Venti anni di edifici multipiano in legno nel mondo: Trends e soluzioni strutturali

Dall'inizio degli anni 2000, in diversi Paesi occidentali si è assistito a una proliferazione costante ed eterogenea di edifici multipiano in legno. Anche solo con una rapida panoramica, è chiaro che questi edifici differiscono l'uno dall'altro e l’obiettivo della mia tesi di dottorato è stato quello di capirne il perché.

Poiché non sono riuscito a trovare uno studio comparativo completo, ho deciso che l'obiettivo della mia ricerca sarebbe stato quello di classificare questi edifici, analizzarli da un punto di vista progettuale e contestuale e infine descrivere la loro evoluzione avvenuta durante gli ultimi 20 anni. Volevo mostrare come (e se) si stanno evolvendo, in cosa si differenziano e quali sono i fattori che ne determinano le differenze.

I criteri di scelta degli edifici alla base dello studio

Ho deciso di analizzare tutti i progetti in cui la maggior parte della struttura portante è costituita da prodotti in legno ingegnerizzato o combinazioni ibride con materiali quali cemento e acciaio.

I nomi di questi prodotti sono per esempio CLT (XLAM in italiano), NLT, DLT, Glulam. Per motivi di fattibilità (c'erano troppi progetti di 4 piani), ho considerato tutti i progetti di altezza superiore a 5 piani, dal 2004 (il primo caso di studio) al 2019.

Analizzati oltre 200 edifici in legno

L'applicazione di questi criteri a un'ampia gamma di fonti sugli edifici multipiano ha portato all'identificazione e alla descrizione di 197 progetti casi-studio, che consistono in realtà in più di 200 edifici costruiti.

Se osserviamo la localizzazione dei casi-studio, possiamo notare dalla figura sottostante che la maggiore concentrazione è in Europa.

Regno Unito, Svizzera, Germania e Francia sono i Paesi con il maggior numero di casi-studio. Oltre all'Europa, sono stati trovati diversi casi-studio in Canada, Stati Uniti e Australia.

Edifici multipiano in legno: le soluzioni strutturali più utilizzate

Dopo aver selezionato e localizzato i casi studio, la mia ricerca di dottorato si è concentrata sulle loro caratteristiche progettuali.

Particolare attenzione è stata data alla suddivisione delle categorie strutturali e al modo in cui ogni sistema si differenzia. Utilizzando come base la letteratura accademica esistente, sono state definite 33 categorie strutturali. Questa categorizzazione dimostra che ci sono molti modi per progettare un edificio alto in legno, e ci sono molte combinazioni ibride in cui vengono utilizzati anche elementi in acciaio e cemento.

Analizzando la struttura (materialità del nucleo, solai, ecc.) e altre proprietà progettuali di ogni caso-studio (come la visibilità degli elementi strutturali, il materiale della facciata, la funzione, ecc.), è emerso che costruire un edificio multipiano in legno non è uguale ovunque.

Ad esempio, alcuni Paesi hanno un numero maggiore di strutture a travi e colonne portanti, altri hanno solo strutture con muri portanti, altri ancora hanno principalmente strutture modulari 3D (vedi Figura seguente).

In ogni caso, la maggior parte dei casi studio presenta strutture ibride, con molti progetti che hanno un podio in cemento armato e/o un nucleo dello stesso materiale.

Le tendenze progettuali

L'analisi progettuale ha messo in luce altre due caratteristiche degli edifici multipiano in legno. In primo luogo, analizzando e classificando per la prima volta così tanti progetti, è stato possibile evidenziare alcune tendenze internazionali nella loro costruzione.

Alcune di queste sono l'uso comune dell´ XLAM come materiale per i solai, la predominanza di vani scale in XLAM o cemento armato, o la parziale visibilità degli elementi strutturali all'interno dei progetti.

Si tenga presente che queste tendenze non sono sempre valide e che alcuni Paesi adottano soluzioni specifiche. In secondo luogo, l'analisi ha anche dimostrato l'esistenza di un gruppo di soluzioni che sono uniche per alcuni Paesi o professionisti coinvolti.

L'analisi del contesto e delle influenze

Le ragioni sono state spiegate nella parte finale della ricerca.
La ricerca si è conclusa con l'analisi del contesto e delle influenze in ogni caso-studio. Ne sono emerse forze di influenza molto complesse ed eterogenee che hanno guidato la realizzazione e la costruzione dei casi-studio.

È apparso chiaro che il quadro normativo stabilisce il limite di altezza o la possibilità di esposizione del legno all´interno degli spazi, ma ci sono diversi esempi in cui le norme sono state modificate dai singoli casi-studio, dimostrando che il quadro normativo non è sempre fondamentale e può essere cambiato grazie alla realizzazione di test progettuali.

L'analisi degli stakeholder ha permesso di osservare che alcuni Paesi sono dominati da pochi e ricorrenti professionisti (come architetti o ingegneri del legno), mentre altri tendono ad avere professionisti più eterogenei. Anche l'influenza pubblica o privata sui casi-studio cambia a seconda del Paese. Le iniziative private e pubbliche a favore della costruzione sostenibile sono emerse come uno dei principali fattori alla base della decisione di realizzare questi edifici. Ma queste non sono le uniche ragioni e sono stati riportati altri risultati rilevanti.

Concludendo...

Nel complesso, gli edifici multipiano sembrano essere un fenomeno eterogeneo, che probabilmente si evolverà con l'affermarsi di nuove tecniche e con l'aumento della disponibilità e della competitività dei costi dei prodotti in legno ingegnerizzato.

Personalmente ho trovato molto interessanti le differenze nazionali (e talvolta anche regionali) nella realizzazione di questi progetti.

Oggi costruire con il legno dipende soprattutto dalla posizione del progetto, dalla disponibilità dei prodotti e dal know-how locale.

Ho anche osservato che l'industria sta seguendo due strade: la prima si concentra sulle possibilità strutturali all'avanguardia che permette il legno, altamente precise e su misura. Mjøstårnet e TREET sono due esempi di questa direzione.

Un altro percorso si concentra sulla standardizzazione degli elementi strutturali, come i progetti Life Cycle Tower e Suurstoffi S22. Entrambi questi percorsi porteranno probabilmente l'industria del legno a distinguersi nella pratica costruttiva e contribuiranno alla rinascita diffusa del legno nella costruzione di edifici alti.

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Il presente studio è stato presentato in occasione del TIMBER FORUM 2022 durante il quale INGENIO ha realizzato una video intervista all'arch. Vittorio Salvadori, autore dello studio.

Buona visione.