Canadian wood constructions : the evolution of building codes

Roberto Mangiaratti

Canadian wood constructions : the evolution of building codes.

Rel. Guido Callegari, Paolo Simeone. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile, 2014

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Abstract:	ABSTRACT Il Canada, grazie alla presenza di ampi territori e di una elevata presenza di foreste, da secoli usa il legno come elemento principale per la costruzione di edifici ed è ben regolamentato da diversi strumenti legislativi sia a livello provinciale che in ambito nazionale. Il National Building Code of Canada rappresenta lo strumento principale per la progettazione, la costruzione e la ristrutturazione di tutti i manufatti edili. In questo manuale sono riportati tutti i vincoli a cui attenersi (altezze massime raggiungibili, prestazioni acustiche, resistenza al fuoco, resistenza sismica, ecc.). Il quadro di esperienze canadese è molto vasto, con la presenza sul territorio di diversi sistemi costruttivi impiegati sia nell'edilizia abitativa sia in edilizia sociale e commerciale. Il più tradizionale sistema costruttivo canadese, ancora utilizzato, si basa su una struttura a telaio lignea chiamata "two by four", impiegata per le costruzioni in prevalenza residenziale. Un altro sistema costruttivo che si è affermato negli ultimi decenni è rappresentato da strutture ibride e miste dove non vi è la esclusiva presenza di legno nella struttura, ma questo materiale rappresenta una delle componenti che definiscono organismo stesso strutturale. Un elemento innovativo che è entrato da poco nella cultura edilizia canadese è rappresentato dal X-Lam, costituito da pannelli in legno massiccio a strati incrociati. Questo nuovo prodotto, che nasce in Europa, sta provando a farsi largo nel macro cosmo dell'edilizia Nord Americana, grazie soprattutto alle sue prestazioni meccaniche e alla sua facilità di adattamento al progetto. Questa Tesi di ricerca esplorerà il mondo dell'edilizia canadese e dei sistemi costruttivi utilizzati, analizzando l'evoluzione della normativa canadese, con l'obbiettivo di individuare le relazioni fra le ricerche europee e lo sviluppo legislativo nord americano: fra questi gli studi internazionali fatti dal CNR-IVALSA del Trentino con il progetto Sofie. METODOLOGIA DI RICERCA Questa tesi di ricerca, che indaga l'argomento delle costruzioni in legno in Canda, è stata possibile grazie al Politecnico di Torino e alla borsa di studio che mi è stata offerta. Grazie ad essa e alla volontà di continuare un percorso di ricerca sugli edifici in legno avviata con la tesi del triennio, sono stato in grado di poter rapportarmi con l'ambiente delle costruzioni direttamente sul territorio canadese. Il mio percorso di ricerca in Canada, più precisamente nella città di Montreal (Québec), si è protratto dal 18 Ottobre 2013 al 26 Gennaio 2014, un periodo difficile per via delle condizioni metereologiche ma ricco di soddisfazioni dal punto di vista conoscitivo. Durante la prima fase di questo periodo ho avuto la possibilità di consultare materiali come: libri, riviste e manuali tecnici dalle principali facoltà universitarie di Montreal come la MCGill e la Concordia, rinomate a livello nazionale e internazionale. La fase successiva è stata scandita dalla necessità di conoscere e apprendere direttamente in cantiere la metodologia e l'iter di realizzazione degli edifici in legno. Per questo motivo, grazie alle conoscenze fatte sul territorio, ho avuto modo di visionare diversi cantieri in Montreal, Toronto e in Québec City. I cantieri visionati, che corrispondevano a future attività residenziali e commerciali, mi hanno permesso di capire come si svolgono le varie fasi di cantiere e ancora prima la fase progettuale. Mi è stata data anche la possibilità di intervistare due imprenditori di lunga data italo-canadesi, Tony e Enzo Calella, che hanno dissipato parte dei miei dubbi inerenti l'evoluzione storica del