Categoria: Murature, legno ed altri materiali

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Nel sistema costruttivo ibrido Ekoru la parete arriva in cantiere come elemento già assemblato: telaio portante in legno lamellare, strato ammortizzante e muratura in calcestruzzo aerato autoclavato Gasbeton compongono un unico componente pre-finito, dimensionato su misura in stabilimento, con predisposizioni impiantistiche e strutture per i serramenti incluse. Completata la platea, l’involucro si monta a secco mediante collegamenti meccanici, senza intonaci né lavorazioni gravose in opera. Capire come si arriva a questo risultato significa guardare a due livelli: la divisione dei compiti tra i due materiali e l’organizzazione del processo produttivo che li riunisce.

Divisione dei compiti tra telaio in legno e muratura minerale

La resistenza strutturale spetta al legno lamellare, leggero, resistente e lavorabile con elevata precisione, dall’impronta ambientale favorevole. Resta però un materiale organico: la sua durabilità dipende da un’idonea protezione.

Sul versante opposto si colloca il calcestruzzo aerato autoclavato, materiale minerale incombustibile, isolante e traspirante, la cui struttura cellulare ricca di piccole bolle d’aria è all’origine delle doti termiche. Anche questo materiale è leggero, durevole e sostenibile, ma non è adatto a sviluppare funzioni portanti.

Messi a sistema, i due si compensano: al telaio compete la resistenza, alla muratura minerale la protezione, l’isolamento e la regolazione dell’umidità interna.

Dal modello digitale alla produzione in stabilimento

Il processo parte dal progetto del committente, digitalizzato e scomposto in elementi con tecnologie come il BIM, che integra progettazione architettonica, strutturale e impiantistica. In ambiente controllato, precisione robotica e sapere artigianale assemblano, grazie a tecnologie brevettate, componenti pre-finiti: ogni parete incorpora telaio portante, strato ammortizzante e muratura collaborante, e può essere consegnata con le predisposizioni impiantistiche già realizzate. In cantiere arrivano componenti pronti per il montaggio.

Prestazioni del sistema: sismica, fuoco, involucro e bilancio ambientale

Sul piano sismico concorrono la massa ridotta dell’insieme, la duttilità del telaio in legno e lo strato ammortizzante che lo separa dalla parete minerale, tanto che i componenti lavorano in modo collaborante. Il sistema è stato testato presso l’Università Federico II di Napoli: sottoposto a forze notevoli, ha assorbito e dissipato l’energia in modo uniforme, mantenendo integrità, simmetria e stabilità.

Per quanto riguarda l’involucro, la struttura alveolare della muratura si traduce in bassa conduttività termica, mentre inerzia e sfasamento sostengono il comportamento in ogni stagione e clima. Il telaio in legno limita i ponti termici e le pareti monolitiche non richiedono isolamento aggiuntivo. In caso d’incendio conta la classe A1, la migliore di reazione al fuoco: Gasbeton è totalmente incombustibile e lo stesso materiale serve a realizzare muri tagliafuoco, un aspetto dal peso particolare negli edifici con struttura in legno, dove il materiale minerario affianca alla leggerezza del telaio una protezione passiva affidabile.

Le pareti assorbono e smaltiscono gli eccessi di umidità interna, riducendo condense e muffe; la salubrità dei materiali è stata verificata con test presso laboratori indipendenti. La massa e la struttura cellulare contribuiscono inoltre ad abbattere il rumore, a vantaggio del comfort acustico.

Sul fronte ambientale, legno e Gasbeton assorbono CO2 in modo permanente sottraendola dall’atmosfera: il primo durante la fase di accrescimento, il secondo nel corso della vita utile per effetto della carbonatazione. Entrambi sono riciclabili e provvisti di LCA ed EPD emesse da enti riconosciuti a livello europeo.

Cantiere ridotto al montaggio: tempi, qualità e sicurezza

Spostare in stabilimento le lavorazioni più delicate sposta il baricentro del cantiere, che diventa sempre meno luogo di produzione e sempre più luogo di assemblaggio. Mentre fondazioni e opere preliminari procedono in opera, la fabbricazione degli elementi corre in parallelo in fabbrica. Le pareti arrivano pre-finite, quindi la sequenza residua si riduce a finiture e completamento impianti. Le procedure standardizzate in ambiente protetto limitano errori, sfridi e ritocchi; calano anche le attività complesse, le movimentazioni e i rifiuti, e in stabilimento gli scarti vengono riprocessati e reimmessi nel ciclo produttivo.

Sulla certezza di tempi e costi serve però lucidità. Ciò che risulta definito in fase progettuale non subisce variazioni legate all’imprevedibilità del cantiere, e i costi finali restano fedeli al preventivo quando il progetto è consolidato prima dell’avvio della produzione: le predisposizioni riducono gli interventi successivi sulle pareti solo se definite e approvate a monte. Il beneficio concreto va quindi quantificato caso per caso tramite cronoprogramma, ore di montaggio e lavorazioni residue, senza dare per scontati tempi e costi invariati.

