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I vetri - controllo solare:diminuzione degli apporti energetici solari

(qui contribuisce fortemente la filtrazione della radiazione solare)
Durante la stagione estiva, caratterizzata da:
temperature elevate;
flusso solare importante e prolungato;
venti deboli;
una finestra (apertura vetrata trasparente) costituisce il passaggio privilegiato del flusso energetico solare; in queste condizioni, ciò può tradursi in un considerevole rialzo della temperatura all’interno dei locali (anche per la già accennata opacità del vetro alle radiazioni di l.d.o. superiori a 5 µm riemesse dagli oggetti riscaldati dall’energia solare introdottasi nei locali per trasmissione attraverso la vetrata) , comunemente denominato “effetto serra”.
Per attenuare questo fenomeno, è consigliato il ricorso a vetrate “a controllo solare” (cosiddette “selettive”), caratterizzate da una protezione termica inversamente proporzionale alla trasmittanza termica U ed al fattore solare g , che consentono di:
diminuire il fastidio legato al rialzo (per effetto serra) della temperatura interna degli ambienti, e con esso le spese per il condizionamento (produzione di aria fresca);
migliorare il comfort visivo, prevenendo il fenomeno dell’abbagliamento.

Come funziona la vetrata selettiva :


1 Vengono applicati due depositi: uno a controllo solare sulla faccia interna del vetro esterno (faccia 2) ed un altro a bassa emissività sulla faccia interna del vetro interno (faccia 3), ovvero un unico contemporaneo trattamento sulla faccia 2

3 IN ESTATE il deposito a controllo solare filtra l’irraggiamento solare e limita così il riscaldamento all’interno dell’ambiente provocato dai raggi infrarossi, lasciando entrare solamente circa il 40% dell’energia solare incidente

2 IN INVERNO Le radiazioni termiche, prodotte dall’impianto di riscaldamento, vengono riflesse dal deposito a bassa emissività. In tal modo il calore è conservato all’interno dell’ambiente; il deposito a bassa emissività, comunque, lascia entrare la luce e gran parte dell’irraggiamento energetico del sole

4 Gli effetti pratici si traducono nella riduzione a circa il 40% della radiazione solare che entra attraverso il vetro, con conseguente risparmio di energia per il condizionamento durante la stagione estiva (e nel medesimo comportamento del solo bassoemissivo nella stagione invernale)
Ricapitolando, in buona sostanza, poiché la vetrata si comporta allo stesso modo indipendentemente dalle stagioni metereologiche, corre l’obbligo di evidenziare che :

la vetrata SELETTIVA è indicata sia per l’inverno (quando trattiene il calore interno riflesso e quando il fatto che fa entrare poco calore da irraggiamento solare non pregiudica il benessere degli ambienti interni affidato agli impianti di riscaldamento) che per l’estate (quando fa entrare poco calore da irraggiamento e quindi minimizza l’effetto serra che si crea per il trattenimento del calore interno riflesso);

la vetrata BASSOEMISSIVA è indicata per l’inverno (quando trattiene il calore interno riflesso, che in tal modo non si disperde verso l’esterno, contribuendo a favorire l’azione degli impianti di riscaldamento) ma non è indicata per l’estate (quando si oppone poco all’entrata del calore da irraggiamento e quindi massimizza l’effetto serra che si crea per il trattenimento del calore interno riflesso, con la tendenza a favorire l’aumento delle temperature all’interno degli ambienti).


