IAMEC brevetta S.M.A.L.: Il sistema misto che sfrutta i vantaggi della collaborazione tra acciaio e legno.

2. Iamec s.r.l.
trasforma il modo di costruire attraverso un sistema
tecnologico razionale e innovativo, fondato su principi di
sostenibilità, flessibilità e resistenza sismica.
Brevettato nel 2017, il sistema ibrido multimateriale prende
il nome di
S.M.A.L.
(Sistema Misto Acciaio Legno)
Domanda di Brevetto per
Modello d’Utilità n. 202016000060958
«Elemento modulare prefabbricato per costruzioni»
IL CONCEPT
Tutto ha origine nell’anno 2012 dall’idea di interpretare le nuove esigenze
dell’abitare sostenibile attraverso l’individuazione di una nuova tecnologia
industriale. Tale idea si è sviluppata grazie all’incontro tra alcuni professionisti
ed imprese, aventi competenze ed esperienze differenti ma integrabili, si è
avviato così il progetto di ricerca «LivetoLive» che mirava a definire un
sistema architettonico flessibile, replicabile ed adattabile al continuo mutare
delle esigenze di utilizzo dell’immobile e rispondente a riconosciuti requisiti di
sostenibilità ambientale e di salvaguardia del valore e del reddito economico.
1

3. LA RICERCA TECNOLOGICA
Il progetto di ricerca «LivetoLive» ha avuto la durata di tre anni ed è stato
intrapreso dai promotori con la collaborazione del dipartimento di
Ingegneria Civile e Meccanica (DICAM) dell’Università degli Studi di Trento,
presso il cui laboratorio sono state realizzate numerose prove
sperimentali sui componenti e sui possibili collegamenti, prove di tipo
ciclico e di tipo distruttivo supportate da modelli numerici ed anche test
acustici su una porzione di edificio.
riempimento campioni con resina epossidica e
posizionamento strumenti di misura
preparazione prove di estrazione
campioni pronti per il test
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4. prova di carico distruttiva del pannello misto
preparazione e allestimento strumentale
del prototipo per test sismico
La tecnologia sviluppata prende il nome di S.M.A.L. acronimo di Sistema
Misto Acciaio Legno.
Si tratta del primo sistema costruttivo strutturale al mondo che integra
elementi portanti in acciaio e legno sfruttandone i vantaggi della
collaborazione. Esso prevede la realizzazione di un organismo modulare,
costituito da telai in acciaio con colonne incernierate al piede per
minimizzare gli sforzi in fondazione, ed elementi di solaio (rappresentanti
la vera innovazione del sistema e l’oggetto del brevetto) consistenti in
pannelli prefabbricati collaboranti realizzati tramite l’unione di elementi in
acciaio con lastre in legno X-Lam (Cross Laminated Timber).
IL SISTEMA STRUTTURALE
S.M.A.L.
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5. Le colonne portanti vengono realizzate con profili laminati in acciaio tipo
HE e sono complete di piastre di base, forate e nervate per l'ancoraggio ai
tiranti di fondazione, e di predisposizioni per l’attacco delle travi principali.
Le travi principali vengono realizzate con profili laminati in acciaio tipo HE
o IPE e si completano alle estremità con flange forate e costole di
irrigidimento per l'ancoraggio alle colonne; la predisposizione di forature
sull’anima permetterà, una volta in opera, il passaggio degli impianti
tecnologici.
Colonne e travi principali in acciaio
L’elemento di maggiore innovazione del sistema S.M.A.L., nonchè oggetto
di brevetto, è il pannello misto collaborante acciaio-legno, concepito per la
realizzazione delle strutture orizzontali (solai) e degli eventuali setti
verticali di «controventatura».
Esso si compone di una lastra lignea tipo X-Lam di spessore variabile da 85 a
100 mmm nella quale vengono integrati degli elementi di rinforzo (profili
«omega») realizzati mediante formatura a freddo di lamiera di acciaio.
La giunzione collaborante è realizzata mediante incollaggio dei profili nelle
asole precedentemente predisposte sulla lastra
X-Lam, oppure per mezzo di fissaggio meccanico.
I profili omega di rinforzo sono posti all’intradosso del solaio e hanno
funzione di trave secondaria di collegamento con le travi principali.
