Institute” di Merrickville (Canada). Dopo la scelta degli elementi costruttivi da analizzare e la definizione delle caratteristiche dei materiali, sono stati fatti i computi metrici, quindi inseriti gli elementi costruttivi nel modello e, dopo l’elaborazione dei dati, è stata condotta l’analisi dei risultati. Sono state prese in considerazione i consumi energetici e l’inquinamento indotto durante la produzione dei materiali, la costruzione dell’edificio e la demolizione. La produzione comprendeva le fasi di estrazione del materiale, di trasporto e della lavorazione delle materie prime. La costruzione era riferita a tutti i processi relativi alla movimentazione dell’elemento costruttivo: dallo stabilimento di produzione all’arrivo in cantiere, fino alla posa in opera. Nella demolizione sono stati presi in considerazione anche il trasporto alla discarica o il riciclo. I risultati sui quali si è concentrata l’attenzione sono stati quelli relativi alle emissioni in acqua e in aria, all’impiego delle risorse energetiche e all’uso di materie prime utilizzate.
1 . Confronto legno e c.a.
Per quanto riguarda l’emissione di CO2 si e potuto verificare che le lavorazioni per il confezionamento del materiale necessario per realizzare la struttura in cemento armato producono una massa equivalente di CO2 pari a 175 t contro i 38,74 t del legno, mentre nella fase di costruzione, di gestione, di manutenzione ordinaria e di demolizione dell’ edificio le emissioni sono praticamente irrilevanti e scarsamente relazionate alla diversità dei materiali. I rifiuti solidi prodotti per la struttura di legno sono circa 4 volte superiori a quelli prodotti per la struttura in cemento armato a causa degli sfridi determinati dalle lavorazioni in opera. I rifiuti solidi del legno però sono facilmente riciclabili in oggetto d’uso. Per quanto riguarda le risorse primarie utilizzate il divario è notevole. L’uso di energia primaria utilizzata per metro quadro di costruzione in GJ/mq ovvero quella utilizzata in tutto in TJ, risulta maggiore nel caso del cemento armato che in quello del legno con valori rispettivamente pari a 4,754 GJ/m2 e 2,041 TJ nel cemento armato e 2,036 GJ/m2 e 1,028 TJ nel legno.
In conclusione si può dire che prendendo in considerazione tutte le fasi ne risulta che i valori del cemento armato rispetto a quelli del legno sono sempre superiori. In particolare l’indice di inquinamento dell’acqua è cinque volte superiore, l’indice di inquinamento dell’aria è tre volte superiore, i rifiuti solidi prodotti sono due volte superiori, l’energia consumata due volte e mezzo superiore.
2 . Confronto legno e acciaio.
Per quanto riguarda il consumo energia primaria esso è circa il 20 % in più per preparare gli elementi costruttivi in acciaio rispetto a quelli in legno, mentre durante le fasi di costruzione e di manutenzione, sostanzialmente i consumi sono analoghi. Per quanto riguarda l’emissione di gas in aria, anche in questo caso il legno dimostra la sua sostenibilità. Per quanto riguarda la quantità di rifiuti solidi il legno è penalizzato per il problema degli sfridi in cantiere. Undici volte superiore è l’indice che misura l’inquinamento dell’acqua prodotto dall’acciaio rispetto al legno.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – ECOCOMPATIBILITÀ
Il legno è l’unico materiale che necessita solo di acqua, aria e sole per crescere e che mantiene un bilancio di CO2 equilibrato (il legno assorbe la CO2 presente nell’aria e la restituisce all’ambiente solo dopo la combustione o il macero). Ogni metro cubo di legno impiegato in edilizia, corrisponde a quasi una tonnellata di CO2 stoccata, per tutto il ciclo di vita del manufatto. Il legno poi, in merito alla sostenibilità, non ha rivali: è rinnovabile, riciclabile, richiede un limitato consumo di energia nelle fasi di produzione e posa, non rilascia emissioni, polveri o fibre nocive durante l’impiego e si smaltisce restituendo l’energia accumulata, se utilizzato in processi di termovalorizzazione.
Il taglio e l’esbosco della materia prima legno e le successive lavorazioni producono sicuramente pochissime emissioni, essendo possibile effettuarle senza l’impiego di tecniche impegnative e costose.
I materiali necessari per le strutture in laterizio, richiedono mediamente un consumo di energia superiore di circa il 70% rispetto alle strutture lignee, differenza dovuta in gran parte alle alte temperature richieste nelle fasi di lavorazione e produzione ad esempio dei mattoni.
La stessa realizzazione in cantiere di un edificio in legno, necessita di minori quantità di energia e produce sicuramente meno rifiuti e spreco di materiali e risorse.
