Edilizia in legno e innovazione di filiera: progettazione integrata di soluzioni abitative modulari con fondazioni su pali lignei e validazione applicativa su un edificio prototipo

This thesis develops the design of a prototype office building, to be built as part of the Valorlegno research project. The project, led by the ForestaOroVeneto regional innovation network, addresses various and critical issues related to wood valorization and the promotion of innovative solutions in the supply chain, with a particular focus on environmental sustainability. The primary objective of the research project, and consequently of this thesis, is to evaluate the structural characteristics and the economic and thermal-hygrometric comfort benefits of foundations made with wooden piles compared to traditional foundations for wooden buildings. The project is part of research and development in the local wood-based construction sector, and therefore also aims to explore and evaluate the economic and safety benefits of an approach based on modularity, prefabrication, and integrated design. The principle pursued is sustainability, in its environmental, economic, and social dimensions. The project was developed in direct collaboration with local wood producers, resulting in a digital twin of the building under construction, including the architectural model and structural and energy analytical models. The results will be compared with those derived from sensor surveys implemented in the building, as well as from static and dynamic structural tests performed on the actual building. In addition to the prototype building, the foundations of an integrated design system were developed, based on the principles of modularity and prefabrication. This should theoretically lead to reduced manufacturing costs, improved safety, and a reduction in production waste. The results show improved thermo-hygrometric comfort in terms of rising damp, significant cost savings when comparing the studied foundation system with an equivalent reinforced concrete one, structural characteristics that meet legal requirements, and a theoretical improvement in safety and cost reduction resulting from an integrated design approach. Some aspects regarding the durability of the foundation system remain to be evaluated, as well as the practical applicability of some results which were only theoretical at the time of writing this thesis.

La seguente tesi di laurea sviluppa il progetto di un edificio prototipo ad uso uffici, da realizzarsi nell’ambito del progetto di ricerca Valorlegno. Il progetto, il cui capofila è la rete innovativa regionale ForestaOroVeneto, affronta diverse tematiche e criticità legate alla valorizzazione del legno e alla promozione di soluzioni innovative nella filiera, con particolare attenzione alla sostenibilità ambientale. L’obiettivo principale del progetto di ricerca, e di conseguenza di questa tesi, é la valutazione delle caratteristiche strutturali e dei benefici economici e di comfort termo-igrometrico di fondazioni realizzate con pali in legno rispetto a quelle tradizionali per edifici lignei. Il progetto si inserisce nell’ambito della ricerca e dello sviluppo del settore edilizio della filiera del legno a livello locale, e quindi si pone anche di esplorare e valutare i benefici economici e di sicurezza di un approccio alla modularità, prefabbricazione e progettazione integrata. Il principio che si persegue è quello della sostenibilità, nelle sue declinazioni: ambientale, economica e sociale. Il progetto é stato sviluppato a diretto contatto con i produttori della filiera del legno locale, dando forma a un digital-twin dell’edificio in corso di realizzazione, comprensivo del modello architettonico e dei modelli analitici strutturali ed energetici, i cui risultati saranno comparati con quelli che proverranno dal rilevamento attraverso sensoristica implementata nell’edificio, nonché dalle prove strutturali statiche e dinamiche eseguite sull’edificio reale. Oltre all’edificio prototipo si sono sviluppati i fondamenti di un sistema di progettazione integrato, basato sui principi di modularità e prefabbricazione, che a livello teorico dovrebbe permettere la riduzione dei costi di fabbricazione, migliorate condizioni di sicurezza, e una riduzione degli scarti di produzione. I risultati mostrano migliorate condizioni di comfort termo-igrometrico in termini di umidità di risalita, un considerevole risparmio economico se si compara il sistema di fondazione studiato con uno equivalente in calcestruzzo armato, caratteristiche strutturali soddisfacenti i requisiti di legge, e un teorico miglioramento delle condizioni di sicurezza e una diminuzione dei costi derivanti da un approccio integrato alla progettazione. Restano da valutare alcuni aspetti riguardanti la durabilità del sistema di fondazione, nonchè la riscontrabilità nel pratico di alcuni risultati al momento della redazione di questa tesi solo teorici.