lezione di approfondimento MATERIALI PER GLI INFISSI: LEGNO, ACCIAIO, ALLUMINIO, MATERIE PLASTICHE E VETRO Porte e finestre. Criteri generali n Materiali impiegati per gli infissi In ordine di tempo, sono stati impiegati per la esecuzione degli infissi: il legno; l acciaio; le leghe leggere di alluminio; le materie plastiche; il vetro. Fatta eccezione per le materie plastiche, impiegate per circa il 5% della produzione totale degli infissi in Italia, tutti gli altri materiali sono oggi ampiamente utilizzati, da soli o in combinazione tra di loro, per la costruzione dei vari tipi di serramenti. La scelta del materiale è di fondamentale importanza; essa va fatta in relazione a: a) fattori economici; b) dimensioni e tipo di infisso; c) caratteristiche funzionali dell infisso; d) caratteristiche di resistenza e di sicurezza dell infisso; e) manutenzione dell infisso. Non si può quindi dire in modo assoluto che un materiale è migliore di un altro, ma che è preferibile per un dato tipo di infisso in determinate condizioni ambientali. Per esempio, per una porta all interno di una abitazione non si sceglierà il profilato di ferro e la lamiera metallica, mentre tali materiali andranno benissimo in un officina. Per indirizzare l allievo a una scelta oculata, si elencano qui di seguito i pregi e i difetti dei vari materiali. n Legno Si deve impiegare tavolame di prima scelta, cioè senza nodi e con fibratura regolare, delle essenze seguenti (sono indicate in ordine crescente di prezzo): pioppo, pino nazionale, castagno, abete, larice nazionale, rovere nazionale, faggio naturale, faggio evaporato, pino del Nord (Svezia, Finlandia), mogano, rovere di slovenia, douglas, noce nazionale, palissandro. Il legno è ancora il materiale più usato per infissi interni nelle abitazioni (porte interne, portoncini, finestre, portefinestre, persiane a stecche ecc.), dove è apprezzato per la leggerezza, il colore, la silenziosità, la buona resistenza che assicura una lunga durata. Gli infissi eseguiti con le essenze meno pregiate vengono in genere verniciati, quelli con essenze molto pregiate trattati con vernici trasparenti che esaltano la tonalità naturale dei colori del legno. Se gli infissi in legno sono eseguiti a regola d arte, essi non creano inconvenienti; una normale cura e pulizia ne assicura la perfetta conservazione; i lavori di manutenzione non sono dispendiosi, bastando il rifacimento della verniciatura dopo molti anni, a seconda dei tipi. Se i legni impiegati non sono ben stagionati, o se gli spessori dei telai non sono sufficienti, gli infissi possono presentare il difetto dell imbarcamento, per cui la chiusura risulta difficoltosa e imperfetta (Figura 1). Tale difetto non si elimina se non con la sostituzione dei regoli deformati; spesso si incollano alle battute striscie di guarnizioni in materiali elastici o spugnosi (feltri, gomme, plastiche varie ecc.) per eliminare gli spifferi d aria. Per evitare l imbarcamento è bene che le ante degli infissi, specialmente quelle molto grandi, siano sempre bene assicurate dalle ferramenta nei punti essenziali, in modo da impedire le deformazioni. Per esempio, la finestra deve avere le ante fermate, oltre che nel punto centrale della maniglia, anche nei traversi inferiore e superiore del telaio (Figura 2), il che non sempre viene fatto; inoltre, se l anta è piuttosto alta (maggiore di 1,60 m circa), è bene che sia imperniata su tre cerniere, anziché su due. Le porte in legno devono essere sempre imperniate su tre cerniere; se sono a più ante, quelle semifisse devono essere fermate con appositi paletti al pavimento e all architrave (Figura 3). Quanto sopra vale per infissi di dimensioni normali nelle abitazioni; per quelli che hanno misure eccezionali, si deve fare in modo, con opportune ferramenta, che le varie parti non si deformino in maniera eccessiva. fermo al telaio infisso imbarcato < 1,60 > 1,60 tre cerniere tre cerniere Figura 1 Fenomeno di imbarcamento fermo al pavimento di infisso. Figura 2 Ferratura di finestra e portafinestra. Figura 3 Le porte vanno sempre fissate con tre cerniere. 1
