Perché il rovere massello è il riferimento per i gradini
Un gradino subisce più sollecitazioni di quasi ogni altro elemento di falegnameria di un edificio. Porta carichi concentrati dai tacchi, riceve la sabbia delle scarpe, viene pulito e talvolta bagnato, e il suo bordo anteriore, il naso del gradino, viene urtato da ogni aspirapolvere e da ogni valigia. Deve anche restare bello per decenni, perché sostituire un gradino significa smontare una scala.
Il rovere europeo (Quercus robur e Q. petraea) è diventato la risposta predefinita per tre ragioni. Il suo durame è naturalmente durabile: la EN 350 lo colloca in classe di durabilità 2 (talvolta 2–4), contro la classe 5, «non durabile», di faggio e frassino.2 Si muove meno del faggio quando cambia l'umidità interna. E la sua fibratura aperta, a porosità anulare, nasconde l'usura e le piccole ammaccature meglio della superficie liscia e uniforme del faggio o dell'acero.
La sorpresa è la durezza. Nella prova Janka, che misura la forza necessaria per far penetrare per metà nel legno una sfera d'acciaio, il rovere europeo raggiunge circa 4.980 N, mentre il faggio europeo arriva a circa 6.460 N e il frassino europeo a circa 6.580 N.1 Il rovere è abbastanza duro per qualsiasi scala domestica, ma non è l'opzione più dura. Il confronto tra rovere, faggio e frassino approfondisce i compromessi.
| Specie | Durezza Janka | Massa volumica | Ritiro tangenziale / radiale | Durabilità naturale (EN 350, durame) |
|---|---|---|---|---|
| Rovere europeo (Quercus robur) | 4.980 N | 675 kg/m³ | 8,4% / 4,7% | classe 2 (2–4) |
| Faggio europeo (Fagus sylvatica) | 6.460 N | 710 kg/m³ | 11,7% / 5,8% | classe 5 |
| Frassino europeo (Fraxinus excelsior) | 6.580 N | 680 kg/m³ | 9,6% / 5,7% | classe 5 |
Fonte: The Wood Database (durezza, massa volumica, ritiro); Holz vom Fach / GD Holz (classi di durabilità EN 350).
Spessore: 30, 40 o 50 mm, e che cosa lo decide davvero
«Quanto devono essere spessi i gradini?» è una delle domande più cercate sui gradini, e la risposta onesta è che nessuna norma europea pubblica una semplice tabella dello spessore in funzione della luce. Sui forum circolano regole empiriche, ma nessuna deriva da un programma di prove che abbiamo potuto trovare. Il calcolo strutturale degli elementi delle scale in legno è oggetto della EN 16481, una norma di metodo di calcolo per componenti portanti come cosciali, gradini, alzate, montanti e parapetti, che può essere integrata da metodi basati su prove.7 I requisiti di prodotto per le scale in legno massello di concezione tradizionale si trovano nella EN 15644.8
Ciò che un costruttore di scale valuta davvero è la luce libera, il modo in cui il gradino è sostenuto e quanto deve risultare rigido. Due nozioni elementari di teoria della trave aiutano. La rigidezza di una tavola cresce con il cubo dello spessore, quindi passare da 40 a 50 mm rende un gradino circa 1,95 volte più rigido. La resistenza a flessione cresce con il quadrato, circa 1,56 volte per lo stesso passaggio. (Entrambi i rapporti sono nostri calcoli dalla teoria della trave, a parità di specie e larghezza.)
Scale chiuse, scale aperte e gradini a sbalzo
In una scala chiusa, dove alzate e cosciali sostengono il gradino lungo i bordi, il gradino lavora su una luce breve e lo spessore è soprattutto una questione di aspetto e di profondità delle viti. In una scala aperta senza alzate il gradino copre liberamente la luce tra i cosciali e deve portare l'intero carico come una trave. I gradini a sbalzo, o «sospesi», ancorati solo alla parete, sono il caso più impegnativo: fissaggio, parete e gradino lavorano insieme e richiedono il calcolo di un ingegnere, non una scelta da catalogo.
Gradini di rivestimento su una scala in calcestruzzo
I gradini di ristrutturazione incollati a tutta superficie su una scala in calcestruzzo esistente non sono quasi sollecitati a flessione. Il loro spessore è determinato dal dettaglio del naso, dall'adesivo e dalla necessità di mantenere tutte le alzate uguali dopo l'aggiunta del rivestimento. Ricordate quest'ultimo punto: se i pavimenti finiti in cima e al piede della rampa cambiano quota, cambiano anche la prima e l'ultima alzata.