Pannello misto collaborante
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6. Pannelli
X-lam
Pannellatura lignea tipo
X-LAM sp. 85/100mm
Profili
Omega
Le travi secondarie sono
conformate per fornire una
superficie di appoggio al
pannello
Lame
forate
Le Lame forate sugli Omega
permettono l’accoppiamento
con il pannello ligneo
I tronchetti sono elementi
di giunzione, mediante
barre filettate e bulloni, tra
le travi principali e gli
Omega
Tronchetti
Le asolature o tasche,
predisposte nel pannello
X-Lam, permettono la
giunzione con i profili
Omega.
Tasche
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7. Profili «Omega»
I profili di irrigidimento sono progettati per fornire la massima collaborazione
statica con il pannello ligneo. Ciascun elemento è realizzato per formatura e
sagomatura a freddo di lamiere metalliche preventivamente tagliate e forate
a misura. Tale processo vede la creazione di lame forate che, venendo
incorporate nel pannello ligneo X-Lam, consentono la massima presa del
collante in resina.
Profili Omega lavorati e verniciati
Pannello ligneo X-LAM
Il pannello X-LAM è un prodotto ingegnerizzato, composto da almeno tre
strati di tavole in legno di abete, reciprocamente incrociati ed incollati. Le
tavole, preventivamente piallate e classificate, sono fissate mediante giunti
«minidita» al fine di garantire la continuità strutturale tra le lamelle che
compongono i singoli strati. L’incollatura è eseguita in qualità controllata e
con utilizzo di colle prive di formaldeide.
Nel pannello vengono eseguite preventivamente le lavorazioni di fresatura
per la formazione sul lato che rappresenterà l’intradosso del pannello finito
delle tasche di alloggiamento dei profili Omega.
Esempio di pannelli X-Lam pre-lavorati
10 11

8. Giunzione acciaio-legno
La giunzione collaborante fra gli elementi in legno ed in acciaio avviene
mediante colatura di una speciale resina all’interno delle tasche ricavate
sulla lastra lignea ed successivo inserimento delle «lame» fino a portare i
profili «Omega» a contatto con il pannello ligneo. Una serie di successivi
fissaggi meccanici mediante viti garantisce stabilità dell’accoppiamento
durante la fase di presa dell’incollaggio e di trasporto in cantiere.
fasi di lavorazione alle giunzioni
Posa in opera
La posa in opera dell’organismo strutturale avviene mediante montaggio
preliminare delle colonne e delle travi principali in acciaio ed il successivo
alloggiamento dei pannelli di solaio pre-assemblati.
fasi di montaggio solai
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9. Nodi e collegamenti
I nodi ed i collegamenti riguardano sempre gli elementi in acciaio e
vengono realizzati mediante giunti bullonati.
Esempi fotografici
pareti esterne
Le pareti esterne vengono realizzate in pannelli lignei X-Lam posti in
verticale, essi vengono ancorati alla base sul cordolo in c.a. mediante i
fissaggi a staffa tipici per questo tipo di applicazione, mentre la tenuta
orizzontale viene garantita dall’ancoraggio alle colonne ed alle travi in
acciaio, le quali vengono predisposte in fase di montaggio con singoli
elementi angolari preforati.
Esempi fotografici
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10. Una volta ultimato il montaggio in opera della struttura, del solaio e del
tamponamento esterno si procede con la sigillatura di tutti i giunti per la
tenuta all’aria del sistema e per preparare il successivo isolamento termico ed
acustico; successivamente verranno eseguiti i pacchetti di pavimentazione e di
involucro.
sigillatura
Esempi fotografici
Ultimata la realizzazione dell’organismo strutturale possono essere eseguiti
tutti i lavori di coibentazione, di installazione degli impianti tecnologici e le
opere di finitura; il tutto attraverso le più moderne tecniche «a secco»,
progettate in modo da garantire alte performance ed il futuro disassemblaggio
in un ottica di economia circolare.
Completamenti e finiture «a secco»
Pannello
radiante
Pavimento
Fibra di gesso
Isolante
Barriera vapore
Anticalpestio
Granulato
di marmo
Pannello OSB
Ultimata la realizzazione dell’organismo strutturale possono essere eseguiti
tutti i lavori di coibentazione, di installazione degli impianti tecnologici e le
opere di finitura; il tutto attraverso le più moderne tecniche «a secco»,
progettate in modo da garantire alte performance ed il futuro disassemblaggio
in un ottica di economia circolare.