Si può inoltre aggiungere che il legno non diventa mai un rifiuto, ma rimane sempre un prodotto di pregio. Discorso diverso deve invece essere fatto per una struttura in laterizio, che – se demolita – produce calcinacci e altri materiali che devono essere smaltiti opportunamente e con costi significativi. Al termine del suo ciclo di vita – ad esempio legate all’uso primario in edilizia – il legno può nuovamente essere trasformato in prodotti derivati o semplicemente essere impiegato come combustibile naturale.
Per quanto attiene i temi della sostenibilità, si può inoltre senza dubbio affermare che il prodotto legno risulta molto avvantaggiato, considerato che la ricrescita annuale della massa legnosa risulta essere nettamente più alta rispetto al fabbisogno. Solo a titolo esemplificativo, si può affermare che il legno necessario per realizzare un normale edificio residenziale unifamiliare ricresce nelle nostre foreste in poche ore.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – SOLUZIONE ECONOMICA
Le caratteristiche intrinseche del legno si ripercuotono in vantaggi nell’edilizia.
Il peso più contenuto delle costruzioni in legno riduce i requisiti previsti per le fondamenta e le basi. L’elevato livello di prefabbricazione semplifica lo svolgimento dei lavori in cantiere ed assicura una qualità standard e verificabile. E’ possibile contenere le dimensioni delle strutture dei cantieri e i costi della logistica risultano inferiori.
Un edificio di legno, anche di molti piani, è relativamente semplice, veloce e non molto costoso. Essendo il legno un materiale leggero, ogni elemento è facilmente trasportabile e maneggiabile in cantiere; inoltre il montaggio, effettuato interamente a secco mediante l’utilizzo di collegamenti meccanici con piastre di acciaio, viti, chiodi e bulloni, è estremamente veloce.
In più l’assenza di getti e in generale della presenza d’acqua e materiali inerti consente di mantenere più pulito e ordinato l’ambiente di lavoro e di poter organizzare al meglio le diverse fasi di lavorazione. La durata inferiore dei tempi di costruzione ha vantaggi anche sul fronte della sicurezza sul lavoro: meno dura un cantiere e minore sarà la possibilità del verificarsi d’incidenti.
Il sistema costruttivo a secco e la prefabbricazione riducono i tempi di realizzazione in modo sensibile e, di conseguenza, consente di sfruttare prima gli edifici, aspetto che va nuovamente a ridurre i tempi dei finanziamenti.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – BENESSERE
E’ dimostrato che materiali come legno, fibre di legno o sughero risultano confortevoli già a temperatura ambiente, mentre quelli come il cemento o la pietra diventano termicamente confortevoli soltanto con temperature superficiali superiori.
Inoltre il legno è antibatterico, non favorisce la crescita di muffe e regola il clima degli ambienti grazie alle sue buone caratteristiche igroscopiche e di inerzia termica.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – ALTA PROTEZIONE TERMICA
Grazie alla scarsa conducibilità termica, diventano meno impegnativi i provvedimenti per limitare i ponti termici rispetto a quanto accade per una costruzione in muratura. Nell’ambito dell’isolamento termico le case in legno assicurano i massimi livelli di coibentazione.
Anche con i sistemi costruttivi standard, le abitazioni in legno raggiungono senza difficoltà i valori dei consumi richiesti dai termini di legge. Utilizzando un numero adeguato di strati isolanti, è possibile realizzare in modo semplice sistemi passivi o da 3 litri con le abitazioni in legno. Il ridotto consumo di energia consente di installare un impianto di riscaldamento di piccole dimensioni.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – RISPARMIO ENERGETICO
L’elevata capacità di accumulo termico rende le componenti opache molto più efficienti durante i mesi estivi rispetto ad alternative equivalenti dal punto di vista della coibentazione. Nel periodo invernale il risparmio energetico è di circa 7 euro per ogni m² di superficie riscaldata all’anno con caldaia a metano, ed aumenta in caso di bruciatori a gasolio o GPL. Inoltre, le strutture portanti di una costruzione in legno possono essere considerate delle vere e proprie componenti attive del pacchetto isolante, in grado di assicurare una trasmittanza pari a 0,13 W/mK ed una minimizzazione degli stessi ponti termici.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – TRASPIRAZIONE E PROTEZIONE DALL’UMIDITÀ
Molte attività della vita quotidiana, come cucinare o fare la doccia, producono vapore acqueo. Quando il vapore permea attraverso materiali edili porosi dalla parte calda a quella fredda si parla di diffusione. Il legno, grazie alle sue proprietà igroscopiche, assume anche la funzione di regolatore dell’umidità, assorbendo quella in eccesso e restituendola all’occorrenza. Tali proprietà lo rendono ideale per le costruzioni permeabili al vapore. Assieme a materiali idonei e a strati funzionali disposti in modo corretto, la formazione di acqua di condensazione all’interno dell’elemento strutturale può essere evitata. Altrettanto importante è che l’involucro della struttura sia a tenuta d’aria, in modo da ridurre al minimo l’accumulo di umidità. Una costruzione traspirante è inoltre capace di espellere l’aria viziata e i cattivi odori all’esterno. A differenza delle costruzioni di muratura con il loro elevato contenuto d’acqua, le costruzioni in legno traspiranti diminuiscono il rischio di formazione di muffa che contribuiscono al deterioramento delle condizioni igienico ambientali e delle parti costruttive.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – PROTEZIONE DAL RUMORE