Listelli interi, giuntati a pettine o pezzo unico: come sono costruiti i gradini
Quasi nessun gradino moderno in rovere è ricavato da una sola tavola larga. Le tavole larghe si imbarcano e si spaccano durante l'essiccazione, e i tronchi di rovere che danno tavole nette da 300 mm sono rari e costosi. I gradini si incollano quindi da listelli più stretti, uniti di costa. Il modo in cui sono fatti questi listelli è la scelta principale che l'acquirente deve affrontare.
- I listelli interi (in tedesco durchgehende Lamelle) corrono per tutta la lunghezza del gradino in un solo pezzo. Sembrano legno massiccio, mostrano la venatura senza interruzioni e sono l'opzione di pregio.
- I listelli giuntati a pettine (keilgezinkt) sono fatti di spezzoni più corti e senza difetti, uniti di testa con «denti» a incastro e colla. I giunti a pettine si vedono come sottili linee a zigzag trasversali sulla faccia. Sfruttano meglio il tronco e costano meno, e un giunto a pettine ben eseguito è resistente; l'articolo sulla giunzione a pettine spiega quanto.
- I gradini in pezzo unico ricavati da una sola tavola sono possibili in larghezze ridotte o come elemento di carattere, ma si muovono e si imbarcano di più e sono difficili da reperire in lunghezze grandi e senza difetti.
Due dettagli contano più dell'etichetta. I listelli vanno disposti in modo che gli anelli di accrescimento siano alternati o vicini alla verticale, il che mantiene planare il pannello incollato, e le linee di colla devono essere adatte alle oscillazioni di umidità di una casa riscaldata. Entrambi i temi sono trattati nella nostra guida ai pannelli lamellari in legno massello, che usa la stessa tecnica.
Umidità e acclimatazione
Il legno scambia umidità con l'aria che lo circonda finché non raggiunge la sua umidità di equilibrio, il livello al quale non acquista né perde acqua. A circa 21 °C il legno si stabilizza a circa il 6% di umidità in aria al 30% di umidità relativa, a circa il 9% con il 50% e a circa l'11% con il 60%.3 Una casa riscaldata dell'Europa centrale si trova d'inverno all'estremo secco di questo intervallo e d'estate più verso il centro.
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| Umidità relativa | Umidità di equilibrio |
|---|---|
| 30% UR | 6,2% |
| 40% UR | 7,7% |
| 50% UR | 9,2% |
| 60% UR | 11,0% |
| 70% UR | 13,1% |
| 80% UR | 16,0% |
Valori medi per il legno in generale; le singole specie differiscono leggermente. Fonte: Glass & Zelinka (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, capitolo 4, tabella 4–2 (riga 21,1 °C / 70 °F).
Il Forest Products Laboratory statunitense raccomanda di posare falegnameria interna, pavimenti e mobili a un'umidità media dell'8%, con i singoli pezzi tra il 6% e il 10%, per la maggior parte degli Stati Uniti.10 Il valore si trasferisce bene alle case europee riscaldate. Un gradino consegnato al 12% da un magazzino non riscaldato si ritirerà dopo la posa; uno consegnato al 5% si rigonfierà.
Quanto si muove un gradino in rovere?
Il Wood Handbook propone una semplice stima lineare: il ritiro inizia al punto di saturazione delle fibre, circa il 30% di umidità, e cresce in modo uniforme man mano che il legno si essicca.3 Il rovere europeo si ritira di circa l'8,4% in direzione tangenziale (lungo gli anelli di accrescimento) e del 4,7% in direzione radiale dallo stato fresco allo stato anidro.1 Per un gradino profondo 300 mm la cui umidità scende dal 10% al 7%, ne risultano circa 2,5 mm di ritiro con listelli tangenziali e circa 1,4 mm con listelli radiali (nostra stima con il metodo del Handbook). Il faggio, con un ritiro tangenziale dell'11,7% contro l'8,4% del rovere, si muove circa il 40% in più.1
Ne derivano due conseguenze pratiche. Lasciate i gradini nell'ambiente in cui verranno montati per il tempo necessario ad assestarsi, senza imballo e accatastati in piano con aria tra l'uno e l'altro, e montateli solo dopo che lavorazioni a umido come massetti e intonaci si sono asciugate. E considerate il riscaldamento a pavimento sotto il pianerottolo o il primo gradino come un clima secco: il legno più vicino alla fonte di calore si essicca di più.
