Balloon e platform frame, sistemi costruttivi per edifici in legno

Sistemi costruttivi a telaio per edifici in legno

Gli edifici in legno sono antichi quanto l'architettura perché questo materiale ha molti pregi:

• si trova e si trasporta facilmente;
  
  
• si lavora senza troppa fatica anche con strumenti semplici;
  
  
• costa poco;
  
  
• possiede un'ottima resistenza a trazione, flessione e compressione;
  
  
• è elastico e antisismico;
  
  
• consente la costruzione di edifici anche molto grandi in tempi estremamente brevi.
  
  

Di contro, non resiste al fuoco e risulta vulnerabile all'umidità e agli insetti xilofagi quali tarli o termiti.

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Schema strutturale del sistema ballon frame, by Costantini Sistema Legno

Casa il legno con struttura a ballon frame, by L.A. Cost.

Schema strutturale del sistema platform frame, by Costantini Sistema Legno

Pannelli platform frame di Sistem Costruzioni

Versione moderna del sistema costruttivo Platform Frame, Sistem Costruzioni

Casa in costruzione con il sistema platform frame, by Sistem Costruzioni

Villa in costruzione con il sistema platform frame, by Sistem Costruzioni

Palazzina in legno costruita a platform frame, by Sistem Costruzioni

Casa moderna costruita a platform frame, by Sistem Costruzioni

Edificio moderno costruito con il sistema platform frame, by Sistem Costruzioni

Casa moderna costruita con il sistema platform frame, by Sistem Costruzioni

Tuttavia, i sistemi costruttivi a graticcio o telaio sono noti e utilizzati da millenni: il ballon e platform frame sono due varianti del sistema a telaio sviluppate nel corso del XIX secolo, quando si rese disponibile il legname a basso costo lavorato in segherie meccaniche e commercializzato sotto forma di lunghe tavole standardizzate.

Negli Stati Uniti, questo materiale venne infatti utilizzato per la costruzione di case di campagna prefabbricate in legno, ranch e intere cittadine del Far West: a quell'epoca le case erano auto-costruite dagli stessi futuri abitanti.

Elementi principali degli edifici in legno

Gli elementi base sono estremamente semplici:

• le tavole di legno;
  
  
• utilizzate per il telaio struttura;
  
  
• gli impalcati dei solai e della copertura;
  
  
• i pavimenti e il rivestimento delle pareti perimetrali;
  
  
• pietre o mattoni e malta di calce o cemento per il basamento;
  
  
• un po' di carta catramata, paglia o scandole di legno per il manto di copertura;
  
  
• molti chiodi.

Questi sistemi, ovviamente assai perfezionati anche con l'uso di materiali moderni quali il legno lamellare, sono tuttora utilizzati anche in Italia per la costruzione di case in legno, palazzine o edifici specialistici come scuole, asili o residenze per anziani.

Il sistema costruttivo a balloon frame

Il sistema costruttivo più antico è il balloon frame building, che letteralmente significa costruzione con telaio a pallone e consente la realizzazione di costruzioni in legno alte quanto le tavole disponibili, normalmente corrispondenti a due o tre piani fuori terra.

Il balloon frame si basa su tavole lunghe e sottili, alte quanto la parete da realizzare, disposte a un interasse di circa 45-50 centimetri per formare una fitta struttura a telaio in legno controventata con altre tavole inclinate a 45° o 60°.

Anche i solai interpiano, sempre a orditura semplice, sono formate dai medesimi elementi che si appoggiano su un dormiente che funge da cordolo perimetrale.


Altre tavole formano, invece, la struttura sia della scala interna con relative alzate e pedate, che della copertura.

Com'è impostato un edificio in legno con sistema costruttivo a balloon frame

L'edificio si imposta su un basso zoccolo costituito da una muratura di mattoni o scaglie di pietrame oppure da un cordolo in cemento armato impermeabilizzato adeguatamente.

L'attacco a terra è infatti il punto maggiormente vulnerabile di queste costruzioni legno, perché l'umidità di risalita capillare, facendo marcire le teste delle tavole, potrebbe danneggiare l'edificio anche in modo irreversibile.

