progettazione di edifici con strutture portanti in legno 21 ottobre 2011 durabilità 1 arch. m.sc. andrea zanchetta

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Fabiano Costa
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1 durabilità 1

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4 Il legno è un materiale durabile? palazzo vecchio, Firenze XIII secolo principi generali

5 progettazione di edifici con strutture portanti in legno Il legno è un materiale durabile? Stavkirke di Borgund Norvegia, 1180 principi generali

6 Il legno è un materiale durabile? Kapellbrücke (Ponte della cappella) Lucerna XIV secolo principi generali

7 Il legno è un materiale durabile? "Ponte nuovo", Berna principi generali

8 Durabilità del materiale legno Materiale degradabile Durabilità della costruzione meccanismi di degrado - quali sono e come agiscono - in che condizioni si innescano Impedire il degrado - impedirne l'innesco - ridurne gli effetti Protezione attiva del legno regole costruttive e di progetto classificazione degrado

condizioni si innescano Impedire il degrado - impedirne l'innesco - ridurne

9 Durabilità del materiale legno protezione attiva aumento della resistenza del materiale - scelta e uso di specie legnose più resistenti - trattamenti "chimici" del legno regole costruttive e di progetto riduzione delle azioni - impedire le condizioni sfavorevoli - misure di protezione costruttiva classificazione degrado

"chimici" del legno regole costruttive e di progetto riduzione delle azioni -

10 il degrado nel legno classificazione in funzione della causa degrado abiotico degrado biotico classificazione in funzione del tipo di degrado degrado fisico degrado chimico classificazione degrado

classificazione in funzione del tipo di degrado

11 degrado abiotico del legno degrado dovuto agli agenti atmosferici degrado fisico e chimico del legno quando è esposto ad agenti naturali quali radiazioni, vento alternanze climatiche, (variazioni di umidità, temperatura) il fenomeno interessa solo la parte superficiale del legno degrado strutturale degrado dovuto ad urti e manomissioni degli elementi strutturali degrado abiotico

(variazioni di umidità, temperatura) il fenomeno interessa solo la parte superficiale del legno

12 fattori che determinano l invecchiamento del legno radiazione solare UV nm (5%) visibile nm (45%) IR nm (50%) acqua pioggia, rugiada, vapore acqueo calore influenza la velocità di reazione inquinamento SO 2, (NO) X, CO organismi batteri funghi ed insetti abiotico / fisico abiotico / fisico e chimico abiotico abiotico / chimico biotico / fisico e chimico fattori del degrado

influenza la velocità di reazione inquinamento SO 2, (NO) X, CO organismi batteri funghi ed insetti

13 effetti degli agenti atmosferici cambi di colore rugosità della superficie cretti spaccature longitudinali formazione di radicali liberi disgregazione della lignina fisico e chimico fisico fisico fisico chimico chimico effetti del degrado

di radicali liberi disgregazione della lignina fisico e

14 effetti delle radiazioni la degradazione fotochimica del legno avviene rapidamente sulle superficie e determina cambiamenti di colore fino all ingrigimento questi cambiamenti sono dovuti a decomposizione della Iignina il fenomeno avviene ad una profondità di mm effetti del degrado

ingrigimento questi cambiamenti sono dovuti a decomposizione della

15 cambiamento di colore edificio per uffici bancari e abitazioni Wolfurt, Austria Si osserva per i legni chiari prima un ingiallimento, poi imbrunimento; per i legni ricchi di estrattivi uno scolorimento. Successivamente si passa ad un grigio uniforme effetti del degrado

ingiallimento, poi imbrunimento; per i legni ricchi di estrattivi

16 rugosità della superficie in legni esposti alle intemperie si osserva una sporgenza delle zone tardive rispetto a quelle primaticcie che vengono rimosse più facilmente. effetti del degrado

17 umidità Esposizione della superficie del legno a rapidi cambi del contenuto di umidità. lo stress che il legno subisce è proporzionale al gradiente di umidità e generalmente è maggiore vicino alla superficie. Si possono avere deformazioni, imbarcamento e cretti. effetti del degrado

lo stress che il legno subisce è proporzionale al gradiente di umidità

18 cretti e cipollature effetto naturale della perdita d umidità nel segno, ma possono essere causati ed indotti da una non corretta essicazione effetti del degrado

19 cretti e cipollature effetto naturale della perdita d umidità nel segno, ma possono essere causati ed indotti da una non corretta essicazione effetti del degrado

20 abrasioni Le abrasioni superficiali del legno possono essere dovute a azione del vento insieme a sabbia o particolato. effetti del degrado

21 trattamenti contro l invecchiamento del legno prodotti filmanti (vernici o pitture) vernici: prodotti che formano un film continuo o discontinuo trasparente o leggermente opaco. pitture: prodotti che formano un film opaco. prodotti non filmanti impregnanti Non producono un film continuo e permettono un continuo scambio di umidità con I ambiente. Può essere presente una finitura oppure possono essere utilizzati a più mani. finiture per esterni nella formulazione vi può essere la presenza di pigmenti inorganici (TiO 2, Fe 2 O 3 ) e filtri UV, captatori di radicali liberi. trattamenti