Norme di prodotto e perimetro delle verifiche

I riferimenti normativi riguardano i componenti: la UNI EN 14080:2013 disciplina i prodotti di legno lamellare incollato e legno massiccio incollato, la UNI EN 771-4:2015 gli elementi per muratura in calcestruzzo aerato autoclavato. Si tratta di riferimenti per i componenti, che da soli non dimostrano le prestazioni dell’assemblaggio ibrido: queste vanno documentate a livello di sistema, distinguendo le proprietà dei materiali dalle prestazioni dell’intero complesso.

L’ambito di applicazione segue la stessa logica: il sistema Ekoru entra in gioco nei progetti in cui geometrie, aperture e predisposizioni degli elementi prefabbricati possono essere definite in anticipo, con il coordinamento tra struttura, pareti e impianti risolto a monte. La fattibilità richiede inoltre una valutazione di accessi, trasporto, sollevamento e sequenza di assemblaggio.

Giunti, tolleranze e logistica: le scelte da consolidare prima della produzione

Prima di avviare la fabbricazione occorre coordinare appoggi, ancoraggi, giunti tra elementi, aperture e attraversamenti impiantistici. Vanno precisate anche le tolleranze, le protezioni durante trasporto e montaggio, la continuità dell’involucro e il trattamento dei nodi. Sono le decisioni che, una volta bloccate, permettono alla fabbrica di consegnare elementi coerenti con quanto previsto in cantiere.

Industrializzare, d’altra parte, non significa standardizzare: ogni elemento resta dimensionato su misura e la libertà progettuale non viene compressa. Per progettisti e imprese il punto si gioca tutto qui: un involucro definito a monte si traduce in un cantiere più breve, controllato e prevedibile, con l’edificio consegnato nei tempi annunciati.

Tre capriate reticolari in acciaio, con una luce di circa 13 metri, riporteranno in esercizio la porzione di copertura crollata di un magazzino merci ferroviario lungo circa 210 metri. Il progetto esecutivo, sviluppato per Rete Ferroviaria Italiana, non si esaurisce nella ricostruzione degli elementi caduti: prima di disegnare le nuove strutture, la progettazione è passata da una campagna di diagnosi destinata a separare ciò che può essere conservato da ciò che il degrado ha reso irrecuperabile.

Un campo d’intervento delimitato con consapevolezza

L’opera non ha finalità di messa in sicurezza dell’intero fabbricato e non comprende migliorie né adeguamenti sismici complessivi. Fissare questo confine entra di pieno diritto nella definizione del progetto: il ripristino della copertura resta distinto dalle esigenze che emergerebbe una conoscenza integrale dell’organismo edilizio.

Il manufatto si estende prevalentemente in direzione est-ovest per circa 210 metri, con una larghezza di circa 14 metri, e non presenta una configurazione costruttiva unitaria. Le porzioni laterali sono in muratura portante; il corpo centrale, presumibilmente di realizzazione più recente, si articola su due livelli con un telaio in calcestruzzo armato. Sistemi strutturali diversi, materiali eterogenei, possibili discontinuità costruttive: è il quadro che orienta la lettura delle patologie e le scelte di intervento.

Prima del calcolo, la storia costruttiva del 1947

Il punto di partenza è stata la ricostruzione della storia costruttiva, condotta anche ritrovando gli elaborati originari del 1947 e la documentazione progettuale del 1991. A questa ricerca archivistica si sono affiancate indagini dirette e prove diagnostiche su murature e copertura, con un obiettivo che supera la fotografia dello stato di conservazione: comprendere come lavorano i materiali, come funzionano i collegamenti e cosa ha alimentato il dissesto.

Murature: blocchi di arenaria, vuoti interni, trasversali non ammorsate

Le pareti perimetrali mostrano una tessitura disomogenea, costituita in prevalenza da blocchi irregolari di roccia riconducibile ad arenaria, con frammenti e sporadici corsi di mattoni pieni. Anche la malta varia negli spessori e nelle condizioni. Un aspetto rilevante per il comportamento d’insieme: le murature longitudinali sono continue, mentre alcune pareti trasversali risultano appoggiate ma non ammorsate alle prime. Le endoscopie hanno documentato vuoti diffusi associati all’alterazione o alla mancanza di malta; le prove con martinetti piatti doppi hanno restituito caratteristiche meccaniche carenti.

Sul legno, resistografie e prove a trazione sulle catene

La copertura è stata vagliata con ispezioni visive concentrate su nodi ed elementi più esposti al degrado, indagini resistografiche e prove a trazione sulle catene metalliche delle capriate. Il quadro emerso ha permesso di separare gli elementi ancora recuperabili dalle componenti da sostituire.

