075 / 604324 info@greenhomecostruzioni.it

Storia del legno nelle costruzioni

Legame Uomo – Legno

II legame tra uomo e albero risale alla notte dei tempi e si intreccia con aspetti magici, con il mito e con la razionalità, giungendo ai nostri tempi.

L’albero è archetipo dell’umanità. Nell’antico Oriente lo si trova al centro del Paradiso, come albero della vita e come albero della conoscenza e del destino dell’uomo.

L’impiego è diretta conseguenza delle sue proprietà, note in generale fin dall’antichità. Negli ultimi secoli le proprietà fisiche e meccaniche del legno sono state documentate con precisi valori numerici grazie a un vasto lavoro di ricerca e sviluppo.

Con riferimento al legno, significa che non dobbiamo considerarlo e utilizzarlo come un materiale qualsiasi, bensì un elemento dal quale possiamo ricavare molti vantaggi, se sapremo adattarci alle modalità che ne regolano lo sviluppo.

Il legno è stato uno dei primi materiali da costruzione ed ha rappresentato per l’uomo la possibilità di risolvere, per molti secoli, i più complessi problemi strutturali e di produrre una molteplicità di utensili ed oggetti indispensabili alla vita di ogni giorno.

Le ragioni di tale successo si possono sintetizzare in:

  • Facile approvvigionamento
  • Facile lavorazione
  • Leggerezza (trasporto e posa in opera)
  • Possibilità di impiego per strutture sollecitate
  • Facilità di riparazione e sostituzione

Mondo Antico

Nell’architettura greca antica il legno trova impiego essenzialmente nelle coperture dei templi; pur avendo la configurazione a falde erano realizzate sul principio della sovrapposizione di elementi inflessi e appare quasi completamente accertato che la tecnica greca non conoscesse l’uso della capriata.

L’origine del tempio greco è legato all’aspetto rituale della religione greca.

I primi templi erano senza dubbio costruiti in legno; tracce di questo materiale si possono verificare nella struttura dell’ordine dorico, che mostra travi in legno nella trabeazione e colonne come tronchi d’albero.

Nell’architettura romana il legno è ancora utilizzato per le coperture, per i solai degli edifici residenziali pluripiano e per le centine delle strutture archivoltate.

Medioevo

Durante il Medioevo l’impiego del legno si diversifica ulteriormente in funzione della tradizione locale e delle condizioni geografiche.

Nelle regioni alpine e centro-europee continua lo sviluppo della costruzione interamente in legno (blockbau) e quella a telaio (fachwerk) con tamponamenti misti delle maglie.

Rinascimento

Nel Rinascimento italiano il materiale è prevalentemente impiegato per solai, capriate e centine di cupole.

Il Palladio sancisce i fondamentali tipi di capriate e codifica i principi delle strutture reticolari per i ponti, si occupa in generale del legno e specifica le modalità di esecuzione delle fondazioni su pali lignei.

Il legno è stato anche il materiale privilegiato per lo studio della trave inflessa.

Leonardo da Vinci, nel Rinascimento, inizierà una serie di osservazioni sul proporzionamento delle sezioni resistenti e sulle deformazioni delle travi; nel secolo successivo Galileo Galilei imposterà correttamente la metodologia di calcolo per determinare le sollecitazioni sulla trave inflessa, problema definitivamente risolto dalla scienza delle costruzioni dell’Ottocento con il contributo dei francesi J. A. Bresse, L. Navier e A. J. C. Barré de Saint-Venant.

Età moderna

Con la colonizzazione delle Americhe sono importati nel Nuovo Mondo i tipi costruttivi tradizionali europei della ‘casa’ in legno, tipo blockbau, e della casa in legno a telaio, nelle più diverse interpretazioni, come pure i sistemi per realizzare le centine delle cupole e le capriate.

Dalle costruzioni legno massiccio si evolverà, nel Nord America, nella seconda metà dell’Ottocento, il sistema balloon frame costituito da una intelaiatura di tavoloni in legno di dimensioni standardizzate unite con chiodatura.

Impiegato dai pionieri del West, il sistema ha trovato ampia diffusione negli Stati Uniti nelle prime urbanizzazioni di Chicago e San Francisco, e ha continuato a trovare largo impiego nell’edificato residenziale dimensionalmente minore.

La nascita del legno lamellare

Dal punto di vista storico il legno lamellare nasce col fine di superare i limiti dimensionali del tondame dal quale si ricavano le travature.

Da un solo fusto è infatti impossibile ottenere elementi di sezione e lunghezza necessarie a consentire la copertura di luci libere di 20-30 metri.

Inoltre il portamento tipico dei fusti non consente di ottenere travi curve, o della curvatura voluta, di sezione sufficiente.

