Architettura ecologica in legno
Indice
La parola "ecologia" coniata oltre un secolo addietro dal biologo Haeckel, deriva dal greco e significa "discorso sulla casa". Da circa vent'anni questo "discorso sulla casa" esige di risparmiare energia attraverso tecniche di costruzione con alti quozienti di coibentazione. Conseguentemente la casa non "respira" ed aumenta l'inquinamento indoor, La costruzione ecologica ha risolto uno dei nodi fondamentali dell'architettura contemporanea.
Ma cos'è una costruzione ecologica?
È una abitazione che offre la possibilità di favorire le condizioni di sviluppo ottimali di vita: esistenza dell'uomo in armonia con la natura, il microcosmo in equilibrio con il macrocosmo, dando origine contemporaneamente ad una migliore qualità del vivere attraverso una maggiore consapevolezza del progetto architettonico.
Rinunciando al cemento, valorizzando prevalentemente il legno, recuperando tradizioni costruttive talvolta dimenticate, ispirandosi ai principi dell'ecologia si arriva alla bioarchitettura, sostanzialmente un modo corretto e completo di progettare consapevolmente.
In California, a 100 Km da Los Angeles è stata costruita in questo modo tutta una città: Irvine denominata la "città pulita"
Nelle costruzione ispirate alle abitazioni dei pionieri sono state bandite le fibre di carbonio, la plastica e il cemento armato.
Lo sviluppo edilizio è limitato
Vengono riciclati i rifiuti, preservati i fiumi e le foreste.
Esiste un programma di rimboschimento continuo in quanto il legno, materia prima, è diventato di largo impiego. Ma anche in Europa non si è perso tempo.
Un esempio molto interessante di architettura ecologica è stato realizzato per l'Università di Hohemnheim, Stoccarda, dall'architetto H. Schmitges. Si tratta di una serie di case destinate ad abitazioni per studenti, in cui temi attuali quali l'economia e l'ecologia, la cultura ed i modi di abitare, lo studio ed il tempo libero, la socialità e l'individualità, l'estetica e la funzionalità sono stati riassunti in una concezione omnicomprensiva dell'abitare realizzando costruzioni in legno.
Tutto l'intervento progettuale è addossato ad un terrapieno, per cui, protetto dal vento non ha dispersioni di calore, il valore K è solamente di 0.33.
La posizione felice, esposta a Sud, consente di sfruttare pienamente l'energia solare, riducendo le spese di riscaldamento ed offrendo agli utenti abitazione ad un prezzo interessante.
Il microclima è migliorato sia dal verde che ricopre i tetti liberando notevoli quantità di ossigeno che da piccoli specchi d'acqua situati di fronte alle costruzioni, nella parte sud, funzionanti come regolatori di temperatura diurna e notturna.
Un altro esempio è la casa Girasole, prodotta dalla Domespace su progetto di Patrich Marsilli e Yvo Van Gils, architetti francesi, una costruzione tutta in legno che girando su un ingranaggio può essere orientata sempre verso il sole al fine di ricevere la luce col più favorevole angolo di assorbimento.
Dunque la riscoperta del legno come materiale base per la costruzione è indispensabile per l'abitare ecologico, soprattutto dopo che è stata sperimentata e riconosciuta la valenza di questo materiale, pari alla pietra ed al ferro.
Attualmente moderne costruzioni in legno sono naturali perfezionamenti di un metodo costruttivo tradizionale.
Il valore qualitativo di una casa in legno non è inferiore a quello di una casa in pietra.
La capacità isolante di una parete in legno è scientificamente verificata.
La produzione e le operazioni di montaggio delle costruzioni lignee offrono vantaggi tali da indicare in molti casi la costruzione in legno come particolarmente conveniente, grazie anche alla possibilità di predisporre parti della costruzione e accantonarla.
Il tempo di costruzione è molto più ridotto, per cui vi sono minori costi ed il capitale investito si ammortizza più rapidamente.
Anche il procedimento costruttivo offre enormi vantaggi sia perché può compiersi totalmente a secco e sia perché alcune parti possono essere predisposte altrove e poi trasferite, ottenendo un notevole risparmio di tempo. Inoltre, a parità di spazio, una costruzione in legno ammette minor cubatura: infatti a parità di capacità di isolamento, gli spessori delle pareti di una casa in legno sono più ridotti rispetto a quelli di una casa in muratura.
