Si possono costruire grattacieli in legno?

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Quando pensiamo ad un grattacielo pensiamo a grandi edifici in calcestruzzo e acciaio. Difficilmente penseremmo ad una struttura in legno. Tuttavia l’arrivo del vincolo della sostenibilità nell’architettura degli ultimi tempi ha dovuto impegnare i costruttori edili a cercare di trovare nuove soluzioni più sostenibili per i loro edifici. L’industria edile infatti è responsabile del 11% di tutte le emissioni e di una larga fetta dei rifiuti materiali. Il legno in futuro potrebbe rappresentare la soluzione al problema.

Le proprietà del legno

Normalmente in edilizia per costruire grandi costruzioni si impiegano strutture in calcestruzzo armato. Ovvero blocchi unici di calcestruzzo nel quale viene immersa un’armatura in acciaio. Questa soluzione permette all’edificio di resistere sia alla forza della gravità (compressione) che a quella del vento (trazione).
La capacità elastica del legno è in relazione alla direzione delle sue fibre. Il legno è incredibilmente resistente alle forze parallele ad esse ma estremante debole contro le quelle perpendicolari. Questo renderebbe per un edificio alto impossibile resistere a vento o terremoti. Inoltre sarebbe anche impossibile per esso supportare il suo stesso peso.

Tuttavia le recenti invenzioni tecnologiche hanno portato in edilizia all’introduzione dei pannelli in legno lamellare (GLULAM) e dei pannelli in legno lamellare a strati incrociati (CLT). Nel caso del legno CLT ognuno di questi pannelli è realizzato sovrapponendo e incollando delle travi di legno con le fibre in modo perpendicolare tra loro rendendolo molto più efficiente. Nel caso invece del GLULAM i pannelli si ottengono incollando le travi con tutte le fibre nella stessa direzione ottenendo un pannello estremamente resistente alla trazione.
In questo modo entrambi i pannelli sono in grado di avere le stesse proprietà meccaniche del calcestruzzo armato e dell’acciaio. Tuttavia questi hanno un quinto del peso di essi e un tempo di fabbricazione più breve.
Costruire un edificio in legno richiede quindi meno tempo, meno macchinari, meno operai e fondamenta più piccole. Inoltre questi tipi di cantiere possono operare con ogni condizione meteo mentre il calcestruzzo e l’acciaio hanno bisogno di specifiche condizioni per essere applicati.
Gli edifici in legno sono anche più facili da riparare in seguito ad un disastro. Per esempio un pilastro di calcestruzzo armato danneggiata è quasi impossibile da riparare. Invece un pilastro di legno può essere velocemente sostituito.

Lo smaltimento dei grattacieli in legno

Nel caso degli edifici tradizionali sono davvero molto pochi gli edifici che sono progettati per essere demoliti. Per quanti sforzi ci si impieghi rimane sempre una parte dei materiali che a seguito della demolizione è troppo danneggiata per essere reimpiegata in altri edifici. Per questo gran parte dei rifiuti presenti nelle attuali discariche è composta da materiali di scarto delle costruzioni.
Nel caso degli edifici in legno invece le parti vengono per la maggior parte prefabbricate e successivamente assemblate in cantiere. Così facendo si rende più semplice un’eventuale demolizione e aumentano la possibilità di riciclo.

Sostenibilità

Il legno essendo un materiale di origine vegetale è anche biodegradabile quindi, anche nell’eventualità che le componenti non riescano ad essere reimpiegate non rappresenteranno comunque un impatto elevato.
Altra grande differenza tra il legno e i materiali tradizionali è il fatto che siano risorse rinnovabili. Gli alberi possono essere ripiantati mentre invece la sabbia, i minerali e il ferro utilizzati per il calcestruzzo armato non sono infiniti.
Inoltre il legno non ha un’elevata conducibilità termica ed è quindi più facile isolare termicamente un edificio in legno dal caldo o dal freddo rispetto ad un edificio tradizionale. Per fare ciò si utilizza anche meno energia.

Il fuoco

Quello che salta nella mente delle persone quando sentono parlare di edifici in legno è ovviamente il problema della diffusione rapida degli incendi. Tuttavia questo problema si argina sfruttando le proprietà del legno lamellare. Infatti in questi pannelli gli strati esterni isolano quelli interni dal fuoco. Perciò prima che gli strati interni cominci a bruciare è necessario che lo strato più esterno sia prima completamente carbonizzato. Questo avviene secondo le stime dei costruttori in circa 90 minuti per i piani superiori dell’edificio e 60 per quelli inferiori. Tuttavia grazie all’applicazione di resine e materiali ignifughi come rivestimento il tempo per carbonizzare uno strato arriva anche a tre ore. Un tempo più che sufficiente per i sistemi antincendio e per vigili del fuoco per evacuare un edificio e spegnere un incendio.
Inoltre a differenza degli edifici tradizionali i quali dopo un incendio rimangono danneggiati dalla fusione dell’acciaio, gli edifici in legno possono essere riparati sostituendo gli strati carbonizzati delle strutture.

I limiti dei grattacieli in legno

Nonostante tutte le sue efficaci proprietà, il legno non è ancora largamente utilizzato in quanto presenta una serie di difetti non trascurabili.
In primo luogo un edificio in legno lamellare richiede quantità di legno di gran lunga superiori ad un edificio in legno normale. I grandi edifici costruiti in legno infatti si trovano tutti in luoghi con una grande disponibilità di piantagioni di alberi. Per esempio in Nord Europa, Nord America o Giappone. I paesi del medio oriente non sono in grado di costruire edifici in legno, la loro realizzazione in queste aree richiederebbe il trasporto dei materiali provenienti dall’altra parte del mondo, il che non è così sostenibile.
La quantità di legno necessaria fa elevare i costi di realizzazione. Infatti un edificio in legno lamellare costa oltre il doppio rispetto ad un edificio in calcestruzzo armato.
Inoltre nonostante le capacità meccaniche del legno lamellare questo non è comunque in grado di arrivare ad eguagliare quella dell’acciaio. Raramente infatti gli edifici vengono costruiti interamente in legno e anche i grandi edifici lignei del mondo hanno come rinforzo parti in acciaio e cemento.

L’unione di tutti questi fattori rende attualmente molto difficile la realizzazione di grattacieli in legno. Infatti nessuno dei grandi edifici in legno costruiti nel mondo supera i 90 metri. Tuttavia molti architetti sostengono che sia una questione di pochi decenni prima che venga realizzato il primo edificio in legno a superare i 150 metri. Il raggiungimento di questo traguardo darebbe ufficialmente il via all’era dei grattacieli in legno.

I grandi edifici già costruiti in legno

Attualmente nel mondo non esistono ancora grattacieli di legno. Per essere classificati come grattacieli gli edifici devono infatti superare i 150 metri di altezza.
Tutti i grandi edifici costruiti in legno hanno in media dagli 80 agli 85 metri di altezza. Di questi grandi edifici ce ne sono quattro già costruiti, uno si trova in Norvegia, uno in Svezia e due negli USA. Un grande edificio in legno è invece in fase di progettazione in Giappone.

Mjøstårnet
Località: Burmundaal, Norvegia
Architetto: Voll Arkitekter
Kulturhus
Località: Skelleftea, Svezia
Architetti: Oskar Norelius, Robert Schmitz

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