National Building Code of Canada e del mercato delle costruzioni in legno in Canada. Ho voluto sviluppare la tesi in modo tale da fare un chiaro riferimento al libro "Le costruzioni in legno: l'esperienza canadese" di Cristina Benedetti, che si è interessata all'argomento già nel lontano 1984, così da poterne aggiornare gli argomenti da Lei inseriti e aggiungerne di nuovi, frutto dell'evoluzione stessa dei sistemi costruttivi lignei utilizzati in Canada, dando anche una base di conoscenza della normativa tecnica per la realizzazione di edifici in legno adibiti ad uso residenziale e commerciale. Per raggiungere questo obbiettivo, oltre alle ricerche sul territorio canadese, ho ritenuto utile rapportarsi con un ricercatore del CNR-lvalsa, l’architetto Paolo Simeone, che ha lavorato in Canada per diversi anni e che gentilmente ha messo a disposizione la sua esperienza.
Relatori:	Guido Callegari, Paolo Simeone
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TC Protezione degli edifici T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea:	Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3781
Capitoli:	INDICE Abstract Metodologia di ricerca 1. Contesto canadese: Cenni storici del legno 2. National Building Code of Canada 2.1 Evoluzione del Codice 2.2 Struttura del Codice 2.3 Le modifiche significative del Codice pubblicato nel 2005: il progetto SOFIE 2.4 Modifiche future del Codice 2.5 Standard canadesi 2.5.1 Elementi in legno 2.5.2 Isolamento acustico 2.5.3 Isolamento termico 2.5.4 Sistema di fissaggio 2.5.4.1 Chiodi 2.5.4.2 Viti 2.5.4.3 Piastre metalliche 2.6 Standard americani 2.7 CLT, collaborazione tra CSA e ANSI/APA 2.7.1 Legname 2.7.2 Adesivi 3. Sistemi Costruttivi 3.1 Sistemi costruttivi a telaio: Platform frame 3.1.1 Sistema di fondazione 3.1.2 Sistema verticale 3.1.2.1 Involucro edilizio 3.1.3 Sistema di orizzontamento 3.1.4 Sistema di copertura 3.1.5 Normativa antincendio 3.1.6 Caso studio: Remy-Patrick Cotter Architect Ine. 3.2 Componenti edilizi OSB 3.2.1 Composizione 3.2.2 Elementi OSB nei sistemi verticali 3.2.3 Elementi OSB nei sistemi orizzontali 3.2.4 Elementi OSB nelle coperture 3.2.5 Altri usi dei pannelli OSB 3.3 Sistemi costruttivi ibridi 3.3.1 Strutture ibride: legno/legno 3.3.1.1 Sistema CLT/Platform frame 3.3.1.2 Sistema CLT/Balloon frame 3.3.2 Strutture ibride: calcestruzzo/legno 3.3.2.1 Complementarietà dei materiali 3.3.2.2 Tipologie applicative dei sistemi costruttivi calcestruzzo/legno 3.3.2.3 Edifici multipiano con piani in elevazione in legno 3.3.2.4 Coperture 3.3.2.5 Riqualificazione termica 3.3.2.6 Pareti esterne e partizioni interne 3.3.3 Strutture ibride: acciaio/legno 3.3.3.1 Sistema verticale 3.3.3.2 Sistema di coperture 3.3.3.3 Connessione solaio/elementi verticali 3.3.3.4 Connessione copertura/elementi verticali 3.3.4 Normativa tecnica e sicurezza antincendio 3.3.5 Caso studio: Library Square 4. Sistemi costruttivi innovativi: X-Lam - CLT 4.1 I pannelli CLT 4.1.1 Processo di produzione 4.1.2 Selezione del legname 4.1.3 Contenuto di umidità e temperatura 4.1.4 Influenze sugli adesivi 4.1.5 Stoccaggio 4.1.6 Fase di studio e piallatura 4.1.7 Applicazione della colla 4.1.8 Stratificazione delle tavole 4.1.9 Controllo qualità 4.1.10 Marchiatura del prodotto 4.1.11 Resistenza al fuoco 4.1.11.1 Elementi con funzione di separazione dal fuoco 4.1.11.2 Resistenza al fuoco degli elementi strutturali 4.1.11.3 Ulteriori considerazioni 4.1.12 Comportamento strutturale 4.1.12.1 Proprietà meccaniche di elementi CLT utilizzati per strutture verticali e orizzontali 4.2 Strutture in CLT: prefabbricazione 4.2.1 Connessioni e ancoraggi 4.2.2 Elementi di connessione 4.2.3 Tipi di connessione 4.2.4 Prestazioni termiche 4.2.5 Prestazioni acustiche 4.2.6 Resistenza sismica 4.3 Caso studio: District 03 5. Conclusioni: le evoluzioni dei sistemi costruttivi - dall'Europa al Nord America Bibliografia Normativa Sistemi Costruttivi X-Lam Sitografia Ringraziamenti