La geometria giusta: le regole cambiano da Paese a Paese
Un gradino vale quanto la scala di cui fa parte. L'alzata (altezza del gradino) e la pedata (la profondità orizzontale da naso a naso) sono fissate dalle norme edilizie, e queste norme sono nazionali. Non mescolatele: una scala tedesca si progetta con i limiti tedeschi, una inglese con quelli inglesi.
Germania: DIN 18065
La DIN 18065 richiede che il rapporto tra alzata e pedata sia progettato con la regola del passo (Schrittmaßregel): due alzate più una pedata, 2s + a, devono essere comprese tra 590 e 650 mm. La regola risale all'architetto francese François Blondel, nel 1683. Il rapporto percepito come più comodo, 170 mm di alzata e 290 mm di pedata, soddisfa anche la regola della comodità (a − s = 120 mm) e la regola della sicurezza (a + s = 460 mm). Alzata e pedata possono scostarsi dal progetto di ±5 mm.4
Per le scale necessarie negli edifici residenziali fino a due unità abitative, l'alzata deve essere di 140–200 mm e la pedata di 230–370 mm, con una larghezza utile di almeno 800 mm. Negli altri edifici l'alzata è di 140–190 mm, la pedata di 290–370 mm e la larghezza di almeno 1.000 mm. Le scale aperte senza alzate e le scale con pedata di 260 mm o meno dovrebbero avere una sovrapposizione dei gradini di almeno 30 mm.5
Inghilterra: Approved Document K
In Inghilterra le indicazioni sono date dall'Approved Document K (edizione 2013). Per una scala privata in un'abitazione, l'alzata è di 150–220 mm, la pedata di 220–300 mm e la pendenza al massimo di 42°. La relazione normale tra le due è 2R + G = 550–700 mm. Le scale senza alzate sono ammesse nelle abitazioni se i gradini si sovrappongono di almeno 16 mm e una sfera di 100 mm non può passare attraverso l'apertura, e il naso del gradino non dovrebbe sporgere più di 25 mm.6 Galles, Scozia e Irlanda del Nord hanno documenti propri.
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| Alzata (mm) | DIN 18065, pedata minima | DIN 18065, pedata massima | Approved Doc. K, pedata minima | Approved Doc. K, pedata massima |
|---|---|---|---|---|
| 140 | 310 mm | 370 mm | – | – |
| 150 | 290 mm | 350 mm | 250 mm | 300 mm |
| 160 | 270 mm | 330 mm | 230 mm | 300 mm |
| 170 | 250 mm | 310 mm | 220 mm | 300 mm |
| 180 | 230 mm | 290 mm | 220 mm | 300 mm |
| 190 | 230 mm | 270 mm | 220 mm | 300 mm |
| 200 | 230 mm | 250 mm | 223 mm | 300 mm |
L'Approved Document K parte da un'alzata di 150 mm. Ottimo DIN: alzata 170 mm, pedata 290 mm. Fonte: Baunetz Wissen, Steigungsverhältnis e Stufen (sintesi della DIN 18065); HM Government, Approved Document K (2013), tabella 1.1. Valori calcolati da SARAL.
Romania e altri mercati
In Romania e altrove la geometria della scala è fissata dal progettista secondo le regole di progettazione nazionali. La regola del passo in sé si usa in tutta Europa, ma i suoi limiti sono nazionali, quindi prendeteli dai disegni, non dal fornitore dei gradini. Ciò che serve a chi produce i gradini è la pedata finita, la sporgenza del naso e gli eventuali intagli, non una riprogettazione della scala.
Rovere, faggio o frassino per una scala?
«Faggio o rovere per le scale» è una domanda frequente nei mercati di lingua tedesca, e i dati danno un quadro chiaro. Faggio e frassino sono più duri del rovere e molto resistenti.1 Il faggio ha anche una faccia calma e uniforme che accetta bene tinte e laccature. Il suo punto debole è il movimento: con il ritiro tangenziale più alto dei tre, i gradini in faggio richiedono un controllo dell'umidità più stretto e reagiscono di più al riscaldamento a pavimento e all'aria secca invernale.1
Il frassino è duro, tenace e di colore chiaro, con una venatura marcata molto simile a quella del rovere. All'esterno non è durabile, ma su una scala interna è irrilevante.2 Il rovere sta nel mezzo quanto a durezza, si muove meno del faggio, scurisce in modo gradevole ed è il più facile da abbinare ai pavimenti in rovere. Per una scala che parte da un pavimento in rovere, i gradini in rovere restano la scelta più sicura; per una scala laccata o molto moderna dall'aspetto chiaro e uniforme, faggio e frassino sono buone alternative.
