Costruzioni abitative in legno

Timber house building structures in seism regions

Team Leader                            Prof. Claudio Modena

Struttura di riferimento              WEEG - Wood European Expert Group

Settore/Ambito di riferimento      Impiego strutturale del legno e sua diffusione nel settore dell'edilizia abitativa e pubblica

FINALITÀ E OBIETTIVI DEL PROGETTO

Il progetto prevede lo sviluppo di uno studio sistematico dei codici, dei metodi e delle esperienze di costruzione e progettazione delle strutture in legno per edilizia abitativa in zona sismica, a livello nazionale ed internazionale, che permetta di identificarne e colmare le eventuali debolezze e/o lacune, nonché di proporne possibili miglioramenti al fine di ottenere aggiornati metodi progettuali che possano essere la base di un corretto e proficuo sviluppo delle costruzioni abitative in legno.

Le finalità del progetto si possono quindi sintetizzare nei seguenti punti:

1. studio sistematico dei codici di progettazione vigenti sia a livello nazionale che internazionale;
2. studio sistematico dei metodi e delle esperienze sperimentali e pratiche di costruzione attualmente esistenti;
3. sviluppo di una ricerca mirata a livello teorico, numerico e sperimentale per colmare le eventuali debolezze e/o lacune;
4. proposizione di possibili miglioramenti e sviluppo di metodi progettuali aggiornati.

ANALISI DEI PRESUPPOSTI E DEI BISOGNI DA SODDISFARE

Lo studio in campo sismico delle strutture in legno è motivato dal fatto che l'Italia è un paese a forte rischio sismico e la sua storia è caratterizzata da numerosi terremoti disastrosi. L'elevato rischio sismico è stato quindi codificato all'interno delle normative per la progettazione delle strutture. In particolare le recenti normative, Ordinanze Sismiche OPCM 3274 del 20/03/03 e OPCM 3431 del 03/05/05 e le definitive Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14/01/08), emanate a seguito degli ultimi eventi sismici, hanno esteso la precedente zonazione sismica alla totalità del territorio nazionale e predisposto un corpo normativo che prevede il raggiungimento da parte delle strutture di prestazioni    significativamente più elevante sotto carico sismico che in passato. Le costruzioni in legno devono quindi soddisfare i requisiti di sicurezza che la presenza in zona sismica comporta, ne consegue che il successo che le strutture in legno hanno recentemente conosciuto (favorevoli prestazioni termo-acustiche, elevato grado di eco-compatibilità, recente introduzione di nuovi prodotti lignei industriali, etc.) potrà ulteriormente rafforzarsi e concretizzarsi a patto che si sviluppi una conoscenza approfondita delle loro caratteristiche di comportamento in campo dinamico e si sviluppino appropriate modalità e regole costruttive. Inoltre, indipendentemente dal rischio sismico, il limitato spazio dato al legno, come materiale strutturale, nelle normative vigenti sino ad ora, ne ha limitato l'uso per la scarsa pratica che i progettisti hanno e per la mancanza di metodi di progettazione riconosciuti sui quali fare affidamento.

In Italia ed in altri paesi mediterranei le costruzioni completamente in legno sono tradizionalmente rare. Tale materiale è stato storicamente utilizzato in associazione con altri materiali, quali murature di vario tipo, limitando in genere il suo uso alla realizzazione dei solai o delle strutture di copertura. Le costruzioni in legno che stanno avendo successo in Italia sono in misura limitata edifici di abitazione e, più frequentemente, grandi strutture pubbliche, spesso con notevoli superfici libere, grandi luci e grandi coperture. Solo recentemente nell'ambito della ricerca scientifica nazionale si è cominciato ad affrontare in modo sistematico la problematica del comportamento strutturale in generale, e sismico in particolare, delle costruzioni in legno ad uso abitativo. Precedenti eventi sismici in nazioni ove il legno è maggiormente diffuso per la costruzione di edilizia abitativa ed i primi risultati a livello nazionale su specifici nuovi moduli abitativi hanno evidenziato come il legno possa essere un buon materiale per le costruzioni in zona sismica se viene sviluppato uno studio attento delle prestazioni strutturali del materiale. Ulteriori e recentissime ricerche scientifiche in ambito nazionale hanno inoltre evidenziato come nel nostro paese vi siano chiare necessità di studio e sviluppo sia a livello sperimentale, sia a livello normativo per giungere ad un ottimale sfruttamento in campo strutturale del materiale legno. Per tale ultimo aspetto sarà di fondamentale importanza la stretta collaborazione tra Università ed Aziende di settore nello sviluppo di ricerche mirate all'ottimizzazione di codici progettuali per strutture in legno da costruirsi in zona sismica.

