Protezione dall’acqua: le fondazioni delle case in XLam

Il progetto è dunque la valutazione dettagliata – non abbiamo timore di utilizzare il termine “osses­siva” – dei particolari costruttivi, specialmente quelli che determinano in maniera cruciale la durabilità dell’opera nel suo complesso.

A titolo di esempio, si vuole analizzare uno dei dettagli a nostro giudizio più importanti: l’appoggio della partenza della struttura XLam alle fondazioni di c.a. (2). L’attacco a terra svolge una funzione strutturale, poiché trasferisce i carichi dall’edificio alla struttura di fondazione. Per assicurare alla parete una base d’appoggio uniforme, normalmente si predispone uno strato di malta espandente di livellamento sopra la fondazione.

L’altro requisito fondamentale che deve essere soddisfatto dall’appoggio della partenza della struttura XLam è appunto quello della durabilità, nei confronti del degrado causato dall’acqua, che nelle sue diver­se forme (liquida, condensa, umidità) può arrivare alla zona di appoggio della struttura per diverse strade:

A) per infiltrazione dall’esterno, per esempio dal marciapiede: è consigliabile rialzare le fondazioni me­diante un cordolo di c.a., per sollevarsi il più possibile dalla quota esterna, evitando però di creare un ponte termico lineare tra interno/esterno;

B) per risalita capillare, attraverso il contatto diretto con la platea di fondazione di c.a.: la regola d’arte im­pone di utilizzare una barriera alla risalita utilizzando per esempio una guaina bituminosa saldata a cal­do, solitamente risvoltata verso l’esterno, che non crei assolutamente una sacca stagna per la struttu­ra lignea, poiché se dovessero verificarsi anche a livello episodico delle infiltrazioni, ristagnerebbero e darebbero luogo a sicuri fenomeni di marcescenza. La disposizione della guaina ad “U” crea una zona di ristagno poiché non ha la possibilità di migrare né verso l’interno né verso l’esterno dell’edificio;

C) per infiltrazioni dall’interno: perdite accidentali, perdite impiantistiche, scarichi, ecc.;

D) per creazione di condensa interstiziale, quando si raggiunge la temperatura di rugiada all’interno della parete nel punto di appoggio alla platea di c.a. In condizioni invernali, infatti, avviene una con­tinua trasmigrazione di vapore dall’interno più caldo e più umido, all’esterno più freddo: se durante il suo percorso il vapore incontra una superficie troppo fredda, esso condensa trasformandosi in goccioline d’acqua che danno luogo a marcescenza. È dunque di fondamentale importanza studia­re e prevenire il fenomeno della condensa interstiziale, con il classico metodo di Glaser o, meglio ancora, con un’analisi termica agli elementi finiti e verifica finale con termocamera, per verificare la corretta esecuzione nell’eliminazione del ponte termico;

E) per mancata protezione durante le fasi di produzione, il trasporto o la posa.

Si evidenzia il fatto che è di uso comune tracciare il perimetro del fabbricato con una “radice” di legno lamellare (o di legno massiccio di larice): questo sistema dà l’innegabile vantaggio di “quadrare” il fabbri­cato con elementi agevolmente manovrabili, e consente di posizionare i pannelli XLam di parete in ma­niera più precisa e veloce; questo sistema però non protegge l’edificio in maniera significativa (il legno è sempre legno, e teme l’acqua nonostante alcune specie legnose siano più resistenti di altre, ma secondo le N.T.C. va comunque garantita una durata di vita utile di almeno 50 anni, in funzione della destinazione d’uso).

Inoltre la “radice” presenta l’asse longitudinale orizzontale, risultando pertanto soggetta a com­pressione ortogonale alla fibratura, e tipicamente per edifici con più di 3 piani si raggiunge una tensione prossima a quella di rottura, rendendo sconsigliabile l’adozione di tale sistema per gli edifici “alti”.

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Un ulteriore svantaggio è che, dal punto di vista del montaggio, adottare la radice (di legno lamellare o larice) significa anche “raddoppiare” le connessioni.

