Finestre in pvc trasmittanza termica spiegazione e benefici.

1. La trasmittanza termica U

La trasmittanza termica U è il flusso di calore medio per metro quadrato di superficie che attraversa una struttura che delimita due ambienti con temperatura differente. L'unità di misura della trasmittanza termica è il W/m2 K.

Perchè è importante

Il risparmio energetico è minimizzare la dispersione di calore: gli elementi costituenti l'involucro edilizio necessitano di un basso valore di trasmittanza termica, così da ridurre la quantità di calore disperso.

2. La trasmittanza termica Uw dei serramenti

Per finestre e porte-finestre, la trasmittanza termica del serramento rappresenta la media pesata tra la trasmittanza termica del telaio Uf e quella della vetrata Ug, più un contributo aggiuntivo, la trasmittanza termica lineare Ψg, dovuta all'interazione fra i due componenti e alla presenza del distanziatore ( canalina termica ), applicato lungo il perimetro visibile della vetrata.

3. Determinare il valore di trasmittanza termica degli infissi 

Generalmente, la trasmittanza termica Uw del serramento, può essere determinata mediante "calcolo" o con "prova sperimentale" di un campione fisico.

Di seguito riportiamo degli schemi utilizzabili per: 

  1. la stima dei valori di Uw degli infissi esistenti, in assenza di documentazioni a corredo utilizzabili per un calcolo rigoroso;
  2. il calcolo semplificato, secondo la norma EN 10077 per la determinazione del valore di Uw in riferimento a tutte le tipologie di infissi;
  3. il metodo di calcolo rigoroso di Uw, secondo la formula di letteratura;
  4. la metodologia di calcolo di Uw in riferimento all'infisso normalizzato e le relative regole di estensione, secondo la UNI EN 14351-1;

3/1. La stima dei valori di Uw degli infissi esistenti

Ai fini di semplificare la stima dei valori di trasmittanza termica Uw degli infissi esistenti, da inserire nella certificazione del produttore o nell'asseverazione del tecnico, riportiamo alcuni valori che riteniamo più rappresentativi dei serramenti esistenti negli immobili oggetto di intervento.
Considerato che la maggior parte dei serramenti esistenti sul nostro territorio, siano costituiti da telaio in metallo intero/non isolato oppure in legno con vetrazioni per lo più singole (3 mm /4 mm/ 6 mm) per una stima dei valori di trasmittanza di tali componenti, si possono considerare:

Per i telai
Telai metallici interi/non isolati: Uf =7,0 W/m2 K    [fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

Telai in legno/PVC: Uf =2,0 W/m2 K    [fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

Telai alluminio a taglio termico Uf compreso tra 2,2 e 3,8 W/m2 K    [fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

                                                                               Per le vetrate
Vetro singolo: Ug =5,8 W/m2 K    [fonte: Manuale Tecnico Saint Gobain Vetro Italia]
Vetrocamera 4-12-4: 2,8 W/m2 K    [fonte: UNI EN ISO 10077-1/Appendice F]

 

Quindi si può desumere che, in via del tutto generale, una stima attendibile di due tipologie di infissi esistenti, potrebbe essere:

  • per un infisso con telaio metallico intero e vetro singolo Uw = 6,0 W/m2 K
  • per un infisso con telaio in legno e vetro singolo Uw = 5,0 W/m2 

3/2. Il calcolo semplificato della trasmittanza termica Uw

Di seguito, riportiamo dei metodi di stima più specifici per le diverse tipologie di serramenti.
In assenza di dati di progetto specifici in relazione agli elementi, è possibile stimare i parametri termici originari seguendo le indicazioni della:

  • Raccomandazione CTI - R03/3 Prestazioni energetiche degli edifici. Certificazione energetica. Esecuzione della certificazione energetica. Dati relativi all'edificio. Appendice A. 
  • Norma UNI EN ISO 10077-1 che fornisce metodi di calcolo semplificati di stima delle prestazioni termiche dei telai e valori tabulati della trasmittanza termica delle principali tipologie di vetrazioni.

La caratterizzazione degli infissi riguarda:

  • il tipo di componente;
  • la tipologia di vetro;
  • la tipologia di telaio. 

La trasmittanza termica Uw (W/m2 K) si determina secondo la norma UNI EN 10077-1 con il metodo di calcolo semplificato, oppure ricavandola dai prospetti F.2 e F.3 riferiti alla finestra ad un'anta posizionata verticalmente, di dimensioni - considerate rappresentative - uguali a 1,23 m x 1,48 m, in funzione del valore Ug della vetrata, del valore Uf del telaio e della percentuale dell'area di telaio rispetto all'area dell'intera finestra.