Completamenti e finiture «a secco»
Pannello
radiante
Pavimento
Fibra di gesso
Isolante
Barriera vapore
Anticalpestio
Granulato
di marmo
Pannello OSB
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11. PERCHÉ SCEGLIERE S.M.A.L.
Il sistema misto acciaio–legno risponde ai nuovi paradigmi dell’economia
de-carbonizzata interpretando al meglio l’industrializzazione off-site e la
circular economy.
La prefabbricazione a secco permette di abbattere drasticamente i rischi e
le inefficienze della costruzione tradizionale, di controllare i tempi di
costruzione ed i costi di gestione, di ridurre l’impatto ambientale del
sistema edificio e i suoi consumi energetici considerandone l’intero ciclo di
vita.
I processi industrializzati permettono una migliore gestione digitale del
progetto, il controllo e la certificazione dei componenti e delle performance
complessive, rendendone possibile a fine vita la rigenerazione o la
demolizione selettiva con riuso di materiali e componenti.
Materiali riciclati con
certificazione dell’origine
delle materie prime
Trasformazione industriale,
controllo di qualità e
certificazione dei componenti
L’unione acciaio–legno rappresenta una sintesi dell’impiego delle
moderne tecnologie edilizie e la simbiosi delle caratteristiche qualitative e
performanti dei due materiali, superando quelle dei sistemi mono-
materiale. Da un lato l’acciaio garantisce elevata resistenza meccanica e
sismica, oltre a snellezza e flessibilità che permettono di minimizzare gli
ingombri strutturali e gli elementi vincolanti verticali (per es. le pareti
portanti tipiche delle costruzioni tutto legno) e di fruire pienamente degli
spazi interni senza limitazioni e senza vincoli alle successive modifiche di
layout, dall’altra il legno fornisce sostenibilità e comfort, assicura
leggerezza, efficienza energetica e basso impatto ambientale.
La struttura modulare consente l’aggiunta o la sottrazione di volumi in
facciata, introducendo un pensiero estetico nuovo per ogni
contestualizzazione,.
Il sistema garantisce l’acquisizione di crediti nei principali sistemi di
certificazione di sostenibilità: LEED – GBC HOME – ARCA - CASACLIMA
Prefabbricazione e
pre-assemblaggio in
stabilimento
Montaggio finale a
secco in cantiere,
velocità, sicurezza
Riciclaggio e/o riuso
dei materiali
e nuovo ciclo di vita
L’unione acciaio–legno rappresenta una sintesi dell’impiego delle
moderne tecnologie edilizie e la simbiosi delle caratteristiche qualitative e
performanti dei due materiali, superando quelle dei sistemi mono-
materiale. Da un lato l’acciaio garantisce elevata resistenza meccanica e
sismica, oltre a snellezza e flessibilità che permettono di minimizzare gli
ingombri strutturali e gli elementi vincolanti verticali (per es. le pareti
portanti tipiche delle costruzioni tutto legno) e di fruire pienamente degli
spazi interni senza limitazioni e senza vincoli alle successive modifiche di
layout, dall’altra il legno fornisce sostenibilità e comfort, assicura
leggerezza, efficienza energetica e basso impatto ambientale.
La struttura modulare consente l’aggiunta o la sottrazione di volumi in
facciata, introducendo un pensiero estetico nuovo per ogni
contestualizzazione,.
Il sistema garantisce l’acquisizione di crediti nei principali sistemi di
certificazione di sostenibilità: LEED – GBC HOME – ARCA - CASACLIMA
Prefabbricazione e
pre-assemblaggio in
stabilimento
Montaggio finale a
secco in cantiere,
velocità, sicurezza
Riciclaggio e/o riuso
dei materiali
e nuovo ciclo di vita
PERCHÉ SCEGLIERE S.M.A.L.
Il sistema misto acciaio–legno risponde ai nuovi paradigmi dell’economia
de-carbonizzata interpretando al meglio l’industrializzazione off-site e la
circular economy.
La prefabbricazione a secco permette di abbattere drasticamente i rischi e
le inefficienze della costruzione tradizionale, di controllare i tempi di
costruzione ed i costi di gestione, di ridurre l’impatto ambientale del
sistema edificio e i suoi consumi energetici considerandone l’intero ciclo di
vita.