Le considerazioni qui svolte traggono spunto dal blog “Woodlab” (3) che affronta in maniera molto precisa e dettagliata l’analisi di dettaglio della durabilità delle fondazioni delle case di legno.

Per eliminare il ponte termico è possibile operare in due maniere:

1) fondazione a platea fredda: nelle situazioni più frequenti, la coibentazione della platea di fondazione viene fatta all’estradosso; è questo il caso di fondazione a “platea fredda”, in cui la stratigrafia preve­de, dall’alto verso il basso:

a) pavimentazione e massetto di sottofondo con canalizzazione degli impianti
b) isolante
c) platea di fondazione di c.a.
d) magrone di calcestruzzo
e) terreno rullato/compattato.

All’appoggio, si interviene dunque sopra la fondazione, inserendo un isolante tra XLam e c.a., per esempio un pannello isolante di vetro cellulare o similari; questa soluzione va assolutamente valu­tata con attenzione tenendo in considerazione la resistenza a compressione del materiale isolante prescelto, il suo comportamento fragile e la reale riduzione del rischio condensa interstiziale;

2) fondazione a platea calda: si interviene sotto la fondazione, inserendo un isolante tra la platea e il terreno.

La fondazione a “platea calda” consiste in una fondazione in cui l’isolante è collocato sotto la platea di c.a., in cui la stratigrafia prevede, dall’alto verso il basso:

a) pavimentazione e massetto di sottofondo con canalizzazione degli impianti
b) platea di fondazione di c.a.
c) isolante
d) terreno rullato/compattato.

Quest’ultima soluzione è probabilmente la più consigliabile, risultando tra l’altro migliorata eliminan­do la continuità strutturale tra platea e marciapiede, poiché quest’ultimo rappresenta un ulteriore ele­mento disperdente. Ovviamente, andranno poi previsti opportune guaine impermeabili e opportuni risvolti tra gli strati funzionali di diversi materiali.

I vantaggi principali sono:

• la riduzione dei ponti termici, per via della continuità tra cappotto esterno in parete e isolamento ad intradosso platea, nel rispetto di un principio coerente nel posizionamento della coibentazione della struttura al suo esterno, applicato dalla base alla sommità dell’edificio;
• la presenza di una grossa massa, costituita appunto dalla platea di fondazione, che viene scaldata o raffrescata insieme a tutto l’edificio. Questo comporta un aumento dell’inerzia termica e un conse­guente miglioramento del comportamento termico delle fondazioni, che diventano meno soggette a fluttuazioni di temperatura.

I materiali isolanti che si utilizzano devono avere una considerevole capacità portante considerando che tutto il peso dell’edificio verrà sopportato dall’isolante. Le soluzioni più utilizzate prevedono l’uso di XPS ad alta resistenza allo schiacciamento oppure l’utilizzo di vetro cellulare granulato. Il vetro cellulare granulato è un materiale a base vetrosa che si presenta come un conglomerato secco di pezzatura variabile. È molto poroso, idrorepellente, leggero e resistente ai carichi di compressione e può essere semplicemente steso sotto il piano di posa della fondazione come fosse una ghiaia.

Un ultimo dubbio riguarda il comportamento in fase dinamica: non è ancora codificato e normato il com­portamento durante un sisma, dunque non è chiaro se lo strato isolante smorza o amplifica l’onda sismica.

Le fasi per realizzare una fondazione a “platea calda” consistono nei seguenti passaggi:

• Scavo: lo scavo deve essere eseguito fino a raggiungere la quota di posa indicata dalla reazione geotecnica. Va previsto uno scarico delle acque di percolazione, posizionato più in basso della quo­ta di posa del vetro cellulare e pertanto bisogna tenerne conto nello scavo.
• Geotessuto: una volta terminato lo scavo va posato un geotessuto che deve contenere l’isolante ed evitare che si disperda nel terreno durante la fase di vibratura. I teli devono avere adeguata sovrap­posizione ai bordi.
• Drenaggi: si posiziona un tubo forato con funzione drenante nella trincea di drenaggio, il tubo va posato in pendenza e deve terminare in uno scarico adeguato.
• Stesura del materiale e costipazione: il materiale può venire steso sia a mano che a macchina, in strati di spessore non superiore ai 40 cm sciolto, in seguito alla costipazione lo strato si ridurrà del 25÷30% raggiungendo uno spessore di 30 cm.
• Preparazione del piano di posa della platea: dopo il completamento della compattazione, i lembi del geotessuto, lasciati più lunghi, si ripiegano almeno un metro sotto la platea da gettare. L‘intera superficie di vetro cellulare deve essere coperta da strato separatore con teli di PE, sovrapposti almeno 10 cm nelle giunzioni, a protezione dal successivo getto della platea di fondazione.
• Getto della platea: si può procedere direttamente al getto della platea senza l’interposizione del magrone.

