Strutture in legno esposte alle intemperie: la Classe di Servizio 3

Le prime lavorazioni del legno strutturale

Il processo produttivo parte dai tavoloni messi in catasta (figura 2). In quel momento, possiedono una umidità di equilibratura che si aggira attorno al 30%.

Qui rimangono ad “asciugare” qualche mese, fino al raggiungimento di una u.e. di circa il 20%.

In questa fase è fondamentale il posizionamento di opportuni distanziatori che garantiscano la continua circolazione dell’aria.

A quel punto sono pronti per passare in essiccatoio dove, a 55-60°C per un paio di giorni, la u.e. si abbassa al 12%.

 

   

  

Cos'è l'umidità di equlibratura

È la percentuale di umidità alla quale il legno tende ad attestarsi nel tempo e dipende dalla temperatura e dall’umidità dell’ambiente nel quale è immerso.

Quindi l’umidità ambientale NON è quella dell’elemento ligneo.

Per poterla misurare si ricorre a strumenti elettrici quali gli igrometri. Si tratta di dispositivi che misurano la resistenza elettrica del materiale mediante due punte metalliche infisse nel legno. La misurazione avviene sfruttando un principio abbastanza semplice: più il materiale è umido più corrente passa.

Esistono diverse tabelle (figura 3) che, come input, richiedono i dati ambientali e come output danno la u.e. che raggiungerà la struttura.

La più antica è quella del libro Tecnologie del legno. Volume primo. La materia prima. UTET G.Giordano 1971. La stessa tabella viene poi ripresa anche dalla CNR DT 206 R01/18.

L’importanza di questo dato si esplica nel momento stesso nel quale la correliamo alla durabilità della struttura. Se il suo valore supera il limite del 20% il materiale può essere attaccato da funghi.

È per questo motivo che il normatore (NTC18 _ EC5_CNR DT 206 r01/18) ha definito tre classi di servizio:

La classe di servizio 1 è caratterizzata da un’umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura di 20 °C e un’umidità relativa dell’aria circostante che non superi il 65%, se non per poche settimane all’anno. Nella maggior parte delle conifere l'umidità media del legno non è maggiore del 12%.

La classe di servizio 2 è caratterizzata da un’umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura di 20 °C e un’umidità relativa dell’aria circostante che superi l’85% solo per poche settimane all’anno. Nella maggior parte delle conifere l'umidità media del legno non è maggiore del 20%.

La classe di servizio 3 si ha quando le strutture sono direttamente esposte alle intemperie o frequentemente sottoposte ad inumidimento o immerse. L’umidità media di equilibrio del legno è generalmente maggiore al 20% o comunque tale umidità viene superata per lunghi periodi.

(NOTA: le definizioni sono state prese dalla CNR DT 206 r01/18)

  



  

La c.d.s.1 fa riferimento a strutture protette come, ad esempio, le strutture portanti delle abitazioni; la c.d.s.2 si riferisce, ad esempio, gli elementi in linda. La c.d.s.3 invece è dedicata ai legni esposti alle intemperie e a quelli posti all’interno di strutture particolari.

Nel caso di dubbi è la stessa circolare a dare delle indicazioni più precise: Circolare Esplicativa al C4.4.5 -

"Elementi posti in ambienti particolarmente umidi, ivi compresi ambienti interni quali piscine, palaghiacci, depuratori e simili, saranno di regola assegnati alla classe di servizio 3. Scelte diverse da quelle sopra proposte dovranno essere giustificate da adeguati dati previsionali relativi alle condizioni termo-igrometriche previste in opera durante l’intero intervallo di vita della struttura".

  

Il calcolo

Il primo utilizzo che possiamo fare della classe di servizio è quello dell’individuazione dei coefficienti k_mod e del k_def necessari al calcolo.

Guardando la tabella (figura 4) emergono subito due cose:

• la prima è che si vede che la classe di servizio 3 è ad appannaggio solo di pochi elementi strutturali;

• la seconda è che diminuisce sensibilmente le resistenze che abbiamo a disposizione.

  

  

Il k_mod non è altro che un coefficiente minore di 1 per il quale noi moltiplichiamo i valori caratteristici delle resistenze.

Nell’immagine 5 si vede la diminuzione del valore di riferimento in base alla classe di servizio.

Il k_def, invece, ci permette di determinare la deformazione a lungo termine. I suoi valori sono riportai nella tabella 4.4.V. Anche in questo caso la possibilità di lavorare in c.d.s.3 è limitata a pochi elementi e, allo stesso modo di prima, i risultati vengono notevolmente penalizzati. Si passa, infatti, da un k_def pari a 0.6 per un lamellare in c.d.s.1 a un k_def di 2 nella c.d.s.3

  

   

Servizio / Utilizzo / Durabilità: tre Classi distinte

Esistono diverse classificazioni che tra loro sembrano molto simili. C’è la classe di servizio, della quale abbiamo appena parlato, quella di utilizzo e quella di durabilità.

La classe di utilizzo (di rischio biologico) è definita dalla UNI EN 335 «Durabilità del legno e prodotti basati sul legno» e individua 5 situazioni diverse:

• CU1: situazioni in cui il legno si trova all’interno di una costruzione, non esposto agli agenti atmosferici. Quindi l’attacco di funghi risulta essere di carattere accidentale

• CU2: situazioni in cui il legno è riparato e non esposto agli agenti atmosferici, ma possono verificarsi situazioni di umidità ambientale elevata. Quindi nella CU2 possono verificarsi fenomeni di condensazione di acqua sulla superficie dei prodotti a base legno, è possibile un attacco da parte di funghi

• CU3: situazioni in cui il materiale a base di legno si trova non direttamente a contatto con il terreno ed è esposto agli agenti atmosferici. Quindi è possibile un attacco da parte di funghi
  Sottoclasse 3.1: Il legno pur bagnandosi non rimane in questa condizione per lunghi periodi e non si ha accumulo di acqua
  Sottoclasse 3.2: il legno rimane bagnato per lunghi periodi con conseguente accumulo di acqua.

• CU4: situazione in cui il legno è a contatto diretto con il terreno e con l’acqua dolce.

• CU5: situazione in cui il legno è permanentemente o regolarmente immerso in acqua salata.

La classe di durabilità è definita dalla UNI EN 350 e individua 5 tipi di legni:

1. molto durabile;
2. durabile;
3. moderatamente durabile;
4. poco durabile;
5. non durabile.

 

Le fasi del processo decisionale del progettista

1. Il progettista individua la classe di rischio biologica a seconda della posizione dell’elemento strutturale in base alla UNI EN 335

2. Selezione della specie legnosa in base ai requisiti di durabilità individuati dalla UNI EN 350.

3. A questo punto va verificata la corrispondenza tra la durabilità del legno scelto e la classe di utilizzo (rischio biologico) basandosi sulla UNI EN460.

Se la corrispondenza c’è il legno è direttamente utilizzabile -- STOP

Se non c’è, è necessario proseguire con un trattamento

→

4. Il progettista verifica i requisiti di ritenzione e penetrazione del trattamento preservante secondo la EN 351

5. Verificare l’efficacia dei preservanti in base alle classi di utilizzo secondo la EN 599

Se la verifica è soddisfatta il legno è trattabile ed utilizzabile -- STOP

Se la verifica non è soddisfatta il legno non è utilizzabile -- RICOMINCIARE IL PROCESSO DECISIONALE 

   

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