Le strutture lignee sono in condizioni generalmente discrete, con criticità localizzate riconducibili alle infiltrazioni d’acqua. In alcune zone il degrado ha compromesso quasi completamente la trave di colmo; diverse terzere sono in stato avanzato di deterioramento; il dormiente di appoggio della struttura lignea richiede la sostituzione, verosimilmente per un non corretto funzionamento del sistema di smaltimento delle acque. È stata inoltre accertata la presenza localizzata di insetti xilofagi, per i quali è previsto un trattamento specifico.

La risposta progettuale: conservare il legno, ricostruire in acciaio

Le evidenze diagnostiche sostengono una scelta selettiva. Nessuna sostituzione generalizzata: le strutture esistenti vengono conservate e mantenute dove le condizioni lo consentono; dove il degrado è incompatibile con il recupero, si sostituisce, intervenendo contestualmente sulle cause che potrebbero far ripresentare le patologie.

Per ricomporre la zona crollata, il progetto prevede la demolizione delle due capriate adiacenti a quella caduta e dei relativi elementi di copertura, così da ricreare un sistema strutturale coerente nell’area interessata. Al loro posto, tre nuove capriate a struttura reticolare metallica realizzate con profili scatolari. Arcarecci ed elementi sovrastanti restano in legno, secondo la configurazione della copertura esistente. Ne deriva un sistema misto nel quale la carpenteria metallica assume la funzione strutturale delle capriate ricostruite e il legno viene mantenuto negli elementi che la diagnosi ha dichiarato recuperabili o riproponibili nell’assetto originario.

Due blocchi simmetrici e una giunzione bullonata al colmo

Ogni capriata è pensata per essere fabbricata in due blocchi simmetrici, scelta che semplifica trasporto e montaggio. La prefabbricazione in stabilimento, abbinata a saldature a completa penetrazione, serve a tenere sotto controllo la qualità di fabbricazione della carpenteria. Al colmo, un elemento verticale in profili UPN accoglie la giunzione bullonata eseguita in opera: precisione della lavorazione fuori sito e praticabilità delle operazioni di assemblaggio in un contesto ferroviario esistente.

Appoggi e murature: la catena delle azioni passa da qui

Il ripristino degli appoggi delle capriate prevede la preparazione del piano di posa, la realizzazione di un letto di malta e l’installazione di piastre ancorate mediante tirafondi. Sulle murature interessate gli interventi sono graduati secondo natura ed estensione del dissesto: scuci-cuci per le lesioni più profonde, rinzeppatura e sarcitura per quelle minori, ristilatura dei giunti e iniezioni di miscele leganti. Le malte dovranno essere compatibili con i materiali originari e, dove possibile, gli elementi integri verranno recuperati e riutilizzati.

In un organismo costruito con materiali e tecniche differenti, queste operazioni non vivono di vita autonoma rispetto alla ricostruzione della copertura: stabiliscono come le nuove strutture scaricano e come il sistema interessato dai lavori mantiene la propria continuità.

Norme di riferimento e controllo della durabilità

Sul piano normativo, il riferimento nazionale generale è il D.M. 17 gennaio 2018 (NTC 2018), con particolare attenzione al Capitolo 8 sulle costruzioni esistenti e alla Circolare applicativa n. 7/2019. Per le carpenterie metalliche sono pertinenti le norme della serie UNI EN 1090 e gli Eurocodici strutturali applicabili. La classificazione dell’intervento e l’eventuale necessità di valutazioni aggiuntive spettano al progettista, in relazione alle opere previste.

Quanto alla durabilità, tutto passa dal controllo dell’umidità: efficienza del manto, dell’impermeabilizzazione, delle lattonerie, dei pluviali e dei punti di raccordo. Le parti lignee più esposte devono restare, per quanto possibile, accessibili alle ispezioni periodiche, mentre i trattamenti contro gli insetti xilofagi vanno definiti in funzione della specie rilevata e dell’infestazione effettiva.

Resta la lezione più utile per chi opera sul costruito. Ricostruire la porzione danneggiata senza accertarne le cause è lo scoglio principale, insieme alla mancata verifica degli appoggi, alla sottovalutazione delle discontinuità murarie e all’incompatibilità tra elementi nuovi ed esistenti. E il ripristino locale, come in questo caso, non va confuso con un miglioramento o un adeguamento sismico dell’intero fabbricato: alle opere vanno riconosciute soltanto le prestazioni che le verifiche dimostrano.

Ventinove volumi cubici trasparenti, intelaiati in legno, compongono il prospetto del Bloomberg Student Center, il nuovo ingresso al Homewood Campus della Johns Hopkins University. Su circa 13.300 m², il progetto di Bjarke Ingels Group (BIG), immaginato come una grande “sala comune” collettiva per gli studenti, distribuisce food hall, teatro da 200 posti, sale polifunzionali e spazi di aggregazione informale lungo una sequenza di tetti a gradone e scalinate monumentali che traduce in architettura la pendenza naturale del sito, ricucendo il legame tra campus e quartiere di Charles Village.