Bibliografia:	BIBLIOGRAFIA Normative: - Canadian Commission on Building and Fire Codes, National building code of Canada 2010, Ottawa Ontario, National Research Council of Canada, Institute for Research in Construction, 2010. Sistemi Costruttivi: - American Forest e Paper Association, Details for conventional wood frame construction, Leesburg, American Wood Council, 2001. - Benedetti C., Le costruzioni in legno: l'esperienza canadese, Roma, edizione Kappa, 1984. - Benedetti C., Bacigalupi V., Legno architettura: il futuro della tradizione, Roma, edizione Kappa, 1991. - Canada Mortgage and Housing Corporation, About Your House: Canada's Housing Construction System, Ottawa (Ontario), CMHL e SCHL, 2011. - Canadian wood-frame house construction, Ottawa (Ontario), CMHL e SCHL, 2013. - Building Technology- Wood Frame Envelopes, Ottawa (Ontario), CMHL e SCHL, 2013. - Canadian Wood Council, Wood reference handbook: a guide to the architectural use of wood in building construction, Ottawa (Ontario), Conseil candien du bois, 1997. - Canadian Wood Council, Mid-rise Construction in British Columbia. A Case study Based on the Remy Project in Richmond, BC, Ottawa (Ontario), Conseil candien du bois, 2012. CLT: - Approvated American National Standard ANSI/APA, ANSI/APA PRG 320-2011: Standard for Performance-Rated Cross-Laminated Timber, Tacoma (Washington), Dicembre 2011. - Benedetti C., Costruire in Legno: edifici a basso consumo energetico, Bolzano, Bozen-Bolzano University Press, 2009. - CNR-IVALSA, Progetto sofie - sistema costruttivo Fiemme, Trento, CNR-IVALSA, 2008. - Crespell P., Gagnon S., Cross Laminated Timber: A Primer, Québec City (Québec), FP Innovations, 2010. - Crespell P., Gaston C., The Value Proposition for Cross-Laminated Timber, Québec City (Québec), FP Innovations, 2011. - Gagnon S., Pirvu C., CLT Handbook: Cross Laminated Timber, Québec City (Québec), FP Innovations, 2011. SITOGRAFIA - American Institute of Timber Construction (AITC), Timber Construction Manual, www.books.google.it. - ARCA Architettura Confort Ambiente, www.arcacert.com. - Canadian Wood Council, www.cwc.ca. - Canada X-Lam Factory, www.structurlam.com. - Canada X-Lam Factory, www.nordicewp.com. - Canadian Reserch on X-Lam by Forintek, www.fpinnovations.ca. - CNR-IVALSA, www.progettosofie.it. - Cross Laminated Timber and CST Innovations, www.cstinnovations.ca. - CTVCV, Maria Weisgaber on wooden skyscrapers, 08/03/2011, www.bc.ctvnews.ca. - Edilizia in legno e certificazione di qualità: giovedì la firma della convenzione tra Itea e Arca, 10/22/2013, http://www.itea.tn.it/. - FP Innovations, www.fpinnovations.ca. - Il legno del Québec e le sue tecniche di costruzione al centro di un'intesa di collaborazione tra il Québec e l'Italia, 16/11/2012, www.mrifce.gouv.qc.ca. - Itea e la Société D' Habitation du Québec ratificano un'intesa di collaborazione, 15/11/2012, http://www.itea.tn.it/. - Lyon C., New Wesminster's CST Innovation looks at how wood can replace concrete, 14/04/2011, www.newwestnewsleader.com. - Naturally:wood, BC Pine Beetle Wood, www.naturallywood.com. - NEWBuildS (Network for Engineered Wood-based Building Systems, www.newbuildscanada.ca. - Progetto Sofie, la nuova architettura del legno, www.progettosofie.it. - Publication and Reports Canada Mortgage and Housing Corporation, www.cmhc-schl.gc.ca. - Segre C., L'AHEC annuncia un importante studio dì valutazione del ciclo di vita (LCA, Life Cycle Assessment) relativo al legno di latifoglie americano, www.americanhardwood.com. - The SOFIE project, 31/01/2013, www.ivalsa.cnr.it. - Trentino e Québec, confront sulle costruzioni in legno, 19/10/2010, www.trentinosviluppo.it. - Utente naturally:wood, Introducing Cross- Laminated Timber (CLT) to North America, caricato in data 27/06/2011, www.youtube.com. - Utente: TEDTalentSearch, Michael Green: The beauty and impact of wooden skyscraper, www.youtube.com. - Weyerhaeuser, OSB and Engineered Wood, www.woodbywy.com/.

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