Le tabelle fanno riferimento ai prospetti F1 ed F2 della norma EN 10077-01:2007 - Allegato F, e possono essere utilizzati per stimare velocemente i valori di trasmittanza termica Uw degli infissi esistenti, scendendo più nel dettaglio delle tipologie di serramenti. Basta:

  • scegliere le caratteristiche termiche del telaio Uf, dalla tab 2,
  • scegliere le caratteristiche termiche del vetro Ug, dalla tab 1
  • incrociare i valori di Uf e Ug nella tab1, (scegliendo la % di telaio rispetto all'intera finestra fra il 30 % e il 20%), e trovare il il valore Uw dell'infisso con le caratteristiche scelte.


Per esempio, un infisso in legno tenero e vetro singolo, con valore Uf 2,0 W/m2 K e Ug 5,7 W/m2 K, incrociando i valori avrò un valore di trasmittanza termica dell'infisso Uw di 5,0 W/m2 K 

3/3. Il metodo di calcolo rigoroso della trasmittanza termica Uw


Il calcolo semplificato della trasmittanza termica del componente finestrato Uw composta da un singolo serramento e relativo vetro (o pannello) si esegue con la formula:


  Uw = AgUg + AfUf +lg Ψg

________________________

             A g + A f


dove:


Ag è l'area del vetro;
Ug è il valore di trasmittanza termica riferito all'area centrale della vetrata, e non include l'effetto del distanziatore del vetro lungo il bordo della vetrata stessa;
Af è l'area del telaio;
Uf è il valore di trasmittanza termica del telaio applicabile in assenza della vetrata;
Ig è la lunghezza del perimetro del vetro; 

Ψg è il valore di trasmittanza termica lineare concernente la conduzione di calore supplementare che avviene a causa dell'interazione tra telaio, vetri e distanziatore dei vetri in funzione delle proprietà termiche di ognuno di questi componenti e si rileva, secondo quanto precisato nell' Annex E della norma UNI EN ISO 10077-1, preferibilmente con il calcolo numerico eseguito in accordo con la norma ISO 10077-2; quando non siano disponibili i risultati di calcolo dettagliati, ci si può riferire ai prospetti seguenti E.1 ed E.2 i quali indicano i valori Ψg di default per le tipiche combinazioni di telai, vetri e distanziatori. 

3/4. Norma di prodotto UNI EN 14351-1

Finestre
La norma UNI EN 14351-1 Parte 1 "Norma di prodotto, caratteristiche prestazionali di finestre e porte esterne pedonali senza caratteristiche di resistenza al fuoco e/o di tenuta al fumo" è il riferimento normativo italiano per la marcatura CE dei serramenti trasparenti.
Tale normativa specifica che il valore di trasmittanza termica della finestra comprensiva di infisso può essere ricavato o mediante prova di laboratorio o mediante calcolo semplificato secondo UNI EN ISO 10077-1 o ancora mediante calcolo agli elementi finiti secondo UNI EN ISO 10077-2 in combinazione con il calcolo semplificato.
Fonti del MSE hanno precisato che ai fini dell'accesso alle agevolazioni fiscali è ammissibile anche tale calcolo semplificato e, per quanto concerne la scelta di finestre campione da utilizzare per il calcolo, può essere utilizzata la tabella E1 della UNI EN 14351-1 con i relativi intervalli di applicazione diretta del calcolo stesso.


La norma UNI EN 14351-1 prevede che i calcoli termici effettuati su di un serramento aventi dimensioni: 

 

1230 (±25%) x 1480 (-25%)
1480 (+25%) x 2180 (±25%)


possono essere estese a tutti i serramenti di tutte le dimensioni, purché il vetro utilizzato abbia come valore di Ug uguale o inferiore a 1.9 w/m2 K, altrimenti non vale la regola di estensione dei valori calcolati sull'infisso normalizzato ad infissi di diverse dimensioni.

Ovviamente i calcoli devono essere effettuati sulle stesse tipologie di infissi e s'intende che una modifica del componente modifica la caratteristica in questione. In termini di prestazioni termiche è ovvio che andando a togliere o ad aggiungere elementi (per esempio passare da una finestra ad una anta, ad una a due e così via), determina una variazione dei valori finali della trasmittanza termica Uw.

L'appendice F della norma di prodotto UNI EN 14351-1 suggerisce le tipologie di serramento rappresentative e le relative estensioni ma, essendo la tabella puramente informativa, sta allo stesso produttore scegliere i campioni. 