Sotto i volumi lignei, una sottostruttura in cemento armato accoglie teatro e servizi. Per lo studio strutturale knippershelbig i nodi più delicati sono stati due: il sistema di contrasto delle azioni orizzontali, ripartito tra elementi a rigidezza molto differente, e la convivenza tra le deformazioni della struttura lignea, ritiro e fluage compresi, e l’involucro vetrato continuo.

Sistema laterale: la calibrazione delle pareti CLT nel modello

Il sistema di contrasto unisce tre nuclei in cemento armato, otto pareti di taglio in legno lamellare incrociato (CLT) e più controventi in acciaio ad X, realizzati con gruppi di tiranti. Le travi glulam di copertura collaborano al quadro: oltre a sostenere il pacchetto di copertura, lavorano come collettori orizzontali, trasferendo vento e azioni sismiche tramite sforzi assiali verso nuclei, pareti CLT e controventi.

La forte disparità di rigidezza tra i tre tipi di elemento imponeva una stima credibile del contributo di ciascuno: sovrastimare la rigidezza delle pareti CLT nel modello numerico avrebbe sottovalutato la domanda di forza sui controventi in acciaio. Prima tappa, la verifica delle configurazioni adottate rispetto alle Special Design Provisions for Wind and Seismic (SDPWS-21), con i limiti ai rapporti d’aspetto delle pareti di taglio composte da più pannelli e le regole costruttive su numero, disposizione e dimensionamento dei connettori meccanici.

Un tool di calcolo in Excel ha quindi riprodotto la metodologia dell’esempio progettuale diffuso congiuntamente da FEMA e American Wood Council (AWC), quantificando i contributi di deformazione che compongono lo spostamento totale di ogni parete:

• flessione e taglio nel piano del pannello;
• scorrimento tra i singoli pannelli;
• rotazione dei singoli pannelli;
• rotazione corpo rigido dell’assieme della parete.

Da questi meccanismi discende analiticamente lo spostamento laterale di ciascuna parete sotto un carico orizzontale unitario. Le rigidezze da inserire nel modello FEM sono state calibrate iterativamente, finché gli spostamenti numerici non hanno coinciso con quelli analitici. La procedura ha restituito intervalli superiori e inferiori attendibili della ripartizione delle forze tra pareti CLT e controventi, affinando la previsione della distribuzione delle azioni laterali.

Una griglia regolare di glulam sotto il tetto a gradoni

La geometria a cascata della copertura poggia su un sistema trave-pilastro in legno lamellare incollato a passo uniforme e con sezioni standardizzate, una razionalizzazione che tiene insieme la forma architettonica complessa e l’economia produttiva. I membri sono in SPF (abete rosso, pino, abete), classe meccanica nordamericana 20F-1.5E, con fornitura in aspetto architettonico. Le altezze vanno da circa 305 a 1220 mm; le luci massime superano i 21 m.

Tra i piani di tetto disallineati in quota corrono chiaristorie vetrate continue: bande ripetute che portano luce diurna in profondità negli interni, riducono il ricorso all’illuminazione artificiale e tengono unita la lettura visiva della copertura.

Orizzontamento in DLT: diaframma, impianti e acustica

Sui lamellari insiste un orizzontamento in pannelli dowel-laminated timber (DLT), con campate da 4,26 m e schema prevalente continuo su più appoggi. La griglia regolare mantiene lo spessore tipico a 140 mm; dove le richieste strutturali crescono, si sale localmente a 283 mm.

Diversi piani sbordano fino a 4,6 m oltre gli appoggi per ombreggiatura solare passiva, in particolare lungo la facciata sud, con effetto diretto sui guadagni termici estivi. Poiché i pannelli DLT lavorano in una sola direzione, gli sbordi perpendicolari alla campata sono stati ottenuti inserendo profili cavi rettangolari in acciaio (HSS) nel pacchetto di copertura.

L’intradosso a vista fa anche acustica: strisce di schiuma fonosorbente nascoste tra le lamelle portano il Noise Reduction Coefficient (NRC) fino a 0,70, cosicché la copertura lignea funge da finitura architettonica e da superficie assorbente insieme.

Per l’azione da diaframma, l’estradosso riceve un tabellato in compensato da 19 mm. Le corsie impiantistiche nascono distanziando di proposito i pannelli contigui, generando passacavi continui chiusi sopra dal tabellato del diaframma e sotto da strette coperture in DLT: comportamento da diaframma e soffitto ligneo ininterrotto si preservano nello stesso tempo.

Facciata vetrata e compatibilità con gli spostamenti del legno

L’involucro trasparente poggia su un curtain wall in acciaio disegnato su misura, con montanti profilati saldati al laser e vetro isolante a controllo solare. I montanti coprono luci verticali fino a 9 m mantenendo fili di vista molto sottili. Le profondità degli sbordi sono state tarate con analisi dettagliate di radiazione solare, per bilanciare disponibilità di luce e prestazione termica lungo l’anno.

