Rispamiare energia...con le giuste finestre

L’adozione di uno stile di vita volto al risparmio di energia deve necessariamente passare per i sistemi di climatizzazione. Ciò che riduce notevolmente l’efficienza di tali impianti è in realtà la dispersione attraverso le pareti stesse dell’edificio e, ancor di più, tramite finestre e vetrate.

A tal proposito si è sviluppato tutto un settore della bioedilizia volto a ricercare soluzioni sempre migliori e tecnologicamente avanzate per aumentare l’isolamento termico degli infissi, senza far venir meno il comfort.

Prima di vedere quali siano le scelte possibili, è il caso di fornire qualche spiegazione tecnica e, in particolare, introdurre alcuni coefficienti tramite i quali le proprietà isolanti sono solitamente definite.

La trasmissione luminosa (TL) indica la capacità del vetro di far passare la radiazione luminosa.

Il calore viene trasferito attraverso il vetro da una zona a più alta temperatura ad una più fredda, e quindi dall’interno verso l’esterno (e viceversa), in due modi: per conduzione (ossia per contatto diretto) e per irraggiamento (vale a dire per emissione di onde elettromagnetiche). In che quantità? Ci riferiamo ai seguenti quattro coefficienti.

La trasmittanza termica (indicata con i simboli U o TT) rappresenta la quantità di calore che attraversa 1m2 di vetro quando tra i due ambienti c’è una differenza di temperatura pari ad 1 grado centigrado. Essa si misura in W/m2K (dove K sta per Kelvin; si ricordi a tal proposito che un grado C è uguale ad un grado K, però si ha uno spostamento nella scala, ossia lo zero nella scala centigrada corrisponde a 273 gradi kelvin).

Il fattore solare (FS o g) fornisce il valore percentuale della quantità di radiazione solare, incidente sulla lastra, che passa attraverso essa.

La trasmissione luminosa (TL) indica la capacità del vetro di far passare la radiazione luminosa (in pratica è il rapporto tra il flusso luminoso trasmesso ed il flusso luminoso incidente).

Infine, l’indice di selettività (IS) è il rapporto tra la trasmissione luminosa e il fattore solare; ne segue che hanno elevato IS i materiali caratterizzati da alta trasparenza alla luce visibile e bassa propensione alla trasmissione del calore.

La finestra ideale avrà quindi valori molto alti di TL (70-8%) e di IS, mentre bassi U (tra 1 e 2 W/m2K) e g (circa 40). Facciamo ora una carrellata delle soluzioni ormai affermate per realizzare finestre e vetrate termicamente isolanti.

I vetri singoli e sottili sono assolutamente sconsigliati e ormai tutti sostituiti da vetrocamere

vetri singoli e sottili sono assolutamente sconsigliati e ormai tutti sostituiti da vetrocamere. Esse sono infissi costituiti da due (o anche tre) lastre di vetro, separate da intercapedine riempita d’aria. La presenza di questo doppio sbarramento e di una camera d’aria nel mezzo limita molto il passaggio di calore (dall’interno verso l’esterno in inverno e in direzione contraria d’estate).

In realtà anche l’aria permette un flusso termico (per conduzione e convezione), pertanto per migliorare la capacità isolante della struttura occorre fare il vuoto (vetrocamere evacuate). In tal caso, però, la differenza di pressione tra l’esterno e l’interno dell’intercapedine provoca tensioni sulle lastre di vetro, di conseguenza esse devono essere tenute in posizione da piccolissimi cilindretti distanziatori (diametro della sezione compreso tra 0,25 e 0.5 mm). Essi sono realizzati in composti ceramici, acciaio o leghe a base di nickel e disposti a distanza reciproca di circa 20 mm, a formare una maglia quadrata. Questi spaziatori però a loro volta creano ponti termici tra i due vetri e, inoltre, riducono il passaggio di luce attraverso la finestra.

Una scelta che si colloca nel mezzo è quella in cui l’intercapedine è riempita di altri gas, invece che d’aria, in particolare gas nobili come l’argon e il kripton. Essi, più pesanti dell’aria (ossia contenenti un numero maggiore di protoni nei nuclei), rallentano notevolmente la trasmissione del calore da una lastra all’altra.

Le vetrocamere hanno solitamente una struttura del tipo 4-9-4, cioè 4mm di spessore per i due vetri e 9mm di intercapedine.

Le vetrocamere hanno solitamente una struttura del tipo 4-9-4, cioè 4mm di spessore per i due vetri e 9mm di intercapedine. Diffuse sono anche soluzioni del tipo 4-12-4. Si possono avere spessori ancora maggiori (tanto dei vetri quanto dell’intercapedine), a fronte di un aumento di prezzo, che permettono di limitare ulteriormente la trasmissione di calore.