In un’epoca dove il livello di rumore è in costante aumento, cresce il bisogno di calma e tranquillità e con esse la richiesta di isolamento acustico. Nelle moderne strutture di legno la protezione dal rumore si realizza principalmente con una precisa combinazione di strati di materiali termoisolanti che, uniti ad un opportuno disaccoppiamento acustico e un accurato studio dei dettagli di connessione, consentono di rispettare i requisiti acustici più severi. In questo modo le case di legno sono in grado di raggiungere la stessa protezione contro il rumore aereo delle costruzioni in muratura, in molti casi persino con spessori e massa minori. Anche il rumore da calpestio può essere limitato con un’accurata scelta degli strati di sottofondo e di controsoffitto.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – SEMPLICITÀ DI COSTRUZIONE
Realizzare un nuovo edificio in legno con una tempistica ridotta (mediamente 90-120 giorni per un edificio monofamiliare) ma soprattutto con tempi certi senza inutili lungaggini, significa moltissimo per il cliente: minori stress e preoccupazioni, vantaggi economici e garanzia di qualità! Infatti, lo sforzo progettuale e il successivo impegno nella pianificazione dell’intero processo prima produttivo e poi realizzativo, producono evidenti vantaggi legati proprio alla ridotta tempistica, identificabili in termini di:
– definizione puntuale di ogni singolo componente del manufatto;
– controllo puntuale di ogni fase di produzione e messa in opera;
– riduzione dei costi fissi di cantiere;
– definizione corretta di una spesa certa e non modificabile;
– riduzione al minimo di lavorazioni aggiuntive e/o imprevisti.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – FLESSIBILITÀ PROGETTUALE
Il legno, essendo un materiale molto leggero, non deve supportare carichi pesanti; pertanto ogni casa in legno può essere configurata internamente come si desidera, senza minare la stabilità della struttura portante. Come abiti d’alta sartoria, le abitazioni in legno sono progettate e realizzate su misura dei desideri del committente ed in armonia con il territorio circostante.
Le strutture in legno sono inoltre contestualizzabili anche all’interno delle città: non abbiamo limiti di altezze e numerosi esperimenti urbanistici di questo tipo hanno prodotto risultati sorprendenti.
L’edificio in legno si integra perfettamente col panorama circostante, le caratteristiche statiche sono ottime e i costi di realizzazione, rispetto a un edificio in edilizia tradizionale, vengono abbattuti in modo significativo.
I risultati ottenibili a livello architettonico sono i più svariati, di maggiore o minor pregio estetico: dalla casetta americana tradizionale, dell’immaginario comune, fino a importanti strutture avveniristiche.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – PREZZI FISSI E RIDOTTI
Il prezzo fisso è una certezza delle case in legno, esso è calcolato a corpo.
Inoltre le case con struttura in legno garantiscono massima convenienza economica rispetto alle abitazioni tradizionali, sia in base al livello tecnologico offerto, sia in fase di realizzazione e sia come costi di manutenzione.
Una casa in legno, insomma, risulta essere molto più conveniente rispetto ad una tradizionale, sotto tutti i punti di vista. Il vantaggio economico che ne deriva va valutato in termini di isolamento termico, che consente di ottenere risparmi tangibili. Inoltre una casa in legno richiede bassi costi di manutenzione, soprattutto se la superficie esterna è intonacata.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – STATICA E PROTEZIONE SISMICA
Il legno è un materiale estremamente flessibile, pertanto ne è consigliato il suo utilizzo nella realizzazione di case in zone sismiche. Il vantaggio delle costruzioni in legno è basato sul peso, molto più basso delle altre tipologie costruttive, sui giunti, che sono duttili e, in generale, sulle geometrie della costruzione, caratteristiche che nel loro complesso impediscono l’insorgere di grossi problemi strutturali in caso di terremoto.
L’esperienza dall’America del Nord e dal Giappone indica che le costruzioni di legno possono resistere a terremoti catastrofici, manifestando soltanto danni minimi.
Da simulazioni sismiche eseguite presso il Nied, un autorevole istituto giapponese, su case in legno alte fino a 6 piani realizzate con il sistema costruttivo a pannelli in legno collegati tra loro mediante viti, è emerso che la relativa leggerezza del materiali utilizzato rende minori le sollecitazioni indotte dal sisma e i particolari giunti riescono a dissipare grandi quantità di energia dinamica senza che l’edificio crolli.