Al primo problema si è ovviato storicamente tramite la realizzazione di travi composte più o meno effettivamente collaboranti, ad esempio tramite giunzioni a dente di sega.

Questa ultima soluzione, la cui prima intuizione si fa risalire a Leonardo, è attuabile con semplicità, ed è stata frequentemente utilizzata nel caso di membrature orizzontali, quali ad esempio le catene, che devono superare ampie luci.

Il secondo problema fu affrontato per la prima volta, a memoria, nel XVI secolo, quando si sviluppò nei costruttori l’idea di utilizzare il legno mediante assemblaggio di varie parti per ottenere centine ed archi.

Il primo tentativo concreto a cui si sappia dare paternità è stato quello di Philibert Delorme in Francia, il quale riuniva mediante chiodatura più tavole in strati sovrapposti dando approssimativamente la forma dell’arco voluto, quindi profilando con una sega l’estradosso.

Le tavole mantengono la loro planarità e la trasmissione dei carichi è affidata essenzialmente alla tenuta della chiodatura.

Il passo successivo è stato compiuto da Emy nel 1823, realizzando archi mediante chiodatura di tavole unite in pacchi con bulloni passanti.

In seguito, prima Migneron e poi Wiebeking, misero a punto un sistema che prevedeva un arco con lamelle formate da travi curvate a freddo e tenute a pressione da staffe metalliche, ma a differenza del francese Migneron, nel sistema ideato da Wiebeking, il bloccaggio delle travi era assicurato da biette in legno che assorbivano le possibili tensioni di scorrimento.

Una svolta radicale si ebbe dalla coniugazione tra la tecnica della laminazione del legno e quella dell’incollaggio che fu possibile però soltanto a partire dal XX secolo, in concomitanza con il fiorire delle industrie ed il concretizzarsi degli studi sulla composizione e la produzione delle colle.

L’artefice di questa trasformazione fu il maestro carpentiere Otto Freidrich Hetzer (1846 – 1911) che nel 1901,per l’assemblaggio delle lamelle, sostituì a staffe e bulloni un collante a base di caseina: era nato così il legno lamellare incollato.

In pochi anni il brevetto di Hetzer si diffuse in tutta Europa, riscuotendo ovunque premi e riconoscimenti mentre in Svizzera, paese di origine del nuovo materiale, già nel 1920 si potevano contare oltre 200 realizzazioni.

Nello stesso periodo il brevetto viene esportato negli Stati Uniti, ove però susciterà diffidenza e incontrerà molte resistenze, almeno fino alla metà degli anni Trenta. Anche in Italia, nel periodo compreso tra 1935 e il 1939, vengono realizzate le prime opere in legno incollato, soprattutto sotto forma di archi a tre cerniere, con luci che raggiunsero i 30 metri.

Il procedimento adottato consisteva nella curvatura a freddo e nella successiva sovrapposizione delle tavole, con interposti strati di colla alla caseina; l’assemblaggio era effettuato a piè d’opera, inchiodando il primo strato alla sagoma e fissando tra loro i successivi con un prefissato numero di chiodi o bulloni.

Gli spessori e le intestature delle tavole erano particolarmente curati e le lunghezze scelte erano tali da non permettere né sovrapposizioni, né successivi avvicinamenti dei giunti.

Per contro, non veniva effettuato alcun controllo del legname, impiegando di fatto sempre una terza scelta, e soprattutto rimaneva irrisolte le tradizionali problematiche relative all’attaccabilità del legno da parte di funghi e insetti, nonché alla sua infiammabilità.

E’ solo nel secondo dopoguerra che l’industria chimica, con l’introduzione delle resine sintetiche, degli impregnanti e dei prodotti ignifughi, ha permesso di apportare al settore quel contributo tecnologico grazie al quale la “tecnica del lamellare” si è potuta sviluppare ed evolvere fino ai giorni nostri.

Età contemporanea

Da queste esperienze si svilupperà, in Svizzera e in Austria, agli inizi del Novecento, il moderno legno lamellare che permette la realizzazione di elementi rettilinei unitari fino a quaranta metri di luce ed elementi curvilinei e strutture reticolari spaziali di grande luce.

Nonostante le ampie possibilità di grandi luci con il legno lamellare (sono stati superati i 70 metri di luce con cupole in lamellare) anche il legno naturale ha ritrovato nuove applicazioni soprattutto nelle regioni in cui è rimasto vivo l’insegnamento della tradizione come in Finlandia e in centro Europa (Baviera, Austria, Svizzera).

Analogamente in Giappone, luogo di antichissima tradizione costruttiva con il legno, diversi architetti sono attualmente impegnati nella rielaborazione delle soluzioni costruttive con questo materiale.