Dove le coperture DLT attraversano la linea di involucro, un dettaglio dedicato assicura la continuità della tenuta all’aria e al vapore attraverso il pannello, con profili di guarnizione prefabbricati interposti tra le lamelle. Sull’intera facciata è adottato vetro bird-friendly, che riduce il rischio di collisioni senza sacrificare la trasparenza.

Il cuore della coordinazione con il telaio ligneo sta nelle chiaristorie. Il legno è igroscopico: manifesta variazioni dimensionali legate all’umidità e scorrimento viscoso sotto carichi di lungo periodo. Per compensare frecce differite fino a 25 mm, le travi glulam sono state fabbricate con precambero intenzionale; giunti del curtain wall e tolleranze dei vetri accolgono ritiri del legno fino a 19 mm, oltre alle frecce elastiche a breve termine e al fluage della struttura d’appoggio.

Studi di movimento dedicati hanno governato il sistema vetrato delle chiaristorie, capace di assorbire le frecce differenziali tra livelli di tetto adiacenti mantenendo larghezze di giunto contenute e un disegno pulito dell’involucro.

Connessioni occultate, fuoco e design for disassembly

La struttura glulam è dettagliata con connessioni a scomparsa: nascondere l’hardware rafforza l’espressione del legno a vista e migliora la prestazione al fuoco dei componenti metallici. Dove i connettori in acciaio erano necessari, piastre di copertura lignee ne assicurano la protezione portando la resistenza al fuoco a 60 minuti, con faccia a vista sgombra.

I collegamenti bullonati sono dimensionati per spingere sulla prefabbricazione: montaggio rapido in cantiere e accuratezza dimensionale elevata. La stessa logica apre al futuro smontaggio, con i componenti principali in legno rimovibili per riutilizzo o riciclo a fine vita. La scelta del DLT al posto del CLT rinsalda la filosofia di design for disassembly (DfD): i pannelli si reggono esclusivamente su tasselli in legno duro, senza adesivi né connettori metallici, e si smontano più facilmente, sostenendo un approccio circolare alla costruzione.

Sottostruttura, fondazioni e prestazioni ambientali

Sotto la soprastruttura in mass timber, una sottostruttura in cemento armato incassata nella pendenza dolce del sito ospita teatro, aree di servizio e infrastrutture, fungendo da base per la struttura lignea. Le fondazioni comprendono plinti isolati che poggiano direttamente sulla roccia, integrati da fondazioni a piastra in cemento armato sotto i nuclei di contrasto laterale.

Selezione dei materiali, produzione da fonti rinnovabili e strategie passive concorrono alla certificazione LEED Platinum. Gli sbordi profondi di copertura tagliano i guadagni solari estivi e riducono i carichi di raffrescamento; gli array fotovoltaici in tetto generano circa il 40% della domanda energetica annua. Il mass timber abbassa inoltre il carbonio incorporato, immobilizzando CO2 atmosferica nei prodotti lignei per tutta la vita dell’edificio. Il calcestruzzo armato integra la tecnologia CarbonCure, che mineralizza in modo permanente CO2 catturata in fase di produzione; nella pratica del progetto, la specifica più sostenibile non ha avuto effetti riscontrabili sulla qualità del calcestruzzo né sulle resistenze verificate.

Aperto a ottobre 2025 in occasione dell’avvio del semestre autunnale, il Bloomberg Student Center è ormai il fulcro della vita studentesca e un nuovo riferimento architettonico per il Homewood Campus, oltre a documentare la maturità della costruzione contemporanea in legno per edifici istituzionali di grande scala.

Un solaio a travatura incrociata in legno lamellare incollato (glulam) può essere descritto, sul piano geometrico, da tre soli rapporti adimensionali: l’interasse delle travi, l’altezza della sezione riferita alla luce e la proporzione tra larghezza e altezza dell’elemento. Attorno a questa terna di parametri è costruito lo studio di ottimizzazione parametrica firmato da Oleksandr Gilodo, Andrii Arsirii, Sergii Kroviakov e Oleksandr Gimanov, pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater5040085). Il percorso combinato, che unisce un disegno sperimentale fattoriale, 27 modelli agli elementi finiti sviluppati in Dlubal RFEM e una superficie di risposta di secondo ordine, approda a una configurazione con il 97,4% di utilizzo del carico e a una riduzione di circa il 10% del volume di legno rispetto alle altre soluzioni efficienti esplorate.

Il nodo progettuale: interazioni tridimensionali e assenza di riferimenti

I sistemi di solaio a travatura incrociata sono apprezzati per l’efficienza nell’uso del materiale. Il dimensionamento, tuttavia, si complica per via delle interazioni tridimensionali tra i carichi, che coinvolgono l’intero sistema e rendono il comportamento strutturale poco immediato da valutare. A questo si aggiunge un vuoto di riferimento: mancano indicazioni sistematiche per l’ottimizzazione, così che la scelta di interassi e proporzioni di sezione non dispone di un percorso codificato.