L’infisso a vetro doppio costituisce anche un moderato isolante acustico e permette l’inserimento nella camera d’aria di una pellicola antisfondamento, in grado di trattenere il vetro se frantumato, impedendogli di andare a terra in mille pezzi.

vetri comuni (chiamati di tipo “float”) rappresentano il 90% della produzione mondiale del vetro, ma senza dubbio non sono i migliori per garantirsi basse dispersioni (anche se in soluzioni a doppia o tripla lastra).

Esistono due tipologie di vetri molto più isolanti di quelli normali, che sono realizzati stendendo sulla loro superficie strati sottili (di spessore dell’ordine del micrometro) di un opportuno materiale: si tratta dei vetri selettivi e di quelli basso-emissivi.

vetri selettivi sono trasparenti al passaggio della componente visibile della luce solare, mentre riflettono gran parte delle radiazioni infrarosse (soprattutto quelle a lunghezza d’onda minore), che sono spesso chiamate raggi termici appunto perché responsabili della trasmissione di calore. In tal modo si evita che gli ambienti interni si riscaldino troppo a causa del sole battente, ma non si limita l’illuminazione naturale.

I vetri basso-emissivi permettono la trasmissione della componente visibile della radiazione solare dall’esterno.

Altrettanto necessario, per l’inverno, è l’arresto della dispersione di calore dall’interno verso l’esterno attraverso le finestre. Sono stati ideati all’uopo i vetri basso-emissivi, i quali a loro volta permettono la trasmissione della componente visibile della radiazione solare dall’esterno, mentre impediscono che il calore (cioè sempre le radiazioni infrarosse, in questo caso soprattutto quelle a lunghezze d’onda maggiori) passi dalle stanze verso l’esterno.

In pratica, la differenza essenziale sta nel lato in cui si trova il rivestimento, ma eventualmente anche nella composizione e nella tecnica con cui viene realizzato. Spesso però le due tipologie di vetri sono accomunati sotto il nome di basso-emissivi.

Il rivestimento è rappresentato da uno strato di ossidi metallici, di tipo magnetronico o pirolitico.

Nel primo caso, il materiale isolante viene deposto sotto vuoto con un processo elettromagnetico. La superficie trattata non è molto resistente agli agenti atmosferici, quindi deve essere posta dalla parte interna. Il rivestimento magnetronico è quindi particolarmente adatto per realizzare vetri basso-emissivi.

Nella seconda tipologia, la copertura avviene per pirolisi, ossia deposizione superficiale a caldo, direttamente durante la produzione della lastra, così che gli ossidi metallici vengono fusi e inglobati nel vetro. In questo caso la superficie trattata non risente degli agenti atmosferici, pertanto il rivestimento pirolitico viene adottato per i vetri selettivi.

In ciascuno dei due casi il vetro non appare opaco, in quanto conserva valori elevati di trasmissione luminosa. Al limite esso può manifestare una leggera colorazione (verdognola), restando comunque abbastanza neutro.

È evidente che la maggiore efficienza energetica (e conseguente risparmio in termini di riscaldamento o rinfrescamento dei locali) si ottiene tramite una combinazione di queste tecnologie. Ossia, realizzando una finestra a vetrocamera (con gas inerte o evacuata), composta di una lastra selettiva verso l’esterno e una basso-emissiva verso l’interno. La scelta poi della doppia intercapedine con triplo vetro (quello interno in genere più sottile) permette di ottenere risultati ancora migliori.

Se le finestre di un tempo, con singolo vetro, presentavano un valore di trasmittanza termica compreso tra 4,5 e 5 W/m2K, con la vetrocamera si scende già a valori compresi tra 2,5 e 3. L’uso di doppio vetro con lastre selettive e basso-emissive porta la U fino a 1,1-1,7 W/m2K (g= 30-60%, TL=50-80%). Infine, una finestra (con infisso in plastica) a vetrocamera con doppia intercapedine e vetri basso-emissivi presenta valori inferiori all’unità per la U (g= 40-50%, TL=60-75%).

Ovviamente all’incremento dell’efficienza energetica della finestra corrisponde un aumento dei prezzi, ma cresce anche il risparmio, il quale permette un rientro della spesa in tempi non eccessivi. Si pensi che i vetri basso-emissivi permettono un risparmio fino al 70% rispetto a quelli normali.

 

Fonte: http://www.ilcambiamento.it/tecnologicambiando/risparmio_energetico_finestre.html