Per i requisiti di isolamento termico, isolamento acustico, comportamento tra due climi differenti, l'Appendice E della norma di prodotto UNI EN 14351-1, suggerisce le dimensioni dei campioni da sottoporre a prova in laboratorio, oppure sui quali eseguire valutazione semplificata della prestazione, e le diverse regole di estensione dei risultati ottenuti. 

 

Quindi riassumendo, nel caso di sostituzione di serramenti, al fine di produrre la certificazione del produttore che attesti i valori di trasmittanza termica Ug degli elementi, si può adottare la seguente modalità di calcolo.
Si eseguono le prove secondo la tipologia di infisso, riferendosi ai due campi di applicazione, e poi si utilizzano le pertinenti regole di estensione agli altri infissi omogenei di diverse dimensioni; in particolare:

  1. per infissi assimilabili alle dimensioni: 1,23 m (± 25%) x 1,48 m (-25%), il risultato del calcolo può essere esteso ad infissi (omogenei) con una superficie complessiva uguale o inferiore a 2,3 m2; per infissi appartenenti a questo campo di applicazione, con valori di trasmittanza termica uguali o inferiori a 1,9 W/m2 K, il risultato del calcolo può essere esteso a tutte le finestre di dimensioni, sia inferiori che superiori, rispetto al serramento campione.
  2. per infissi assimilabili alle dimensioni: 1,48 m (+25%) x 2,18 m (± 25%), il risultato del calcolo può essere esteso ad infissi (omogenei) con una superficie complessiva uguale o maggiore a 2,3 m2.


Porte e porte-finestre
Si può adottare il prospetto E2 dell'Allegato E della UNI 14351-1, che indica che per la determinazione del valore di Up, è possibile procedere secondo le seguenti opzioni:

  • Valutazione prestazione sia con metodo semplificato ai sensi della norma UNI EN ISO 10077-1 oppure con calcolo agli elementi finiti ai sensi della norma UNI EN ISO 10077-2 oppure con prova in laboratorio secondo la metodologia descritta dalla norma UNI EN 12567-1.
  • Valutazione su campione di dimensioni 1,23 (±25%) m x 2,18 (±25%) m per tutte le portefinestre e le porte esterne pedonali aventi superfici di area uguale o inferiore a 3,6 m2.
  • Valutazione su campione di dimensioni 2,00 (±25%) m x 2,18 (±25%) m per tutte le portefinestre e le porte esterne pedonali aventi superfici di area superiore a 3,6 m2. 

4. La marcatura CE degli infissi


Dal 1° Febbraio 2009 solo serramenti con marcatura CE, possono essere immessi legalmente sul mercato (la marcatura CE è già obbligatoria, ma solo per le vetrazioni).
Sono tenuti alla marcatura CE tutti i costruttori di serramenti indipendentemente dalle dimensioni dell'azienda e dalle quantità prodotte.
Per le finestre e le porte esterne pedonali è previsto il Sistema di attestazione di conformità 3, che prevede che il produttore rilasci una DICHIARAZIONE DI CONFORMITA' del proprio prodotto ai requisiti stabiliti dalla norma dopo aver eseguito:
• le prove iniziali di tipo presso un laboratorio “notificato”;
• un controllo di produzione effettuato in azienda dall'imprenditore sotto la propria responsabilità.


Per quanto riguarda il primo punto il produttore deve essere in possesso di un rapporto di prova emesso da un laboratorio che sia stato abilitato dal Ministero competente a svolgere le prove in funzione del prodotto in esame. Per quanto riguarda il secondo punto il produttore deve dare evidenza del reale controllo effettuato sulla produzione.
In conformità alla UNI EN 14351-1, le prove possono essere raggruppate per tipologie per caratteristica selezionata; queste prove devono essere eseguite all'inizio della produzione o all'inizio di un nuovo metodo di produzione.
La Linea Guida M regolamenta il rapporto tra i serramentisti e gammisti in maniera tale da consentire l'utilizzo dei test.
Per trasferire a cascata i risultati dei test deve essere stato stipulato un contratto d'uso dei risultati del test iniziale di tipo tra il costruttore di serramenti e il fornitore di componenti.

Differenze tra vetro camera basso emissivo e selettivo

Vetri per la finestra e l'isolamento termico.

