CHIUSURE TRASPARENTI A. Catani by Mondadori Education S.p.A. - MIlano

Transcript

1 SCHEDA 7 CHIUSURE TRASPARENTI A. Catani by Mondadori Education S.p.A. - MIlano Tra le superfici disperdenti dell involucro edilizio, oltre alle strutture su terreno, le strutture opache verticali e le coperture, vi sono le chiusure trasparenti. Le chiusure trasparenti possono chiudere bucature aperte nelle strutture opache verticali (fig. 1) o sostituirsi a esse (figg. 2-6). Fig. 1 Bucatura tradizionale in struttura opaca verticale con relativa chiusura trasparente e oscurante. Fig. 2 Edificio moderno con facciate continue in vetro. Specchiato in esso è visibile un edificio costituito da strutture verticali opache con bucature e chiusure tradizionali. 1 Figg. 3-6 California, Big Sur, Casa-studio dell arch. Sagan Piechota. Tutte le pareti esterne, escluse quelle (in c.a.) che delimitano i servizi igienici, sono in cristallo. Ciò permette di creare, dall interno, una perfetta integrazione con il paesaggio.

2 Le chiusure trasparenti permettono di illuminare gli spazi interni, di captare l energia solare passiva in regime invernale, di porsi in relazione visiva con l esterno. Tuttavia, come si è già sottolineato parlando del vetro (si veda la Scheda Verde 10, Il vetro, della prima parte), materiale principe utilizzato per le chiusure trasparenti, le chiusure trasparenti non presentano soltanto gli aspetti positivi sopra menzionati ma, come tutte le cose, anche aspetti di criticità. Esse infatti, in misura maggiore degli altri elementi opachi, costituenti l involucro edilizio, espongono gli ambienti interni alla dispersione termica invernale e al surriscaldamento estivo. Quando si parla di chiusure trasparenti non ci si riferisce al solo materialevetro, ma viene contemplata anche la struttura, attraverso cui il sistema vetrato si connette alla struttura verticale opaca o si autosostiene e che rende possibile gli eventuali movimenti di chiusura e apertura del sistema: il telaio e la cornice di collegamento tra vetro e telaio. Nella scheda riguardante il materiale-vetro si sono messe in evidenza le prestazioni energetiche del vetro, in relazione alla trasmissione della luce naturale, alla riduzione delle dispersioni termiche in regime invernale, alla riduzione dei carichi termici in regime estivo; in questa sede verranno prese in considerazione le prestazioni energetiche della chiusura trasparente nel suo insieme. Ai fini del controllo termico va valutata non solo la dispersione termica del sistema vetrato Ug ma anche quella del telaio Uf e dei distanziatori Ψk, rapportati alle specifiche dimensioni della chiusura esaminata. La trasmittanza globale della chiusura Uw [W/m 2 K] è data: Uw = (Ag [m2 ]. Ug [W/m 2 K]) + (Af [m 2 ]. Uf [W/m 2 K]) + (lk [m]. Ψk [W/mK]) Aw [m 2 ] 2 dove: Ag = area vetro, Ug = trasmittanza vetro ipotizzato, Af = area telaio, Uf = trasmittanza materiale con cui è stato ipotizzato il telaio, lk = sviluppo cornice vetro-telaio (perimetro vetro), Ψk = trasmittanza lineare cornice vetro-telaio, Aw = area finestra. Il valore della trasmittanza della finestra Uw può essere calcolato con l ausilio di programmi informatici, ma in genere è assunto dalle dichiarazioni certificate del produttore dell infisso che si intende installare. La normativa vigente (Decreti Legislativi 192/2005 e 311/2006) fissa i valori limite di trasmittanza dell infisso Uw in relazione alle diverse zone climatiche che contraddistinguono il territorio nazionale. ZONA CLIMATICA A B C D E F Valori Uw (dal 1 gennaio 2010) 4,6 3,0 2,6 2,4 2,2 2,2

3 Si è già visto come i sistemi vetrati maggiormente isolanti siano quelli a doppia o triplice lastra di vetro, separate tra loro da un intercapedine di gas (vetrocamera), e quelli che utilizzano rivestimenti basso emissivi sulla superficie della lastra interna della vetrocamera, prospiciente l intercapedine. Gli infissi a minor trasmittanza sono quelli che, oltre ad utilizzare vetri ad alto controllo termico, adottano soluzioni tecnologiche costruttive avanzate, basate o sull impiego di profili termicamente separati da materiali isolanti (fig. 7) o che sfruttano l effetto isolante dell aria, senza impiego di isolanti (fig. 8). Fig. 8 Dettaglio di infisso in legno massello ad alte prestazioni energetiche: Uw 0,7-0,75. Il profilo in legno massello presenta camere d aria che interrompono il ponte termico (Passivhausfenster). Fig. 7 Spaccato di infisso in legno ad alte prestazioni energetiche: Uw 0,7-0,8. I profili in legno sono separati da un materiale isolante (Purenit) (Activa, Südtirol Fenster). 3 Il legno, da sempre, è il materiale più usato per i telai delle chiusure trasparenti, in quanto in sé è un ottimo isolante. È però sensibile agli agenti atmosferici e richiede per questo motivo manutenzione. Per ovviare ai problemi di manutenzione è possibile rivestirlo esternamente con materiali metallici, quali l alluminio: solo nei punti critici (figg. 7-8), a copertura esterna del profilo ligneo (fig. 9), in sostituzione ad esso nella parte esterna (fig. 10). Fig. 9 Rivestimento esterno in alluminio del profilo ligneo (Passivhausfenster). Fig. 10 Sezione di infisso con profili di legno nella parte interna e di alluminio nella parte esterna (Thermo Royal, Südtirol Fenster).