22 degrado biotico del legno insetti funghi e muffe degrado biotico

23 organismi che causano degrado al legno Organismo Danno meccanico Danno estetico insetti coleotteri si si insetti isotteri termiti si si funghi basidiomiceti si si funghi cromogeni no si (non rimovibile) funghi della carie soffice molto superficiale si organismi marini si si muffe no si (rimovibile) degrado biotico

24 insetti umidità del legno 7-15% (strutture interne) umidità del legno >15% (tronchi e segati) attaccano I alburno oppure il durame indifferenziato (ad es. abete, pioppo, faggio) o quelle che ne ha già subito un attacco di funghi L attacco è normalmente esteso a tutte le lunghezze dell elemento strutturale Diminuzione dl resistenza proporzionale alla diminuzione di sezione degrado biotico

25 funghi funghi cromogeni muffe superficiali funghi della carie del legno funghi della carie soffice N.B.: funghi e muffe si generano quando l umidità del legno supera il 22% degrado biotico

26 funghi Esempi di Umidità del legno Legno allo stato fresco U > 30% Stato fresco, commercialmente U > 20-22% Legno a umidità commerciale U ~ 15% Legno a umidità normale U = 12% Legno anidro U = 0% degrado biotico

27 funghi Esempi di Umidità del legno sicuro da attacchi di funghi U < 20% segati per l edilizia 12 18% serramenti per esterni 12 15% serramenti per interni 8 10% parquet 6 8% % degrado biotico

28 funghi Esempi di Umidità del legno Applicazione Umidità di equilibrio [%] Edifici chiusi su tutti i lati (riscaldati) 9% ± 3% Edifici chiusi su tutti i lati (non riscaldati) 12% ± 3% Edifici coperti, ma aperti 15% ± 3% Elementi esposti alle intemperie su tutti i lati 18% ± 6% degrado biotico

29 funghi cromogeni I funghi cromogeni necessitano per il loro sviluppo di elevata umidità del legno (> 30%) e quindi si sviluppano preferenzialmente su legno appena abbattuto o su segati non stagionati. Si possono trovare anche su legno in opera sottoposto a frequenti umidificazioni. Si nutrono di sostanze facilmente assimilabili (zuccheri semplici, amido) presenti nell alburno e non degradano i costituenti della parete cellulare. II danno arrecato al legno è solo di tipo estetico in quanto impartiscono al legno una colorazione blu-nerastra e di conseguenza annullano il sue valore commerciale. degrado biotico

30 funghi dell azzurramento degrado biotico

31 muffe superficiali Le muffe superficiali sono funghi imperfetti che possono causare sul legno appena abbattuto o non stagionato colorazioni dovute al propagarsi delle loro spore sulla sua superficie. Non influenzano le proprietà meccaniche del legno e spesso possono essere rimosse per semplice pulitura. degrado biotico

32 funghi della carie Umidità del legno > 20% (strutture esterne e zone umide). Si fermano essiccando. Questi funghi si nutrono dei componenti delle parete cellulare del legno e determinano une variazione delle proprietà fisiche, meccaniche, chimiche e del colore del legno. Attaccano sia l alburno che il durame. L attacco è normalmente localizzato ad una zona "umida" dell elemento ligneo Diminuzione di resistenza totale, ma solo nella zona attaccata degrado biotico

33 carie bruna conferisce al legno: Colorazione bruna Fessurazioni longitudinali e trasversali da conferire al legno un aspetto a cubetti (carie cubica) Anche un attacco iniziale, con minima modificazione di colore e di massa comporta una riduzione del 70% nella resistenza a flessione (carie bruna). Degrada principalmente la cellulosa Attaccano principalmente legno di conifera degrado biotico

34 carie bianca conferisce al legno: Colorazioni chiare ed aspetto fibroso Degrada sia la cellulosa che la lignina sono meno presenti nelle strutture. degrado biotico

35 carie soffice conferisce al legno colore scuro ed un aspetto soffice finché é bagnato, poi una volta asciugatosi indurisce e si cretta in senso longitudinale e trasversale. Si riscontrano nel legno semisommerso in acqua o nel terreno. degrado biotico

36 testata di trave fortemente attaccata degrado biotico

37 presenza di micelio fungino su soffitto ligneo degrado biotico

38 organismi marini Gli organismi marini degradano il legno immerso in mare come le palificazioni di pontili, le imbarcazioni non protette da verniciatura etc. Si distinguono in molluschi o crostacei. I danni più ingenti sono dovuti a Torodini o Limnoria a causa delle estese gallerie scavate nel legno attaccato. degrado biotico

39 organismi marini degrado biotico

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