Per le persiane avvolgibili comunemente impiegate nelle abitazioni, il legno è stato quasi del tutto soppiantato dalle plastiche e dall alluminio, perché: essendo esposto agli agenti atmosferici (pioggia, forte insolazione ecc.) deve essere spesso verniciato, con una spesa non indifferente di manutenzione; le stecche tendono a deformarsi (in particolare se sono più lunghe di 1,00 1,20 m), per cui il funzionamento dell avvolgibile diventa difficoltoso o addirittura si blocca; per finestre molto grandi, l avvolgibile in legno risulta molto pesante e la sua manovra richiede uno sforzo eccessivo (spesso occorrono speciali argani riduttori). Anche per i grandi portoni di ingresso agli edifici, il legno non appare più conveniente, sia per il peso eccessivo dell infisso, dovuto ai forti spessori dei telai, sia per la difficoltà di trovare sul mercato italiano il tavolame ben stagionato, da assicurare l indeformabilità dell infisso stesso. n Acciaio L acciaio è impiegato negli infissi sotto forma di profilati speciali per i telai e l ossatura in genere e di lamiere di vario spessore per i tamponamenti; le lamiere possono essere anche sagomate (profilati tubolari) in modo da realizzare montanti di infissi. I profilati di acciaio sono molto resistenti e adatti a infissi di notevole luce, in edifici a carattere industriale. Dal punto di vista economico, risultano vantaggiosi; sono indeformabili e, se muniti di idonee guarnizioni, assicurano una buona tenuta d aria. Nell esecuzione occorre tenere presente la notevole dilatazione termica dell acciaio. L inconveniente maggiore dei profilati di acciaio è quello dell ossidazione del metallo, per cui necessitano di accurati trattamenti di protezione. Gli infissi eseguiti con profilati pieni, se ben verniciati, hanno una durata illimitata; quelli con profilati tubolari sono invece soggetti a una maggiore ossidazione a causa dell acqua che finisce per ristagnare all interno del tubolare stesso, per il fenomeno della condensa (il vapore acqueo contenuto nell aria si condensa sulle pareti fredde del metallo), e quindi risultano meno durevoli. L acciaio è inoltre impiegato per infissi di qualsiasi tipo e materiale e per le ferramenta, cioè le parti metalliche di collegamento, di sostegno, di manovra (Figura 4). Sin dall antichità, la forma funzionale degli elementi di sostegno e di chiusura degli infissi, a seconda della loro importanza, seguiva gli stili architettonici degli edifici dove erano impiegati (Figura 5). Le ferramenta devono essere scelte con cura, in rapporto al tipo di infisso, perché da esse dipende in gran parte la buona riuscita e la durata dell infisso stesso. Fare economia sulle ferramenta, utilizzando quelle più leggere e meno costo- Figura 4 Elementi di acciaio trattato antiruggine di unione, collegamento e manovra degli infissi in genere, con esempio di applicazione su anta di persiana piena. Figura 5 Elementi in ferro della Porta San Niccolò a Firenze. 2
A B C Figura 6 L infisso è vincolato alla muratura e al suo telaio fisso mediante cerniere metalliche; a) tipo classico da fissare con viti; b) tipo recente di cerniera di facile applicazione; c) vari tipi di cerniere di recente produzione in acciai trattati. se, è assolutamente da evitare; i dispositivi metallici (paletti, cerniere ecc.) devono essere del tipo pesante, con spessori notevoli, robusti, essendo soggetti a forti sollecitazioni e usura (Figura 6). Negli infissi a regola d arte, di un certo costo, le ferramenta dovrebbero essere in metallo non ossidabile: acciai inossidabili o trattati in modo da non subire la ruggine, oppure ottoni semplici o cromati o leghe leggere di alluminio. n Leghe leggere di alluminio I vari tipi di leghe leggere di alluminio sono stati trattati nel Modulo 6 del Tomo 1C. Per gli infissi vengono impiegati in genere i profilati estrusi di anticorodal, di forma particolare, appositamente studiata per ottenere montanti e traversi di porte e finestre, vetrate, ecc. (Figura 7) Le leghe leggere presentano innegabili pregi, quali: Figura 7 Vari tipi di profilati in lega di alluminio estruso, studiati per l esecuzione di infissi di porte e finestre. 3
indeformabilità dei vari elementi; non subiscono ossidazioni pericolose; possono assumere, mediante bagno anodico, colori diversi (oro, argento, bronzo ecc.) a seconda delle preferenze; richiedono una minima manutenzione; hanno un elevata resistenza, abbinata alla leggerezza, che rende facile la manovra; sono di facile lavorazione e consentono soluzioni architettoniche di ogni tipo. Il costo degli infissi in lega leggera è superiore del 20-30% agli altri tipi tradizionali, ma è largamente compensato dai vantaggi sopraddetti. Quando si tratta di costruire infissi a tutta parete, vetrate luminose, finestre di scuole, finestre di ospedali e di edifici per uffici, le leghe leggere sono senza dubbio