La posa delle tubazioni sotto traccia risulta semplificata perché le condutture non hanno bisogno di essere murate poiché possono passare nelle intercapedini delle pareti.
Ma è soprattutto quel fascino particolare che emerge dalla forma di una casa in legno ben concepita sia progettualmente che costruttivamente a risvegliare il piacere di costruire in questo modo.
Il materiale naturale e vivo, la semplicità e l'eleganza della costruzione,.contribuiscono a trasmettere il valore aggiunto definendo il valore reale di un edificio in legno.
Blockhaus, il sistema a tronchi sovrapposti
Blockhaus
Questo sistema costruttivo ha origini antichissime, è diffuso in vaste aree geografiche che vanno dal Nord America all'Europa centro settentrionale e dalla Scandinavia ai Balcani, senza tralasciare il nostro arco alpino.
Generalmente è usato per edifici di modeste dimensioni, comportando l'impiego di un'ingente quantità di legname per ogni metro cubo di volume costruito.
In passato si è diffuso prevalentemente in zone con grande disponibilità di materiale (a costi relativamente bassi) e climi molto freddi, essendo il legno un buon isolante termico.
La stabilità di questo sistema costruttivo viene ancora oggi assicurata, in pianta, da una maglia chiusa, prevalentemente rettangolare o quadrata.
Ai vertici della maglia i singoli elementi sono intagliati ed incastrati reciprocamente, secondo varie forme e tecniche esecutive.
Ogni singolo elemento si prolunga, generalmente, oltre lo spigolo della costruzione, dando luogo ad una soluzione formale caratteristica e ricorrente.
Le estremità dei tronchi risultano, però, esposte alle intemperie, vulnerabili, ma gli adeguati trattamenti ed il sovradimensionamento evitano, generalmente, gli inconvenienti.
Per costruzioni aventi pareti di dimensioni lineari superiori ai 6 - 7 m, al fine di ottenere un migliore collegamento tra i vari elementi sovrapposti, si utilizzano tasselli o spinotti in legno, sfalsati sulla verticale l'uno rispetto all'altro.
Nei sistemi più evoluti, l'incastro d'angolo è bloccato ulteriormente mediante tiranti metallici verticali a vite. (In figura assonometria di una blockhaus: in evidenza il sistema di travi che collega le pareti dell'edificio al di sopra delle fondazioni e i corti pilastri che tengono rialzato il solaio rispetto al piano del terreno)
Solitamente i tronchi sono sagomati in tutta la loro lunghezza per aumentare la superficie di aderenza e uniti mediante incastro cuneiforme semplice o doppio. In Norvegia, dopo aver assemblato le pareti ed il tetto, l'edificio veniva lasciato assestare per circa un anno, prima di essere utilizzato; durante quel periodo i tronchi, caricati del proprio peso e di quello relativo alla copertura, essudavano resina che sigillava i giunti, rendendoli "morbidi" ed idonei ad assorbire variazioni dimensionali ma anche eventuali piccoli movimenti derivanti da cedimenti differenziati delle fondazioni.
Trattandosi di strutture continue in legno, il problema dell'attacco a terra è rilevante perché il legno può essere seriamente danneggiato dagli insetti.
Attualmente le pareti di legno massiccio sono sovrapposte ad un basamento in muratura di pietra o in calcestruzzo alto almeno 60 cm.
L'evoluzione delle caratteristiche formali delle pareti di legno può essere così sintetizzata:
- tronchi a sezione circolare sovrapposti;
- tronchi a sezione circolare sovrapposti ma sagomati per l'intera lunghezza;
- tavoloni sovrapposti, squadrati e/o sagomati, connessi tramite incastri interessanti l'intero sviluppo lineare oppure da linguette longitudinali inserite in appositi alloggiamenti, ricavati mediante fresatura.
Analogo discorso può essere fatto per gli angoli di un edificio dove si intersecano due pareti:
- elementi massicci continuanti oltre l'incrocio ad angolo, con incastri in posizione arretrata rispetto all'estremità degli elementi che talvolta venivano intagliati e sagoma ti in testa, con intento decorativo.
- elementi massicci terminanti sull'incrocio, lungo il quale sono evidenti i segni dell'incastro, soluzione usata generalmente quando le pareti sono piane, realizzate con legni squadrati o tavoloni.
L'incastro ad angolo più semplice è quello a mezzo legno, con asportazione del materiale da un solo lato del tronco.