La struttura portante in legno viene ovviamente tamponata con vari materiali tra cui ad esempio lastre di cartongesso, compensato o OSB, scandole lignee o speciali pannelli sandwitch con integrata una coibentazione, e infine intonacati, tinteggiati o rivestiti.


Questo sistema costruttivo viene tuttora molto utilizzato in Canada e negli Stati Uniti per la costruzione case in legno, mentre in Italia appare meno diffuso.

Strutture in legno a platform frame

Le strutture di case in legno eseguite con la tecnica del platform frame sono invece più simili alle antiche case a graticcio tipiche del Nord Europa.

Il sistema platform si sviluppa infatti come evoluzione delle costruzioni a ballon frame: la differenza fondamentale risiede nella lunghezza dei montanti verticali del telaio strutturale, in questo caso corrispondente all'altezza di ciascun piano.


Ogni piano dell'edificio funge infatti da piattaforma per la costruzione di quello successivo; i solai intermedi hanno invece la funzione di elementi di raccordo e irrigidimento.

Nel XIX secolo per la costruzione di queste strutture prefabbricate in legno si utilizzavano le medesime tavole impiegate anche negli edifici a balloon frame, mentre oggi si realizzano sostanzialmente case in legno lamellare grazie al alcune decisive innovazioni.

Costruzione di un edificio in legno a platform frame

Come prima operazione, il futuro edificio viene infatti suddiviso in unità strutturali più piccole, normalmente corrispondenti a una parete o un segmento di parete.

Ciascuna di esse viene costruita fuori opera assemblando una serie di montanti verticali in legno lamellare o KVH posti a un interasse regolare variabile in funzione dell'entità dei carichi da sopportare, della presenza di porte o finestre e delle dimensioni della parete finita, e controventati adeguatamente.


Sui lati esterni viene quindi posizionato e fissato tramite chiodi ad aderenza migliorata e angolari metallici il pannello di rivestimento strutturale OSB, che rinforza e copre completamente la maglia strutturale.

L'intercapedine può essere sfruttata per il passaggio degli impianti o, riempiendola di un isolante naturale, per aumentare l'isolamento termico e dunque le prestazioni energetiche e il comfort interno dell'abitazione.

Anche in questo caso occorre curare molto bene l'attacco a terra dell'edificio, al giorno d'oggi costituito da un cordolo e una platea di calcestruzzo armato.

Balloon vs platform framing: due sistemi a confronto

Entrambi i sistemi costruttivi sono economici, semplici, veloci e consentono la costruzione a perfetta regola d'arte di case moderne in legno.

Tuttavia, quello attualmente più conveniente è probabilmente il platform frame grazie ad alcuni innegabili vantaggi, come ad esempio la possibilità di realizzare i pannelli prefabbricati direttamente in officina, trasportarli in cantiere e montarli nella loro posizione definitiva.


Da questo punto di vista, la costruzione di un edificio con questo sistema ricorda quella delle abitazioni in legno lamellare con struttura portante in pannelli di X-Lam.

Balloon vs platform framing: altre considerazioni

Le aziende specializzate come Costantini Case In Legno - L.a. Cost possono perciò proporre vere e proprie case di design prefabbricate vendute sulla base di un catalogo standardizzato, oppure case di legno moderne da realizzare secondo le esigenze di ciascun cliente.

Un altro grande pregio riguarda inoltre la possibilità di costruire edifici a più piani, perché l'altezza delle pareti portanti risulta indipendente dalla lunghezza delle tavole di legno reperibili sul mercato.

Ciò consente la realizzazione di case grandi in legno e di palazzine plurifamigliari simili a quelle, con tre piani fuori terra, costruite dall'azienda Sistem Costruzioni.




Il sistema balloon frame può essere tuttavia usato con successo per la costruzione di bungalow, capanni, piccole case di vacanza oppure abitazioni unifamiliari permanenti a un solo piano, soprattutto se inserite in programmi di autocostruzione legno e in abbinamento ad altri materiali ecosostenibili come paglia e terra cruda da impiegare nei tamponamenti.