Tre fattori, tre livelli e 27 modelli agli elementi finiti

La risposta metodologica è un disegno sperimentale fattoriale completo (Design of Experiments, DOE) costruito su tre fattori: il rapporto di interasse delle travi \( x_1 \), il rapporto altezza-luce \( x_2 \) e il rapporto larghezza-altezza \( x_3 \). Con tre livelli per variabile, il piano genera 27 combinazioni distinte, ciascuna tradotta in un modello agli elementi finiti e simulata in Dlubal RFEM. La copertura sistematica dello spazio geometrico fornisce la base dati su cui calibrare il modello predittivo.

Superficie di risposta di secondo ordine e verifica secondo Eurocodice 5

Sui risultati numerici è stato sviluppato un modello di metodologia delle superfici di risposta (RSM) di secondo ordine, la cui variabile di uscita è il fattore di utilizzo del carico Y, valutato in coerenza con l’Eurocodice 5. Il coefficiente di determinazione, \( R^2 > 0.98 \), indica un’accuratezza statistica elevata. Operativamente, la regressione consente di stimare Y a partire dai tre rapporti geometrici, evitando di rieseguire l’intera campagna di simulazioni per ogni variante di progetto.

La frontiera di Pareto e la soluzione di compromesso

L’ottimizzazione vera e propria è condotta in forma multicriterio, lavorando sulla frontiera di Pareto: l’insieme delle soluzioni non dominate, in cui il miglioramento di un obiettivo si paga con il peggioramento di un altro. La soluzione bilanciata individuata corrisponde alla terna:

\[ x_1 = 0.250, \qquad x_2 = 0.042, \qquad x_3 = 0.5, \qquad Y = 0.974 \]

dove \( x_1 \) è il rapporto di interasse, \( x_2 \) il rapporto altezza-luce e \( x_3 \) il rapporto larghezza-altezza. Il fattore \( Y = 0.974 \) equivale a un sfruttamento del carico pari al 97,4%.

Quanto incide la geometria sul volume di legno

Il confronto dei volumi restituisce la misura del margine disponibile. Rispetto alle altre soluzioni efficienti prese in esame, la configurazione ottimale richiede circa il 10% di legno in meno. Il divario si allarga notevolmente se il termine di paragone diventa i progetti inefficienti ma comunque sicuri, quelli con \( Y \approx 0.5 \): in quel caso il risparmio supera il 60%. Sono valori circoscritti allo spazio sperimentale esplorato, che documentano tuttavia il peso delle tre scelte geometriche sul bilancio di materiale.

Una regressione utilizzabile in fase di progetto

Il modello di regressione viene qualificato come strumento di progetto validato per i solai in glulam a travatura incrociata orientati all’efficienza del materiale. Il suo valore pratico sta nella possibilità di bilanciare sicurezza strutturale ed economia di materiale: il progettista può leggere come il coefficiente di utilizzo risponda a variazioni di interasso e di proporzioni, orientando di conseguenza l’impostazione geometrica del sistema. Il flusso, peraltro, è ricostruibile con gli strumenti impiegati nello studio: piano fattoriale, modelli FEM in RFEM, superficie di risposta e selezione sulla frontiera di Pareto.

Il punto di partenza resta valido: per questa tipologia di solaio mancava un riferimento sistematico di ottimizzazione. Il lavoro lo colma con un percorso numerico riproducibile e consegna al progettista tre valori attorno ai quali impostare la geometria, con un’indicazione quantitativa dell’utilizzo strutturale che ne consegue.

Nei fabbricati lignei di epoca storica la nuvola di punti documenta soltanto ciò che risulta visibile al momento della scansione: tutto ciò che è incassato, coperto da altre membre o semplicemente fuori dalla linea di vista resta escluso dalla misura. Una ricerca pubblicata su Buildings, Volume 16, articolo 3871, prende le mosse da questo limite e affronta l’inferenza dei parametri strutturali nascosti nella grande carpenteria in legno dei periodi Ming e Qing, accostando al dato da rilievo le regole della costruzione tradizionale.

Perché alcuni parametri non si leggono direttamente dalla geometria rilevata

Nell’architettura tradizionale cinese la grande carpenteria, il large woodwork della tradizione costruttiva, costituisce l’ossatura lignea principale dell’edificio. Il rilievo con nuvole di punti restituisce con continuità la geometria delle parti in vista, ma i parametri nascosti non si estraggono per lettura diretta: dove l’elemento non è osservabile, il dato semplicemente non esiste.

La ricerca concentra su questa classe di grandezze il proprio impianto inferenziale, con l’obiettivo di arrivare a una descrizione più completa del sistema ligneo attraverso informazioni che la sola scansione non è in grado di fornire.