4 Il ponte termico dovuto alla cornice di collegamento telaio-vetro può essere risolto con l utilizzo di profili ferma vetro costituiti da listelli in alluminio o materiale plastico, associati a materiali isolanti, e attraverso una profondità d incastro del sistema vetrato nel telaio, superiore ai 15 mm (fig. 11). La prestazione termica invernale di un infisso dipende dunque dal vetro utilizzato, da come è costruito e anche da come è montato e predisposto. I falsi telai, fissati alla muratura, su cui applicare l infisso, in genere lasciano fessure, che causando dispersioni d aerazione devono essere accuratamente riempite con materiali isolanti. In sostituzione delle schiume poliuretaniche, utilizzate convenzionalmente, si possono usare fibre naturali quali fibre di lino, di canapa, di lana (fig. 12). Sarebbe sempre preferibile che il telaio fisso fosse posizionato in battuta ad uno strato isolante, in tutti i lati verticali e orizzontali del suo profilo (figg ). 4 Fig. 11 Profondità d incastro del sistema vetrato nel telaio, rispettivamente insufficiente e adeguata. Fig. 12 Struttura verticale opaca massiva. Inserimento dell isolante in fibre naturali tra il falso telaio dell infisso e la muratura. Fig. 13 Struttura verticale opaca leggera : la parete a tamponamento di telaio ligneo è costituita totalmente da materiale isolante. Il telaio fisso della finestra è fissato a un elemento ligneo ed è in battuta con l isolante. Fig. 14 Installazione infisso, rispettivamente errata e corretta, in struttura verticale opaca a cappotto esterno.

5 La funzione delle guarnizioni, invece, è quella di risolvere la permeabilità all aria delle fughe nella zona di contatto tra i diversi profili dei telai. Quando gli infissi sono associati ad un avvolgibile, un punto critico è dato dal cassonetto e dagli incassi per le cinghie di avvolgimento: il sistema utilizzato dovrebbe risolvere, attraverso adeguato isolamento, i ponti termici che si vengono a creare (fig. 15). Fig. 15 Isolamento cassonetto, rispettivamente insufficiente e corretto. Ai fini del risparmio energetico il controllo termico delle finestre è dunque molto importante. In inverno, la presenza di finestre mal isolate in un edificio è causa di dispendio energetico dovuto sia a dispersione termica diretta che a comportamenti indotti da parte del fruitore. In presenza di temperature superficiali delle chiusure trasparenti troppo fredde viene percepita come disagevole anche una temperatura interna dell aria di 20 C e si è spinti a trovare maggior comfort aumentando di 1-2 C la temperatura interna. Questo perché la temperatura media delle superfici interne influisce sulla sensazione di comfort: per percepirlo è necessario che i valori della temperatura dell aria e delle superfici circostanti siano molto vicini. 5 Anche i portoncini d ingresso sono superfici disperdenti dell involucro edilizio. Possono costituire chiusure trasparenti (fig. 16) e non (fig. 17). Sul mercato sono disponibili portoncini ad alta efficienza energetica con bassi valori di trasmittanza termica, certificati dal produttore. Fig. 16 Porta realizzata in legno massiccio. Valore U = 0,74 W/m 2 K (Passivfenster). Fig. 17 Porta con valore trasmittanza U = 0,8 W/m 2 K (Rubner).

6 Ai fini del controllo solare può essere valutata la capacità del vetro di contrastare il trasferimento del calore per irraggiamento, scegliendo vetri con bassi valori percentuali di fattore solare g 1. Non bisogna dimenticare però che a bassi valori percentuali del fattore solare g corrispondono bassi valori della trasmittanza luminosa diretta (τv), per cui è necessario controllare il loro rapporto, attraverso l indice di selettività spettrale LSG: valori elevati di LSG caratterizzano vetri che coniugano contenuti valori di trasmittanza solare con discrete capacità luminose (si veda Scheda Verde 10, Il vetro, della prima parte). Soluzioni tecnologiche per il controllo solare attraverso i sistemi vetrati sono i rivestimenti superficiali basso-emissivi e/o a selettività spettrale del vetro, i vetri colorati in pasta o a specchio, i vetri a cristalli liquidi, fotocromici, elettrocromici e gasocromici. Ma il controllo solare affidato al solo vetro non è mai esaustivo; è preferibile a livello progettuale prevedere idonee schermature, meglio se esterne all infisso (vedi Scheda Verde 2, Surriscaldamento estivo e strategie progettuali). La normativa vigente prevede l obbligatorietà dei sistemi schermanti o l utilizzo di superfici vetrate con fattore solare minore o uguale a 0, Fattore solare g = (τe + qi). Il fattore solare g è dato dalla componente della radiazione solare incidente trasmessa all interno dal vetro direttamente per trasparenza (trasmittanza solare diretta τe) sommata alla componente assorbita dal vetro e rimessa verso l interno indirettamente per convezione e radiazione (qi).