Quello sin qui illustrato è il comportamento del singolo materiale vetro o lastra vetrata; nella realizzazione di una finestra, però, la vetrata viene incorporata in un telaio , ed insieme formano l’elemento che determina l’isolamento termico di tutta la finestra.
Orbene, non è possibile definire le caratteristiche termoisolanti di una finestra partendo solo dalle prestazioni del vetro; l’indice di isolamento termico può essere, quindi, calcolato solo dopo aver effettuato le misure opportune sulla finestra finita.
E’, allora, di tutta evidenza l’importanza di armonizzare il tipo di vetrata con il telaio e con il tipo di giunti, per avere come “prodotto finito” una finestra che abbia un buon potere di isolamento termico complessivo; allora, una finestra composta da una vetrata altamente coibente montata in un telaio con scarso potere coibente ha uno scarso potere coibente complessivo, risultando in tal modo vanificato il pregio coibente della sola vetrata.
Sotto questo punto di vista il materiale “legno” è molto più coibente, fisiologicamente, dell’alluminio o del PVC;
pertanto, a parità di vetrata e di sistema di assemblaggio, una finestra in legno ha un potere di isolamento termico maggiore di una stessa finestra in alluminio o in PVC.
A parità di finestre in legno, poi, vi è da considerare il modo in cui il vetro è alloggiato nel telaio;
evidentemente, modalità di assemblaggio che ricorrono a uno strato continuo di silicone (che attenua il ponte termico tra la vetrata e il telaio) per l’incollaggio del vetro all’anta sono certamente da preferirsi, al fine della massimizzazione del potere di isolamento termico, rispetto ad altre metodologie che prevedono il silicone solo come elemento di ermeticità all’acqua. In tal caso la minimizzazione di ponti termici evita l’abbassamento della temperatura sui bordi della vetrata a contatto con il telaio e riduce, di conseguenza, i rischi di formazione temporanea di condensa; ovvero, consente di tollerare un livello più elevato di umidità ambiente del locale senza che perciò si formi condensa.
Non è quindi per caso che questa azienda adotta il metodo per incollaggio del vetro all’anta, che oltre a massimizzare il potere di isolamento termico complessivo della “intera finestra” comporta anche una maggiore tenuta meccanica dell’anta stessa.
Invero, la trasmittanza complessiva di una finestra, secondo la norma EN ISO 10077-1, è data da :

Uw : trasmittanza termica complessiva della finestra
Af : superficie del telaio
Uf : trasmittanza del telaio
Lg : perimetro della vetrata
ψ : trasmittanza termica per unità di lunghezza del bordo della vetrata
Ag : superficie della vetrata
Ug : trasmittanza della vetrata

ed il prodotto Lg • ψ rappresenta l’effetto cosiddetto “warmedge”, che tiene conto del ponte termico che può formarsi intorno all’anta.
Per avere una idea della combinazione degli effetti con la realizzazione di una finestra finita, vetrata + telaio/anta , si riporta la seguente tabella sperimentale (estratta dal Manuale del vetro Saint-Gobain Glass) per una data finestra testata in laboratorio (a due ante, percentuale telaio 34%, Lg= 6,74m, dimensioni 1,65x1,25 m, con temperatura esterna di -10°C e interna di +20°C):

da dove si evince chiaramente che il potere di coibenza termica dei serramenti in materiale “legno” e, conseguentemente, anche in “legno-alluminio” (e cioè legno rivestito di alluminio esterno) è di gran lunga migliore, in quanto naturale, di quello dei serramenti in PVC o in alluminio.

Difatti, può notarsi che mediamente lo scarto tra la Uw (della finestra) e la Ug (della vetrata, fino a 1,1 W/(m2•K)) risulta, per i vari materiali costituenti i serramenti di circa:
0,1÷0,2 W/(m2•K) per il legno;
0,2÷0,4 W/(m2•K) per il Pvc;
0,3÷0,6 W/(m2•K) per l’alluminio.
In definitiva, dalla ampiezza dell’argomento trattato ne viene di conseguenza che è compito proprio dell’azienda produttrice del serramento quello di semplificare le scelte della committenza, fornendo in base al richiesto valore di Uw (derivante dalle impostazioni progettuali del fabbricato per il quale occorrono i serramenti) le varie soluzioni possibili di composizione delle tipologie di serramento adeguato, in base ai legni (teneri, più coibenti, o duri, meno coibenti) , agli spessori ed alle varie possibili vetrate da utilizzare.



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