Due sorgenti informative accostate

Il metodo poggia su due pilastri complementari.

• Le nuvole di punti, che fissano la geometria effettiva delle parti osservabili, cioè lo stato reale dell’opera così come è stato rilevato.
• Le regole costruttive tradizionali, che codificano la logica con cui il sistema di grande carpenteria veniva impostato e assemblato, trasmesse dalla pratica costruttiva dei periodi Ming e Qing.

L’integrazione tra le due sorgenti è il cuore del lavoro: il dato geometrico descrive ciò che si vede, la regola costruttiva consente di ragionare su ciò che non si vede.

Inferenza guidata dalla conoscenza costruttiva

L’inferenza viene qualificata come knowledge-driven, guidata dalla conoscenza, perché a orientare la stima dei parametri non osservabili è il sapere costruttivo tradizionale, impiegato insieme al dato geometrico e non al posto di esso. Il parametro di un elemento occultato, non leggibile sulla nuvola, viene stimato facendo lavorare congiuntamente il rilievo e la regola.

La scelta di un ambito in cui la costruzione è disciplinata da regole tradizionali condivise, come la grande carpenteria di epoca Ming e Qing, è coerente con questo impianto: l’inferenza ha bisogno di un riferimento regolare su cui poggiare, e sono proprio le regole consolidate della costruzione tradizionale a offrirlo.

Conseguenze operative per chi rilieva strutture lignee storiche

Per chi documenta il patrimonio ligneo, il punto di interesse sta nel ruolo assegnato alla conoscenza tipologica: non un bagaglio culturale di contorno, ma una sorgente esplicita di informazione tecnica che entra nel flusso di lavoro del rilievo e copre la fascia di grandezze che la scansione non raggiunge.

Resta il messaggio pratico per ingegneri e professionisti del rilievo: la nuvola di punti, da sola, non esaurisce la descrizione di un’ossatura storica. Accostarla al sapere costruttivo codificato dell’epoca permette di passare dalla sola misura a misura e stima insieme, estendendo la conoscenza strutturale anche alle parti che nessuno strumento riesce a osservare direttamente.

Il problema dei sali solubili nelle murature storiche resta uno dei nodi più ostinati della riabilitazione dell’edilizia in laterizio. Un gruppo di ricerca brasiliano coordinato da Leandro Blois, Rafael Beltrame, Jorge Nunes, Thamires Alves da Silveira, Rafaella dos Passos Nörnberg e Rafael de Avila Delucis, pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater6040047), ha messo alla prova un intonaco di risanamento applicato su murature ceramiche artificialmente contaminate, con l’obiettivo di quantificarne la capacità di trattenere gli ioni cloruro.

Il protocollo sperimentale

La campagna è stata condotta in laboratorio su substrati in mattoni ceramici saturati con soluzione salina. Sui provini sono stati applicati rivestimenti dello stesso malta di risanamento con tre spessori differenti: 3 cm, 5 cm e 7 cm. I campioni così trattati sono stati quindi sottoposti a contaminazione accelerata in condizioni controllate, per replicare in tempi ridotti i fenomeni di migrazione salina che nell’edilizia storica si sviluppano su scale temporali molto più lunghe.

Dopo 120 giorni di stagionatura, i profili di concentrazione dei cloruri sono stati determinati tramite titolazione potenziometrica. Una scelta metodologica che consente di ricostruire la distribuzione degli ioni lungo lo spessore del sistema substrato-intonaco, e non solo di misurarne la quantità totale.

Risultati: la matrice porosa come serbatoio di sali

Il comportamento complessivo del rivestimento risulta positivo. La malta di risanamento trattiene efficacemente i sali solubili all’interno della propria matrice porosa, limitandone la migrazione verso la superficie esterna e riducendo il potenziale di formazione di efflorescenze.

Il dato più interessante riguarda il confronto tra gli spessori. Con lo strato da 3 cm la ritenzione dei sali risulta comunque soddisfacente, pur con una distribuzione meno definita. Con i 5 cm si ottiene il profilo più favorevole: un picco di concentrazione marcato all’interfaccia tra substrato e malta, seguito da una rapida decrescita verso l’esterno. Questa configurazione indica la formazione di una vera e propria zona di ritenzione dei cloruri, in cui i sali vengono accumulati nella parte interna del rivestimento invece che sulla superficie visibile.

Lo spessore da 7 cm, controintuitivamente, presta il fianco: la distribuzione degli ioni diventa più omogenea lungo lo strato, ma il profilo di ritenzione perde definizione, senza un confine netto tra area di accumulo e area protetta.

Implicazioni per la pratica del restauro

Per chi opera su murature storiche contaminate, il messaggio operativo è duplice. Da un lato, la presenza di un picco di concentrazione all’interfaccia conferma il funzionamento del principio del plasmagione del sale all’interno dell’intonaco, con il punto di deposito dei cloruri spostato in profondità e non sulla faccia a vista. Dall’altro, la scelta dello spessore non è un dettaglio esecutivo secondario: spessori eccessivi sembrano diluire il gradiente di concentrazione e indebolire proprio il meccanismo che rende efficace il rivestimento.