Finiture: olio-cera o vernice
La finitura decide come si consuma un gradino e come lo si può riparare. Esistono due famiglie.
- Olio e olio-cera penetrano nella superficie e lasciano una finitura sottile e aperta. Il gradino conserva la sensazione del legno, i graffi si vedono meno e una zona consumata si può pulire e oliare di nuovo localmente senza levigare tutto il gradino. Il prezzo è la manutenzione: i gradini oliati vanno ravvivati, soprattutto lungo la linea di passaggio.
- La vernice (poliuretanica o acrilica) forma un film chiuso che resiste bene a sporco e liquidi e richiede poche cure. Quando alla fine si consuma lungo la linea di passaggio, la riparazione di solito significa levigare e riverniciare l'intero gradino.
Per la classificazione di reazione al fuoco, le regole UE elencano entrambe le famiglie: finiture acriliche, poliuretaniche o a sapone da 50–100 g/m² e olio da 20–60 g/m².9 Qualunque finitura scegliate, applicatela su tutte le facce, comprese la faccia inferiore e le teste, così che il gradino assorba e ceda umidità in modo uniforme.
Resistenza allo scivolamento: classi R, prova del pendolo e strisce antiscivolo
In Europa dominano due metodi di prova, e i loro risultati non sono convertibili l'uno nell'altro. La prova tedesca su rampa (DIN 51130) fa camminare un operatore con scarpe di sicurezza su un campione cosparso d'olio posto su una rampa inclinabile; l'angolo al quale scivola dà le classi da R9 (6–10°) a R13 (oltre 35°). La prova del pendolo, usata nel Regno Unito secondo la BS 7976, fa strisciare un pattino di gomma sulla superficie e dà un valore PTV (pendulum test value): 0–24 indica un potenziale di scivolamento alto, 25–35 moderato e 36 o più basso.11
| Prova | Classe o valore | Criterio |
|---|---|---|
| Rampa (DIN 51130) | R9 | scivola a 6–10° |
| Rampa (DIN 51130) | R10 | 10–19° |
| Rampa (DIN 51130) | R11 | 19–27° |
| Rampa (DIN 51130) | R12 | 27–35° |
| Rampa (DIN 51130) | R13 | oltre 35° |
| Pendolo (PTV) | 0–24 | potenziale di scivolamento alto |
| Pendolo (PTV) | 25–35 | potenziale di scivolamento moderato |
| Pendolo (PTV) | 36 e oltre | potenziale di scivolamento basso |
Fonte: Brassington (2009), NBS; fasce PTV dalle linee guida del UK Slip Resistance Group (2005).
Un errore frequente è leggere R9 come una classe ad alta aderenza perché la scala arriva a 13. In realtà R9 è la classe più bassa, e le superfici classificate R9, talvolta R10, possono essere inaccettabilmente scivolose quando sono bagnate o polverose.11 Su una scala domestica in rovere, lo scivolamento è soprattutto una questione di calzature, calze e finitura. Chiedete al produttore della finitura i valori di prova del prodotto specifico, aggiungete additivi antiscivolo all'ultima mano o montate discreti inserti antiscivolo vicino al naso dove la scala è usata da bambini, anziani o animali domestici.
Reazione al fuoco: Cfl-s1 senza prove
Per i progetti con requisiti antincendio, come condomini, hotel e uffici, il rovere massello ha una scorciatoia utile. Secondo la decisione 2006/213/CE della Commissione, i pavimenti in rovere massello con rivestimento superficiale, spessi almeno 20 mm e con una massa volumica media di almeno 650 kg/m³, sono considerati di classe Cfl-s1 con o senza intercapedine d'aria sottostante, senza necessità di prove. Con 8 mm raggiungono la stessa classe se incollati su un supporto non combustibile. La tabella precisa che «si applica anche ai gradini delle scale».9
Le alzate sono un caso diverso. Rientrano nella tabella dei rivestimenti in legno massello, che dal regolamento delegato (UE) 2024/1399 si applica solo al legno non trattato: legno che non è stato rivestito né trattato oltre l'essiccazione in essiccatoio.12 Un'alzata in rovere oliata o verniciata richiede quindi una classificazione basata su prove, se il progetto la prevede. L'articolo sui rivestimenti in legno massello spiega questa modifica in dettaglio.