Un tipo di incastro più evoluto comporta un taglio a V ed una sagomatura del tronco.
Altri tipi d'incastro sono quelli a dente, a doppio dente e a coda di rondine.
Interessante e singolare è la soluzione usata nelle zone alpine austriache: i tronchi usati sono alternativamente di grande e piccolo diametro e questi ultimi hanno la funzione di bloccare il nodo, penetrando nel tronco di diametro maggiore.
Quando gli incastri semplici o doppi realizzano lo spigolo vivo, la tenuta è assicurata da spinotti di legno.
La copertura è costituita solitamente da un tetto a due falde, con il colmo parallelo al lato più lungo del rettangolo di base.
Le pareti di testata, portanti come quelle longitudinali, sono sagoma te a timpano.
Per edifici di lunghezza e larghezza modeste è sufficiente una tra ve di colmo longitudinale appoggiata sul vertice a timpano delle due testate dell'edificio, che generalmente risulta aggettante. Il tetto rimane così, sporgente e protegge le parti alte delle testate a timpano dalle precipitazioni.
Sulla trave di colmo e sulle pareti longitudinali appoggia poi l'orditura secondaria.
Talvolta, al posto della tra ve di colmo, c'è una parete longitudinale per l'appoggio dei puntoni ed in alcuni casi i puntoni sono semplicemente incrociati lungo l'asse longitudinale e sono collegati trasversalmente da uno o due elementi orizzontali che danno luogo ad una pseudo capriata.
In caso di larghezza e lunghezza maggiori dell'edificio si aumentano il numero delle travi e si creano delle pareti interne portanti in modo da diminuire la luce libera.
Il manto di copertura può essere in scandole, cioè tavolette di legno ottenute fendendo longitudinalmente o segando il tronco dell'albero.
Il sistema a fenditura è più laborioso ma permette di ottenere un prodotto migliore perché la struttura fisica delle fibre longitudinali non viene intaccata e le scandole offrono migliore resistenza agli agenti atmosferici.
Per ottenere la migliore tenuta del tetto è importante sovrapporre le scandole nei due sensi, la prestazione ottimale è realizzata con i tre strati.
Anticamente le scandole erano solo appoggiate sull'orditura secondaria e terziaria del tetto, mantenute da sottili tronchi sovrapposti a intervalli, parallelamente alla linea di gronda, e caricati con grosse pietre.
Per evitare lo scivolamento verso il basso, una regola empirica consigliava un rapporto tra altezza e larghezza del timpano pari al: 6 ovvero 18° circa di angolo.
Indice
Il sistema ad ossatura
Baloon
Quando all'inizio del XIX secolo si attuò la conquista del continente nord americano, l'esigenza di "fare presto" per ragioni economiche, obiettive e psicologiche divenne fondamentale; infatti, l'occupazione della terra e la costruzione di strutture furono effettuate con entusiasmo e spirito di avventura.
La connessione fra i fenomeni sociali ed economici e le tecniche costruttive per l'edilizia divennero conseguenti.
Era importante:
- realizzare in tempi brevi le strutture edilizie necessarie agli insediamenti;
- reperire materiale abbondante e lavorabile in loco, o facilmente trasportabile;
- sopperire alla carenza di manodopera specializzata.
Nacque perciò il primo sistema industrializzato sulla scena del processo edilizio: la struttura BALLOON FRAME, inizialmente derisa e criticata dai carpentieri della vecchia scuola, poiché faceva uso di pilastri e travetti di sezione molto ridotta, disposta a piccoli intervalli, connessi esclusivamente con chiodi e quindi senza riduzione delle parti riservate agli incastri nella sezione resistente.
Il sistema consentiva rapidità d'esecuzione, facilità di trasporto eventuale (i pezzi tagliati a misura e numerati potevano essere rimontati), accessibilità a chiunque, data la semplicità delle operazioni di montaggio.
l montanti verticali continui, per l'altezza massima di due piani, soddisfacevano le esigenze costruttive del momento.
In breve tempo il BALLON FRAME subì una rapida evoluzione, furono migliorate le prestazioni generali e superato il limite di altezza di due piani, che ne riduceva le applicazioni.
Nacque così il PLATFORM FRAME, ancora oggi il sistema costruttivo più usato per l'edilizia nord americana,
Anche in questo sistema le connessioni fra i componenti avvengono mediante chiodi.
