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L’edificio in legno più alto al mondo che verrà presto ultimato a Milwaukee (USA), si chiama Ascent MKE. La torre da record ha 25 piani, di cui 19 residenziali, ed è alta ben 86,56 metri A cura di: Arch. Emanuele Meloni Indice degli argomenti: Legno da record Il sistema strutturale e laterale Il sistema costruttivo: legno e cemento Connessione degli elementi in legno Tipo e qualità del legname Protezione antincendio Ascent MKE, una torre residenziale di 25 piani situata a Milwaukee (USA), diventerà l’edificio in legno più alto al mondo una volta completato. Progettata da Korb & Associates Architects, con la collaborazione di Thornton Tomasetti per la parte strutturale, la costruzione del grattacielo verde è cominciata il 1 settembre 2020 e terminerà dopo quasi due anni di lavori (previsti 22 mesi), nel luglio del 2022. Sebbene con solo un piccolo scarto (1,16 metri), Ascent ha superato l’attuale detentore del record mondiale – il Mjøstårnet in Norvegia (85,4 m) – diventando il palazzo in legno più alto al mondo. Scopriamo i segreti del suo successo, addentrandoci nelle viscere della sua creazione, dal sistema costruttivo, alle connessioni degli elementi strutturali, al tipo e qualità del legname utilizzato, senza tralasciare gli aspetti della sicurezza antincendio e i dettagli architettonici. Legno da record La torre di 25 piani Ascent MKE, una volta completata, avrà 259 appartamenti su 18 piani in legno, posti su un basamento di 7 piani in cemento armato destinato a parcheggio, con negozi, parcheggio, piscina, centro fitness. Completa l’opera, una terrazza sul tetto corredata da una serie di servizi in cima all’edificio (sala degustazione vini, saloni e persino uno schermo cinematografico all’aperto). L’innovativo processo edilizio, ha previsto dapprima la creazione di un modello virtuale digitale dell’edificio (BIM) fin nei minimi dettagli, rivelando in anticipo ogni problematica e qualsiasi potenziale conflitto. Questo, insieme all’uso della prefabbricazione in legno, ha permesso una riduzione dei tempi di costruzione, di ben 4 mesi. Il derivante risparmio economico, quantificato in 500.000 $, copre abbondantemente il surplus iniziale della struttura in legno (a Milwaukee, l’attuale sovrapprezzo per un telaio in legno è di circa il 30%, rispetto ai consueti edifici residenziali in cemento armato). La terrazza al 25 esimo piano, regala viste mozzafiato sul Lago Michigan e sul sottostante Milwaukee Art Museum, avveniristica opera dell’archistar Santiago Calatrava. Il sistema strutturale e laterale Il sistema strutturale di Ascent si può scomporre in due parti: in basso c’è un basamento di 7 piani (destinato a parcheggio) in cemento armato a cui è “appoggiata” la costruzione in legno residenziale di 18 piani. La struttura di base ha pilastri in cemento armato e lastre piane post-tensionate dello spessore di 19 cm. La sovrastruttura a gravità in legno massiccio è del tipo a telaio, con travi e pilastri in legno lamellare e pannelli in legno a strati incrociati (Xlam o CLT) a campata unidirezionale (specie legnosa: abete rosso), si erge sopra il podio in cemento armato al livello 7. Ascent, con la sua altezza record, spinge i limiti delle costruzioni in legno oltre ogni attuale codice normativo. Consapevoli di tale audace impresa, il team di progettazione ha predisposto un sistema strutturale laterale costituito da due nuclei in cemento armato che si ergono dal basamento e che danno controventamento e stabilità alla struttura lignea, che vi si appoggia e unisce. I due nuclei corrispondono ad un ascensore e scale a sud e un nucleo di scale più piccolo a nord. Le prime ipotesi del progetto preliminare, poi abbandonate, avevano preso in considerazione svariate soluzioni per le lastre dei solai piani, tra cui: Nail Laminated Timber (NLT), un prodotto molto nordamericano costituito da laminati in legno accostati sul lato corto e inchiodati in successione Dowel Laminated Timber (DLT), simile a NLT, ma utilizza tasselli in legno al posto dei chiodi Alla fine, la scelta definitiva è ricaduta su pannelli in Xlam, combinazione ottimale di estetica ed efficienza economica. Per i piani residenziali, lastre a 5 strati da 180 mm. Per il piano dei servizi e in copertura, a causa dei maggiori requisiti di carico previsti, un pannelli in CLT a 7 strati da 240 mm. Il sistema costruttivo: legno e cemento Ascent presenta un doppio sistema di griglia per la disposizione dei pilastri in pianta. I piani residenziali, a partire dal settimo piano, presentano una struttura in legno impostata su una tipica griglia di colonne residenziali di circa 5 metri di larghezza per una lunghezza alternata da 6 m a 7,6 m. I piani inferiori, in cemento armato e adibiti a parcheggio, hanno una disposizione diversa: la spaziatura poco generosa delle colonne non consentiva un’efficiente disposizione dei parcheggi e adeguate corsie di marcia. Pertanto, al passaggio tra il parcheggio tipico e i piani residenziali, è stato sviluppato un livello di trasferimento per integrare le due diverse griglie di parcheggio e residenziali. Attraverso travi in cemento armato ben dimensionate (da 120 a 180 cm), la struttura è in grado di trasferire il peso dei piani superiori in legno sulle sottostanti e più rade colonne in cemento armato. Il terreno della città di Milwaukee è caratterizzata dall’avere uno strato roccioso e stabile molto in profondità, che richiede per la costruzione di grattacieli fondazioni