Si raccomanda, infine, particolare attenzione a non poggiare l’XLam esattamente sul bordo della platea, per due motivi principali. Per evitare una concentrazione di sollecitazioni in zone limite del perimetro della platea (è sempre buona norma avere un off-set di qualche centimetro rispetto al piano delle pareti) dove tra l’altro dovranno essere ancorati gli elementi metallici di collegamento, che notoriamente risentono del­l’”effetto bordo”, poiché possono contare su una minore superficie di sviluppo del cono di rottura.

Oltre alla distanza dal bordo in c.a., si deve anche tenere in considerazione l’interasse tra gli anco­ranti e la loro profondità d’infissione. Qualora le opere di fondazione di c.a. vengano eseguite da un’impresa diversa da quella che realizzerà la struttura XLam, è difficile, pretestuoso e improbabile sperare che la precisione di quanto realizzato in opera con tecniche artigianali corrisponda perfettamente con la struttura lignea XLam, prodotta con tagli precisissimi operati da macchine a controllo numerico CNC; come già espresso in precedenza, la prefabbricazione o il preassemblaggio, se opportunamente progettati, devono essere un vantaggio, e non un vincolo.

Articolo tratto da

Pratica strutturale: edifici in legno realizzati in X-Lam

Con gli obblighi imposti dai recenti aggiornamenti normativi e in particolare dalle NTC 2018, è diventato necessario produrre calcoli strutturali anche per le strutture in legno, al pari degli altri materiali: questo nuovo Manuale offre al lettore gli strumenti indispensabili per affrontare la progettazione e le fasi successive, fino al collaudo.Con un approccio operativo, il volume esplica la materia (dalle prescrizioni sui materiali al calcolo strutturale, passando per le verifiche sismiche, le connessioni e la fase esecutiva) ed approfondisce l’aspetto di direzione lavori di una struttura in X-Lam, la fase di collaudo e la manutenzione successiva.Arricchita da un ampio repertorio di casi svolti e progetti realizzati, l’Opera comprende anche gli algoritmi base per le verifiche strutturali e un elenco essenziale di risorse per il calcolo strutturale reperibili sul web.Andrea Costa, Titolare dello Studio XLam Architectures, specializzato in progettazione architettonica e strutturale edifici di legno, edifici certificati a basso impatto ambientale, opere civili, industriali e sportive di legno massiccio, lamellare e X-Lam. Collabora come libero professionista con imprese specializzate nel settore della bioedilizia e delle strutture di legno. Si occupa di progettazione specialistica di strutture in legno lamellare e massiccio; fattibilità strutturale di opere complesse e di grande luce, perizie di adeguamento e consolidamento strutturale; collaudi statici di opere in legno, acciaio, muratura e c.a.; verifiche di resistenza al fuoco di strutture in legno e in legno-acciaio; conferenze specialistiche finalizzate all’aggiornamento professionale di Ingegneri ed Architetti ed all’integrazione educativa di studenti di Facoltà tecniche.VOLUMI COLLEGATI• Norme tecniche per le costruzioni 2018,A. Barocci, I ed., 2018• La progettazione strutturale su edifici esistenti, F. Cortesi, L. Ludovisi,V. Mariani, I ed., 2018• Calcolo strutturale delle sezioni in cemento armato, S. Ferretti, I ed., 2018• La certificazione delle strutture in acciaio secondo la norma UNI EN 1090, F. Manzone, I ed., 2018

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