Posa dei gradini su calcestruzzo e su cosciali in legno
Su una scala in calcestruzzo i gradini si incollano a tutta superficie con un adesivo elastico per pavimenti in legno, che consente al legno di muoversi leggermente senza strappare l'incollaggio. Il calcestruzzo deve essere asciutto, pulito e planare, e ogni gradino va controllato in bolla e per l'uguaglianza delle alzate prima della posa: il letto di adesivo non è uno strato livellante. Montate le alzate prima dei gradini, così che la sporgenza del gradino nasconda il bordo superiore dell'alzata.
Su una scala in legno i gradini sono incastrati in fresature nei cosciali o appoggiati su staffe, e si avvitano da sotto perché nessun fissaggio sia visibile sulla superficie di calpestio. I fori delle viti nelle staffe dovrebbero essere asolati di traverso alla fibra, così che il gradino possa ritirarsi e rigonfiarsi senza spaccarsi. Qualunque sia la struttura, proteggete i gradini finiti durante i lavori rimanenti: un foglio di masonite costa meno che levigare una scala due volte.
Come produciamo i gradini in SARAL
Checklist d'ordine per falegnami e imprese
- Specie e qualità. Rovere, faggio o frassino, e la classe di aspetto: quanti nodi, quanto alburno e quanta variazione di colore sono accettabili.
- Costruzione. Listelli interi o giuntati a pettine, larghezza dei listelli e se l'orientamento degli anelli è controllato.
- Dimensioni per gradino. Lunghezza, profondità e spessore, con una distinta per gradini a ventaglio e pianerottoli. Indicate separatamente la pedata finita e la sporgenza del naso.
- Naso e bordi. Bordo anteriore a spigolo vivo, raggiato o a toro, il raggio e gli eventuali intagli per colonnine o montanti. Disegni o file DXF evitano equivoci.
- Umidità alla consegna. Un valore obiettivo, per esempio l'8%, e una tolleranza, misurata come e su quanti pezzi.
- Superficie. Grana di levigatura, grezzo, oliato o verniciato; trattamento antiscivolo; finitura su tutte le facce.
- Classe di reazione al fuoco, se necessaria. Cfl-s1 per gradini rivestiti di almeno 20 mm, e come verranno classificate le alzate.
- Imballo. Imballati per scala ed etichettati con il numero del gradino, protetti dall'umidità durante trasporto e stoccaggio.
Se vi servono i pannelli anziché i gradini finiti, la stessa lista vale per i pannelli in legno massello per interni.
Domande frequenti
Quanto devono essere spessi i gradini?
Dipende dalla luce e dall'appoggio, quindi non c'è una risposta unica né una tabella ufficiale. Un gradino interamente sostenuto da alzate o incollato su calcestruzzo può essere più sottile di uno che copre la luce di una scala aperta, e i gradini a sbalzo richiedono un ingegnere. Per i gradini portanti si applicano i metodi di calcolo della EN 16481.7 Ogni aumento di spessore del 25% rende un gradino quasi due volte più rigido (nostra stima con la teoria della trave).
I gradini in rovere giuntato a pettine sono abbastanza resistenti?
I listelli giuntati a pettine sono molto usati per i gradini e, realizzati con una colla adatta e macchinari controllati, costituiscono un giunto strutturale, non estetico. La differenza è soprattutto visiva: i giunti appaiono come linee sottili sulla faccia. Chiedete al fornitore come vengono eseguiti e provati i giunti.
Quale umidità devono avere i gradini in rovere?
Per una casa riscaldata, circa l'8% in media, con i singoli pezzi tra il 6% e il 10%.10 Corrisponde all'umidità di equilibrio del legno nell'aria interna al 40–50% circa di umidità relativa.3
Per le scale è meglio il faggio o il rovere?
Il faggio è più duro, il rovere si muove meno ed è più durabile. All'interno vanno bene entrambi. Scegliete il faggio per un aspetto chiaro e uniforme e condizioni interne stabili; scegliete il rovere se la scala incontra un pavimento in rovere o se il riscaldamento a pavimento rende il clima più secco.1,2