RISULTATI ATTESI DALLA REALIZZAZIONE DEL PROGETTO

Lo sviluppo del progetto proposto porterà alla definizione di aggiornati metodi progettuali che superino gli attuali limiti e che annullino definitivamente l'attuale visione del materiale legno come un materiale di minore attrattiva per la realizzazione di strutture portati di costruzioni abitative. Le aziende del comparto del legno risulteranno avvantaggiate dalla definizione di tali aggiornati metodi progettuali che potranno in prospettiva aprire nuove quote di mercato per tale settore produttivo. Le aziende partecipanti al progetto beneficeranno inoltre di una diretta conoscenza dei nuovi metodi progettuali. Da un punto di vista generale le esperienze del settore produttivo, progettuale e costruttivo saranno chiamati ad una stretta collaborazione che veda tutti i partecipanti agire in maniera unitaria e condivisa al fine di definire aggiornati metodi progettuali, validi anche in zona sismica, che consentano una efficace progettazione strutturale ed una successiva rapida ed economicamente valida esecuzione costruttiva.

Sintesi dei risultati attesi

Il progetto dovrebbe conseguire i seguenti principali risultati:

• definizione di aggiornati metodi progettuali;
• apertura di nuove quote di mercato per l'utilizzo del legno quale materiale per edilizia abitativa in zona sismica.

Identificazione degli indicatori di performance

La parametrizzazione delle performance ottenute nell'innovazione potrà essere ottenuta utilizzando i seguenti indicatori:

• incremento del materiale legno utilizzato a fini strutturali nel comparto edilizio;
• incremento e aggiornamento delle tecniche produttive delle industrie di settore;
• incremento della produzione di elementi lignei industrializzati;
• incremento dei manufatti di edilizia abitativa in legno;
• rapporto tra la quota di mercato dell'edilizia abitativa in legno e quella di altre tecniche costruttive per edificazioni in zona sismica.

STIMA DELL'IMPATTO SULLO SVILUPPO

La definizione di aggiornati metodi progettuali per l'edilizia abitativa in legno saranno in grado di recare benefici e vantaggi competitivi all'intera filiera del legno. Le aziende potranno ambire all'apertura di nuovi mercati con sviluppi commerciali su scala sia nazionale che internazionale; contestualmente, la disseminazione delle nuove conoscenze potrà scongiurare il pericolo di una diffusione sul mercato di professionisti non adeguatamente formati culturalmente e di una edilizia del legno di scarsa qualità. Tutto ciò favorirà la tutela dei fruitori dell'edilizia abitativa in legno e indirettamente, anche se non meno importante, consentirà di preservare l'ambiente vista la spiccata propensione dell'edilizia abitativa in legno alla eco-compatibilità.

Il progetto prevede un approccio integrato ove alle conoscenze teoriche di tipo analitico, numerico e sperimentale portate dall'Università si affiancheranno in parallelo le conoscenze delle aziende di settore relative alla produzione, realizzazione e commercializzazione dei manufatti lignei. Tutto ciò tornerà utile per la formulazione di metodi progettuali che consentono una efficace progettazione strutturale ed una successiva proficua esecuzione costruttiva portando così appetibili vantaggi economici e competitivi per tutti gli operatori della filiera produttiva foresta-legno-edilizia.

La realizzazione del progetto rappresenta l'occasione per guadagnare nuove quote di mercato in un settore dove il legno ha già iniziato a ben figurare, ma dove può ancora ampiamente svilupparsi. Inoltre il progetto sarà l'occasione per diffondere nella filiera una mentalità più aperta e attenta agli investimenti in ricerca e sviluppo, che spesso vengono poco utilizzati dalle aziende, soprattutto se di piccole dimensioni, ma che possono tradursi in vantaggi economici soprattutto quando con persistenza e metodo i risultati ottenuti aprono nuove prospettive che poi vengono inglobate nel campo normativo consentendo così nuovi l'avvio di nuovi mercati.

La collaborazione fra le risorse umane di diverse aziende con il gruppo di progetto recherà ad uno scambio proficuo di esperienze e conoscenze, portando al miglioramento dei profili tecnico-scientifici esistenti e alla condivisione di problematiche e di possibili soluzioni lungo un importante percorso di crescita culturale.

DURATA INDICATIVA DEL PROGETTO: 24 mesi.