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I vetri - controllo solare:diminuzione degli
apporti energetici solari
(qui contribuisce fortemente la filtrazione della radiazione solare)
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Durante la stagione estiva, caratterizzata da:
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temperature elevate;
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flusso solare importante e prolungato;
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venti deboli;
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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”.
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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:
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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);
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migliorare il comfort visivo, prevenendo il fenomeno
dell’abbagliamento.
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Come funziona la vetrata selettiva :
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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
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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
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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
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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)
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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;
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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.
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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)
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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):
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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:
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0,1÷0,2 W/(m2•K) per il legno;
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0,2÷0,4 W/(m2•K) per il Pvc;
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0,3÷0,6 W/(m2•K) per l’alluminio.
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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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