La differenza sostanziale consiste nella struttura delle pareti esterne e delle tramezzature interne,
Nel sistema Platform la struttura del solaio, assemblata indipendentemente da quella delle pareti, crea una piattaforma sulla quale i tramezzi possono essere eretti.
L'altezza dei montanti coincide con quello di un piano per cui le pareti possono essere facilmente prefabbricate ed erette, senza impiego di mezzi di sollevamento pesanti, piano per piano.
I correnti superiori ed inferiori diventano contemporaneamente elementi taglia fuoco del pavimento e del soffitto e supporti per l'inchiodatura del rivestimento strutturale delle pareti esterne e del rivestimento di finitura delle pareti interne.
Viene così eliminata la necessità di posare ulteriori elementi tra montanti e travetti del solaio, come richiesto nel sistema BALLOON.
Il rivestimento strutturale è applicato alla parete prima del montaggio, in modo da evitare ponteggi, quindi viene sollevata e posizionata. (Nella figura il sistema Balloon: i montanti usati per le pareti sono continui per l'altezza di due piani, passando attraverso il solaio del primo piano e terminando al corrente superiore che sopporta l'ossatura del tetto)
Nel sistema BALLOON invece, i montanti usati per le pareti esterne sono continui per l'altezza di due piani, passano attraverso il solaio del primo piano e terminano al corrente superiore che sopporta l'ossatura del tetto. Il rivestimento strutturale della parete viene inchiodato direttamente sulla struttura conferendole l'adeguata rigidezza.
Vi sono vari tipi di rivestimento strutturale: tavole di legno (applicate orizzontalmente o diagonalmente), pannelli di fibre (impregnati con bitume per aumentare la resistenza all'acqua), compensati per esterni (più resistenti agli agenti atmosferici ed applicati con la dimensione maggiore orizzontale, controllando la sovrapposizione al centro dei montanti), pannelli di truciolato.
Il rivestimento esterno può essere realizzato con tavole di legno, scandole, intonaco o muratura.
Indice
Il sistema a pannelli
Pannelli
Questo sistema consente la meccanizzazione totale della costruzione, infatti gli elementi possono essere standardizzati ottenendo pannelli finiti per finestre, porte, solai, pavimenti e coperture, anche in grandi serie.
Anche per la struttura interna di questi pannelli si usa un'intelaiatura di circa 3 cm di sezione su cui viene collocato un rivestimento orizzontale con connessione a maschio e femmina.
Tra le intelaiature si inchioda uno strato di torba di 2 cm circa, quindi si avvita un telaio irrigidente di 2 cm sul quale si pone un rivestimento grezzo che serve come sottofondo per un altro tipo di pannello compensato.
Per i pannelli-finestra il sistema costruttivo è lo stesso, solo che viene inserito il controtelaio della porta o della finestra ed il serramento è posto in opera subito dopo.
Durante l'assemblaggio della casa viene collocato sopra la fondazione uno strato di isolante (contro l'umidità), dotato superiormente di attacco a femmina su cui viene inserito il pannello-parete.
I pannelli si inseriscono uno nell'altro e dopo il montaggio si utilizzano dei coprifili esterni ed interni per chiudere i giunti tra i pannelli che permettono di caratterizzare questo sistema costruttivo.
I pannelli-parete sono tenuti insieme da chiusure a gancio inserite nell'intelaiatura del pannello stesso. Tutti i pannelli sono dimensionali adeguatamente in modo da poter essere trasportati agevolmente da due operai, razionalizzando così il montaggio.
Poiché tutto viene realizzato in fabbrica, la messa in opera è ridotta al minimo e ciò può essere vantaggioso in caso di costruzioni da assemblarsi in luoghi particolari.
Una cosa costruita con questo sistema può essere smantellata in qualunque momento senza perdita di materiale e ricostruita altrove altrettanto facilmente.
Pertanto una standardizzazione più ampia possibile risulta di particolare rilevanza per l'aspetto economico delle costruzioni a pannelli.
Indice
Bibliografia
Cristina Benedetti, Vincenzo Bacigalupi, Legno architettura. Il futuro della tradizione, Roma 1991, Edizioni Kappa.
F. Magnani, Il legno racconta, Di Baio Editore. Konrad 'Wachsmann, Holzahausban. Costruzioni in
legno - Tecnica e forma, a cura di A.M. Zorgno, Milano 1992, Guerini Studio.
AA.VV., La casa ecologica, Milano 1993, Touring Club Italiano.
Indice