Ricerche come queste mostrano che il legno, grazie alle sue caratteristiche di flessibilità, resistenza, duttilità e leggerezza è un materiale appropriato per l’utilizzo in aree ad alto rischio sismico, perché consente di salvaguardare la vita umana, ma anche il patrimonio abitativo.
Queste tipologie di costruzioni sono caratterizzate da un ottimo rapporto tra resistenza e peso proprio in quanto, avendo una massa inferiore rispetto alle loro equivalenti in muratura, subiscono in modo ridotto gli effetti di un sisma. Inoltre, gli elementi in legno vengono collegati tra loro tramite l’uso di connettori deformabili che, adeguatamente dimensionati, permettono alle strutture di raggiungere un comportamento duttile, ideale per resistere all’azione sismica.
Grazie alle più recenti normative sia europee che nazionali in materia di calcolo strutturale e antisismico, il legno ha riacquistato la piena dignità che gli spetta di materiale strutturale. Recenti ricerche hanno evidenziato l’ottimo comportamento delle strutture di legno sottoposte ad azione sismica. L’edificazione con il legno in zona sismica si configura pertanto oggi sicura al pari di tutti gli altri sistemi costruttivi. D’altronde antiche costruzioni miste legno pietra hanno dimostrato che possono resistere anche a terremoti devastanti. Proprio dal punto di vista sismico il legno possiede proprietà molto importanti che lo rendono particolarmente adatto a questo tipo di sollecitazione; ad esempio le sue caratteristiche meccaniche aumentano al diminuire della durata dell’azione sollecitante, ossia offre grande resistenza ad azioni di breve durata proprio come sisma e vento. Nella maggior parte dei casi, poi, gli elementi di legno sono collegati tra loro con connettori deformabili. Questi tipi di connettori, se adeguatamente dimensionati, permettono alle strutture di legno di raggiungere quel comportamento duttile che è ideale per la resistenza all’azione sismica. Le costruzioni di legno sono infine caratterizzate da un ottimo rapporto tra resistenza e peso proprio; pertanto se confrontate con le costruzioni in muratura, hanno una massa molto minore e risentono quindi meno dell’azione sismica.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – SICUREZZA IN CASO DI INCENDIO
Le sue qualità fisico-meccaniche si rivelano estremamente interessanti anche in caso di incendio. Pur essendo un materiale combustibile, le strutture in legno presentano una buona resistenza al fuoco, con un comportamento altamente prevedibile e quindi sicuro. Tipicamente, le strutture, dimensionate per i carichi di neve e vento, sono già R30 o R60. Il sovradimensionamento delle sezioni, l’uso di ferramenta non esposta e di rivestimenti in legno “di sacrificio” senza alcuna aggiunta di prodotti chimici, assicurano una resistenza compresa tra i trenta e i sessanta minuti. Il legno infatti, brucia lentamente perché la carbonizzazione procede dall’esterno verso l’interno della sezione, formando progressivamente uno strato carbonizzato che protegge la parte centrale, senza immissione nell’aria di fumi tossici ed opachi. Per questo motivo, la rottura avviene per riduzione della sezione resistente e non per improvviso decadimento delle sue caratteristiche meccaniche.
I VANTAGGI DELL´EDILIZIA IN LEGNO – PREGIUDIZI E LUOGHI COMUNI
Spesso le perplessità del committente sono legate alla durata, alla vita della struttura in legno. A tale proposito va detto che una casa in legno, rispetto ad un edificio tradizionale, si differenzia solo per la struttura portante, nella quale si sostituisce il mattone o il cemento armato con materiali lignei.
Per quanto riguarda la struttura portante per legge essa deve avere una vita minima di almeno cinquant’anni, e comunque non esiste un vero limite di età: basti pensare ad esempio che in terre fredde ed umide come la Norvegia vi sono chiese costruite a picco sul mare che hanno più di 900 anni!
La durabilità non è quindi certo un limite delle strutture in legno.
Altra obiezione del committente è legata al pregiudizio per il quale la casa in legno dovrebbe necessariamente assomigliare ad una baita, o comunque ad un edificio rustico. Nell’edificio in legno invece l’“ossatura” viene ricoperta con finiture quali intonaco e cartongesso: il risultato finale è del tutto simile, se non più curato e attuale, a quello in calcestruzzo e mattoni. Solo quando il progetto lo richiede espressamente si utilizza il legno a vista e comunque non si tratta quasi mai di legno strutturale, ma di legno di finitura.
Da ultimo, è doveroso segnalare che l’edificio in legno, per poter garantire tutti i benefici citati, deve essere progettato e costruito a regola d’arte, da professionisti competenti e formati, utilizzando materiali di pregio.