i materiali migliori. n Materie plastiche Tra le numerose resine plastiche disponibili, quella più adatta per la produzione di profilati estrusi per infissi è il policloruro di vinile (sigla PVC). La produzione di profilati di plastica per infissi risale agli anni Sessanta del Novecento); i vantaggi consistono nella: estrema leggerezza; facilità di assemblaggio; resistenza alla luce, agli agenti atmosferici, alle corrosioni tipiche di ambienti in vicinanza del mare o di zone industriali; buona tenuta e notevole isolamento termoacustico. guida spazio per dilatazione avvolgibile Figura 8 Giunto di dilatazione tra persiana e guida. A giunto stretto Un grosso inconveniente è dato dall elevato coefficiente di dilatazione termica del PVC, che risulta circa 16 volte quello del legno, 7 volte quello dell acciaio e 3 volte quello dell alluminio. Altra incognita è la durata del materiale, che per la variabilità dei componenti non è possibile stabilire con certezza, ma resta però assodato che con il tempo aumentano comunque le probabilità della «frattura fragile». L unico rimedio studiato per mitigare gli effetti della dilatazione termica è quello di produrre profilati di colore bianco o comunque di colori chiarissimi e di adottare sezioni di profilati a più camere con funzione isolante, in modo da evitare l eccessivo riscaldamento dell infisso; precauzioni che non risolvono certo il problema alla radice. Per la costruzione di serrande avvolgibili, la plastica ha invece incontrato il favore dei tecnici, per la sua praticità e leggerezza; la durata limitata è largamente compensata dall assenza di spese di manutenzione; quando le stecche di plastica cominciano a rompersi, per il degradamento del materiale, si effettua, con poca spesa, la sostituzione dell intero telo avvolgibile, mentre tutte le altre parti della persiana restano le stesse. Un avvertenza importante: data la notevole dilatazione termica, è bene che la guida dove scorre l avvolgibile di plastica sia piuttosto profonda e il bordo delle stecche non aderente alla guida stessa, ma a una certa distanza, per consentire la dilatazione (Figura 8), specialmente per avvolgibili più larghi di circa 1,50 m. Se la guida è troppo vicina al bordo dell avvolgibile, le stecche che si allungano per la dilatazione, non avendo spazio, si flettono (Figura 9A); tutta la persiana si deforma e la manovra di avvolgimento non è più possibile; in questi casi basta una leggera forzatura per romperla. Al contrario, se il gioco tra stecche e guide è troppo grande, può avvenire lo sganciamento dell avvolgibile dalle guide, per un colpo di vento (Figura 9B). È necessario quindi calcolare esattamente il giunto di dilatazione in base alla lunghezza delle stecche e all escursione termica (per una differenza di 30 C il PVC subisce una variazione di circa 2,5 mm per ogni metro di lunghezza). La plastica può essere anche impiegata, insieme con il legno, per l esecuzione di montanti e traversi di finestre (Figura 10); in pratica si tratta di regoli di legno di qualità non pregiata, rivestiti da una pellicola di materia plastica. Sono soluzioni che hanno il solo pregio di una certa economicità all atto della costruzione, ma che, per ora, offrono scarse garanzie di durata e di funzionamento. legno giunto troppo largo B Figura 9 Il giunto fra stecca e guida deve essere giusto, in modo da consentire la libera dilatazione, senza il pericolo della deformazione o dello sganciamento. rivestimento di plastica Figura 10 Montante di infisso in legno rivestito di plastica. 4
n Vetro Il vetro è impiegato come parte integrante di molti infissi, quale tamponamento trasparente in porte, finestre e portefinestre, ma, se trattato in modo opportuno, può anche permettere la realizzazione di interi serramenti. Usando lastre di cristallo, anche di notevoli dimensioni e di adeguato spessore, si possono ottenere ante «tutto vetro» di porte girevoli o scorrevoli, di estrema semplicità e bellezza, largamente impiegate in edifici pubblici. La durata del cristallo, che viene sottoposto a procedimento di tempera, è illimitata; la manutenzione è praticamente nulla; il costo è notevolmente elevato. Per la sicurezza occorre che la porta tutto vetro, data la perfetta trasparenza, sia contraddistinta da elementi opachi (scritte, figurazioni decorative ecc.) che ne denuncino la posizione, per evitare alle persone, spesso disattente, di sbatterci contro (Figura 11). A B C Figura 11 Tre esempi di porta a vetro intero. 5