Il plasmagione e la stesura: lo spessore da 5 cm, con il suo picco all’interfaccia, definisce una zona di accumulo netta. I 7 cm producono una distribuzione più omogenea ma una ritenzione meno differenziata.

Occorre però mantenere la dovuta prudenza interpretativa. I risultati derivano da prove su substrati ceramici artificialmente contaminati, in regime di laboratorio e con contaminazione accelerata. La validazione su murature storiche reali, con sali di natura diversa, umidità variabile e condizioni ambientali non controllate, resta un passaggio ancora da compiere prima di trasferire i dati in cantiere.

Resta comunque un contributo sperimentale utile per chi deve dimensionare interventi di risanamento: la conferma che la geometria del rivestimento, e non solo la formulazione del legante, influenza direttamente la distribuzione dei cloruri e il rischio di efflorescenze superficiali.

Resistenza a flessione e trazione comparabile o superiore a quella dei prodotti lignei convenzionali, rapidità di rinnovabilità della materia prima e buon rapporto resistenza-peso: le potenzialità del bambù lamellare come materiale strutturale sono note da tempo. Ciò che manca, ancora oggi, è un quadro di conoscenze sufficientemente consolidato e organizzato per tradurle in prassi di progetto. Un lavoro pubblicato su CivilEng (Vol. 7, art. 24, doi: 10.3390/civileng7020024) a firma di Kunal Mohinderu, Sriram Aaleti e Saahastaranshu R. Bhardwaj prova a colmare questo vuoto con una sintesi critica di oltre 90 studi sperimentali e analitici.

Meccanica del materiale: prestazioni elevate, ma variabilità e anisotropia

Il bilancio sulle proprietà meccaniche del bambù lamellare è complessivamente positivo, con un’apprezzabile riserva. I valori di resistenza a compressione, trazione, flessione e taglio disponibili in letteratura mostrano infatti una dispersione significativa, riconducibile a una molteplicità di parametri: specie di bambù utilizzata, orientamento delle fibre, metodo di lavorazione, tipo di adesivo, qualità della lamellazione e configurazione di carico applicata.

Il secondo nodo, per chi deve dimensionare, è il comportamento post-elasticizzo. L’anisotropia pronunciata del materiale e la tendenza a rotture di tipo fragile emergono in modo costante nelle prove, con particolare evidenza sotto azioni di taglio e di rolling shear. Un elemento piano non può quindi essere verificato in tutta tranquillità partendo dai soli valori di resistenza a flessione o trazione: la risposta dipende fortemente dalla direzione di sollecitazione.

Cross-laminated bamboo: il rolling shear governa la verifica

Sui pannelli in bambù incrociato (CLB), analogo funzionale del CLT in legno, gli studi più recenti convergono su una conclusione rilevante per il progetto: sono il comportamento interlaminare e le prestazioni dell’adesivo a controllare i meccanismi di rottura. In termini pratici, le capacità a rolling shear risultano spesso la variabile dimensionante per gli elementi planari, prima ancora delle verifiche a flessione o a taglio principale. Un criterio che chi lavora con pannelli a strati incrociati riconoscerà come familiare, ma che per il bambù manca ancora di una Cornice normativa unificata di riferimento.

Giunzioni e stato di default: il rischio creep

Il capitolo delle connessioni emerge come determinante sul comportamento globale delle strutture in bambù lamellare. Resistenza e duttilità dei nodi dipendono strettamente dal tipo di fastener impiegato e dal comportamento di embedment del materiale, aspetti che per il legno sono codificati da decenni nelle normative strutturali, ma che per il LB richiedono ancora calibrazioni sperimentali dedicate.

Sul fronte del comportamento differito, la revisione raccoglie le ricerche disponibili sul creep, mentre una sintesi separata è dedicata alle prestazioni termiche e al comportamento al fuoco, settori in cui la base sperimentale resta in fase di costruzione.

Servono regole di progetto unificate

Dalla ricognizione emerge con chiarezza il limite strutturale del settore: esistono dati, esistono prove, ma manca un framework di progetto unificato che consenta l’adozione diffusa dei sistemi in bambù lamellare. Senza regole condivise per la verifica degli elementi e delle connessioni, l’ingresso del materiale nella pratica corrente resta condizionato a valutazioni caso per caso, con onere sperimentale a carico del progettista.

Per strutturisti e consulenti tecnici il messaggio è diretto: il bambù lamellare offre prestazioni che giustificano l’interesse, ma la fase critica del progetto sta nella gestione dell’anisotropia, delle rotture fragili a taglio e nella scelta delle connessioni, dove la conoscenza è ancora in costruzione.