profonde fino a 50 metri per raggiungere la roccia. Il team di progettazione ha pertanto realizzato delle speciali fondazioni con pali di tubi d’acciaio riempiti di calcestruzzo, con capacità di oltre 450 tonnellate per palo, superando i limiti convenzionali della statica fermi a circa la metà. Combinando i pali ad alta capacità con la struttura in legno di massa leggera, è stato possibile ridurre significativamente il numero di elementi di fondazione profondi, con ingenti risparmi per l’intero progetto. Connessione degli elementi in legno L’obiettivo del progetto Ascent era mettere in mostra la “bellezza intrinseca” della struttura: era perciò inevitabile l’uso del legno a vista. Come abbiamo già visto per gli elementi legno, è altrettanto importante la protezione al fuoco delle connessioni metalliche tra le parti: l’uso dei connettori in acciaio a vista può essere problematica, anche in presenza di vernici intumescenti. I progettisti hanno perciò optato per connessioni nascoste, camuffate all’interno dell’elemento strutturale (trave o pilastro) e protette dallo spessore del legname che lo avvolge esternamente. La connessione consiste in una piastra metallica, avvitata alla colonna e che fa da base di appoggio per la trave. Il collegamento è infilato nella trave in legno lamellare e il fondo è ricoperto da un blocco di legno, che la maschera e protegge. Una connessione così personalizzata ha ovviamente un costo relativamente alto. Per compensare, ove possibile, sono state usate più connessioni legno-legno, riducendo al minimo l’utilizzo di costosi connettori in acciaio. Tipo e qualità del legname Ascent è un edificio che raccoglie e supera con successo una serie di sfide. Una di queste è stata la reperibilità del materiale. Il legno e le parti strutturali finite provengono dall’Austria: le singole parti vengono spedite e assemblate in loco da specialisti, come i pezzi di un puzzle. Questo perché, anche se gli Stati Uniti hanno una silvicoltura sufficiente, mancano le competenze e la tecnologia associata. “Per quanto riguarda l’ingegneria delle costruzioni in legno, le competenze e le imprese negli Stati Uniti sono scomparse tra il 1970 e il 1990. E quindi ora si affidano a noi“, afferma Erich Wiesner, amministratore delegato di Wiehag, uno dei leader mondiali nell’ingegneria delle costruzioni in legno. Il progetto è realizzato con pannelli xlam di abete rosso per pavimenti e pareti e legno lamellare per travi e colonne di travi, la maggior parte dei quali prodotti in Austria da Wiehag Timber Construction. Questi sono stati imbullonati e avvitati insieme in loco con 100.000 elementi di fissaggio inseriti in posizione da squadre di C.D. Smith e Thornton Thomaselli. Protezione antincendio Sebbene il legno sia un materiale combustibile, nel caso del legname massiccio, se esposto a incendi e temperature elevate, la maggiore dimensione (volume) del materiale consente all’elemento di sviluppare uno strato carbonizzato attorno al suo perimetro, proteggendo il materiale interno e mantenendo l’integrità strutturale del nucleo. Test antincendio: è evidente la zona che mantiene l’integrità strutturale, dopo aver bruciato 3 ore La struttura in legno è stata sottoposta, come da normativa, a intensivi test antincendio. La prova antincendio del legname consente ai progettisti di calcolare il tasso di carbonizzazione e poter quindi sovradimensionare gli elementi in modo da garantire l’integrità strutturale di un elemento sottoposto a incendio. Nel caso di Ascent MKE, per ottenere un’autorizzazione il team di progettazione doveva verificare una struttura di tipo 1A e quindi confermare una resistenza al fuoco di 3 ore per i pilastri, invece delle solite due ore richieste dalle canoniche prove antincendio per le costruzioni in legno massiccio. I dati esistenti (limitati), narrano di uno spessore di carbonizzazione stimato di 100 mm, per un evento di 3 ore. Per confermare questo valore, il progetto Ascent ha coinvolto l’USDA Forest Products Laboratory (FPL) a Madison, Wisconsin (U.S.A), che in collaborazione con il team di progettazione ha sviluppato una procedura di test per confermare la frequenza di 3 ore richiesta. A ulteriore garanzia di resistenza al fuoco, i pannelli xlam sono stati rivestiti esternamente da una lastra in gypcrete (calcestruzzo di gesso, una miscela di gesso, cemento Portland e sabbia) da 50 mm e da un tappetino acustico. Oltre a fornire isolamento acustico, il rivestimento offre protezione antincendio per la parte superiore della lastra in CLT, consentendo anche la posa in opera di un sistema di riscaldamento radiante a pavimento. Il team di progetto ha infine inserito misure di mitigazione dell’incendio aggiuntive, come: sistema diffuso di sprinkler, numerosi allacciamenti alla rete idrica, tubi di livello a ogni scala, pressurizzazione dei vano scala e sistemi di rilevazione del fumo. Scheda progetto Ascent MKE Numero di piani: 25 Numero di appartamenti: 259 Altezza: 86.56 m Stato: in costruzione (luglio 2022) City : Milwaukee, USA Progettista architettonico: Korb + Associates Architects Progettista strutturale: Thornton Tomasetti BIM: CadMakers Inc. Per approfondire: Fernandez, Alejandro, et al., Ascent – Challenges and Advances of Tall Mass Timber Construction, International Journal of High-Rise Buildings, 9(3), pp 235–244, settembre 2020 Korb+Associates Architects Thornton Tomasetti Tema Tecnico Architettura sostenibile Consiglia questo progetto ai tuoi amici Commenta questo progetto