Il grado di isolamento termico di un infisso deriva inevitabilmente dalle caratteristiche dei profili del serramento, ma in maggior parte dalla tipologia del vetro. La scelta giusta, quindi, contribuisce a ridurre notevolmente le dispersioni termiche in un edificio e, di conseguenza, all'efficienza energetica complessiva dell'involucro edilizio. Il risparmio energetico si traduce, per le famiglie, in un significativo risparmio in bolletta, senza trascurare i vantaggi dovuti a un maggior confort ambientale. Si sente spesso parlare di vetro camera, vetri basso emissivi e vetri selettivi, ma quali sono le caratteristiche di ognuno e le differenze tra queste tipologie oggi disponibili sul mercato?

Vetro camera

Il vetro camera è generalmente formato da due o tre lastre di vetro separate da un'intercapedine, solitamente riempita d'aria.
Le lastre possono essere formate da vetro monolitico o da vetro stratificato, costituito da due lastre incollate con una speciale pellicola detta PVB, che ne aumenta la resistenza.

La struttura di questi vetri è in genere del tipo 4-12-4, ossia i vetri hanno spessore di 4 mm e l'intercapedine di 12 mm. Esistono però anche strutture 4-18-4 e spessori maggiori delle lastre di vetro.

La presenza dell'aria nell'intercapedine è un fattore fondamentale per migliorare il flusso termico tra interno ed esterno: essa, infatti, impedisce al calore di fuoriuscire durante l'inverno e, viceversa, di entrare in estate.

Tuttavia  l'aria, anche se in misura minore, consente comunque un certo flusso di calore, per cui la soluzione migliore è divenuta quella del vuoto nell'intercapedine ( vetro camera sottovuoto ).
In questo caso, però, si determina una differenza di pressione tra interno ed esterno che potrebbe creare delle tensioni sui vetri: l'intercapedine viene dunque saturata con gas nobili, più pesanti dell'aria, come l'argon e il kripton, che rallentano ancora di più il flusso di calore da una lastra all'altra.

Vetro selettivo e vetro basso emissivo

 

Per migliorare ulteriormente le prestazioni di isolamento di un infisso è opportuno utilizzare, per la realizzazione del vetro camera, anziché vetri semplici ( comunemente denominati float ) altri tipologie innovative, molto più isolanti di quelli comuni: i vetri selettivi e basso emissivi.
La caratteristica principale dei vetri selettivi è di trasmettere perfettamente la radiazione luminosa è di respingere invece la radiazione infrarossa, soprattutto quella a lunghezza d'onda più bassa. Poiché questa radiazione ( non a caso detta termica ) è responsabile della trasmissione del calore, si comprende come essi contribuiscano ottimamente a contenere il surriscaldamento degli ambienti interni in estate.

 

Tuttavia è importante evitare anche la dispersione del calore degli ambienti interni verso l'esterno, durante la stagione invernale.
A questo scopo, quindi, sono stati pensati i vetri basso emissivi che, come i selettivi consentono il transito della radiazione luminosa, ma evitano invece il passaggio di quella infrarossa ( in questo caso quella a frequenza d'onda maggiore ) inibendo la dispersione del calore verso l'esterno.

La differenza fondamentale tra le due tipologie è il lato in cui è applicato il rivestimento, oltre che in altre caratteristiche tecniche e di produzione. In realtà in commercio esistono vetri che raggruppano entrambe le caratteristiche, denominati genericamente basso emissivi, che sposano anche le caratteristiche del vetro selettivo.

Il rivestimento di entrambi i vetri è costituito da ossidi metallici di tipo magnetronico o pirolitico.
Nel primo caso il rivestimento, depositato con un procedimento elettromagnetico, non è molto resistente agli agenti atmosferici e deve essere quindi posto all'interno. Questo sistema viene usato per la produzione dei vetri basso emissivi.
Nel secondo caso il rivestimento viene depositato per pirolisi, quindi con un processo a caldo con il quale viene fuso e inglobato nel vetro; esso risulta quindi più resistente alle intemperie e può essere posto sul lato esterno: quindi il procedimento è idoneo per la realizzazione dei vetri selettivi.

Conclusioni

 

Dalle caratteristiche descritte risulta evidente che le migliori prestazioni in termini energetici per i vetri di un serramento si possano ottenere combinando varie soluzioni: un vetro composto con un'intercapedine evacuata o riempita di gas argon, con vetro selettivo all'esterno e vetro basso emissivo all'interno.

Esistono inoltre soluzioni a triplo vetro ( generalmente con lastra intermedia più sottile delle esterne ) che garantiscono  l'innalzamento dei coefficienti delle prestazioni richieste.

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