I processi industrializzati permettono una migliore gestione digitale del
progetto, il controllo e la certificazione dei componenti e delle performance
complessive, rendendone possibile a fine vita la rigenerazione o la
demolizione selettiva con riuso di materiali e componenti.
Materiali riciclati con
certificazione dell’origine
delle materie prime
Trasformazione industriale,
controllo di qualità e
certificazione dei componenti
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12. PERFORMANCE STATICHE E RESISTENZA SISMICA
Il sistema misto è leggero e staticamente resistente. Con il suo
utilizzo si possono superare i limiti dimensionali della costruzione,
sia in termini di elevazione che di maglia strutturale, tipici dell’edilizia
«tutto legno». In caso di sisma gli sforzi nella struttura vengono
limitati ed assorbiti grazie a queste caratteristiche intrinseche dei
materiali e delle giunzioni, garantendo per tanto una maggior
sicurezza per le persone e la minimizzazione dei danni indotti.
CARATTERISTICHE QUALITATIVE
EFFICIENZA ENERGETICA
Grazie alla bassa conduttività termica, il pannello in legno impiegato
nel sistema misto contribuisce attivamente alla coibentazione
dell’involucro edilizio, il suo ridotto spessore e la facilità di
ancoraggio e di aderenza lo rendono ideale per l’accoppiamento
stratificato con altri pannelli isolanti performanti. Un’accorta
progettazione dei nodi costruttivi permette di eliminare del tutto i
ponti termici, alla stessa stregua dell’edilizia «tutto legno», l’acciaio
infatti non rimane mai a contatto con l’ambiente esterno.
SOSTENIBILITÀ E CIRCOLARITÀ
Il legno è un materiale rinnovabile, esso assorbe CO2 nella fase di
crescita contribuendo alla de-carbonizzazione. Il legno impiegato
nel sistema è certificato FSC o PEFC. L’acciaio strutturale utilizzato
contiene fino al 90% di componente riciclata proveniente da
rottame di tutti i settori di consumo, allo stesso modo il
componente trasformato su progetto può essere rottamato o
recuperato per il suo completo riciclo a fine vita.
RAPPORTO COSTI/BENEFICI
La leggerezza dell’organismo strutturale misto acciaio-legno
permette di limitare la dimensione delle opere di fondazione e di
semplificarne la tipologia, con effetto diretto sula riduzione dei
costi e dei tempi di realizzazione. Un edificio in acciaio e legno
contiene inoltre un valore economico intrinseco rappresentato dai
materiali che lo compongono e dal loro potenziale riutilizzo/riciclo.
ISOLAMENTO ACUSTICO
Le strutture possono essere progettate e realizzate per garantire
un comfort acustico con valori anche più rigorosi dei limiti minimi
delle leggi in vigore.
FLESSIBILITÀ E PERSONALIZZAZIONE ARCHITETTONICA
La struttura modulare consente l’aggiunta o la sottrazione di
volumi in facciata, introducendo un pensiero estetico nuovo per
ogni contestualizzazione, e di fruire pienamente degli spazi interni
senza limitazioni e senza vincoli alle successive modifiche di layout.
MINIMO INGOMBRO = PIÙ METRI QUADRATI
La presenza di elementi strutturali leggeri, aventi ingombro
minimo e puntuale, garantisce a parità di superficie lorda la
disponibilità di una maggiore superficie utile netta interna rispetto
agli altri sistemi costruttivi.
RESISTENZA AL FUOCO
Il sistema può facilmente raggiungere i requisiti di resistenza al
fuoco derivanti dalle prescrizioni normative. Le componenti
strutturali in legno (X-Lam) possono essere certificate all’origine
per una resistenza R=60 min. mentre i componenti in acciaio
possono raggiungere una resistenza R=30/90 min. mediante
applicazione di rivestimenti protettivi.
DURABILITÀ E VALORE NEL TEMPO
L’impiego del sistema permette una pianificazione spinta delle
attività ed una progettazione integrata sfruttando a pieno le
potenzialità della digitalizzazione dei processi (B.I.M.). I
Componenti integrati in stabilimento e rigorosamente assemblati
in cantiere hanno caratteristiche prestazionali e di durabilità note e
certificate. La manutenzione viene programmata ed è semplificata
dall’accessibilità dei componenti e degli impianti tecnologici che
possono essere facilmente sostituiti per rinnovare l’opera nel
tempo, mantenendone sempre aggiornato il valore di mercato.
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