La finestra, un complicato equilibrio

La finestra inizia la sua storia come un semplice foro nel muro e poi, con gli anni, diventa un componente edilizio strategico, indispensabile, il più complesso dal punto di vista tecnologico.

Oggi per garantire comfort abitativo ed efficienza energetica, alla finestra affidiamo diversi ruoli, che sono per la gran parte antitetici fra loro:

• illuminazione/oscuramento, protezione dall’abbagliamento
• ventilazione degli ambienti – assenza di spifferi indesiderati
• protezione dagli agenti atmosferici
• protezione dai rumori esterni
• sicurezza anti-intrusione
• protezione dalle cadute accidentali
• isolamento termico
• apporti solari in inverno/protezione dal surriscaldamento in estate
• possibilità di veduta/protezione dell’intimità

La ventata “rivoluzionaria” che il concetto di nZEB (edificio ad energia quasi zero) sta portando nel mondo della progettazione e della costruzione edilizia, è l’aver associato in un binomio indissolubile i concetti di bassa energia con quello di alto comfort abitativo, che tradotto significa: vivere meglio con meno energia.

I COMPONENTI DEL “SISTEMA FINESTRA”

Il processo di evoluzione della finestra, o meglio del “sistema finestra”, è stato perfezionato soprattutto grazie all’utilizzo della tecnologia e all’esperienza maturata in cantiere e nella vita dell’utente.

Questo complicato sistema è composto da vetro, distanziatore, telaio mobile, telaio fisso, controtelaio, sistema oscurante esterno (scuri, persiane, serrande, veneziane, tende…), sistema oscurante interno (tende, veneziane…), cassettone (per raccogliere la serranda o la veneziana), altri accessori quali zanzariere, banchine, monoblocco…
Ogni singolo componente deve essere conforme alle norme del settore di appartenenza e deve garantire le funzionalità che gli sono state affidate.

IL VETRO

Il vetro è l’elemento principale del “sistema finestra” e tutti gli altri componenti sono posti “al suo servizio”.
Il vetro che usiamo attualmente viene chiamato “vetro float” ed è stato inventato da sir Alastair Pilkington nel 1959. Il nome float viene dal verbo inglese ‘to float’, galleggiare, e deriva dal fatto che in una fase del processo di produzione, il nastro di vetro in formazione si trova a galleggiare su uno strato liquido di stagno fuso.

In termini di efficienza energetica e di comfort abitativo il vetro è caratterizzato da questi tre parametri:

• trasmittanza Ug [W/mqK] (g=glass, vetro) cioè il flusso di calore che lo oltrepassa per conduzione nell’unità di tempo e di superficie (mq) quando separa due ambienti con temperature che differiscono di un grado Kelvin (o Celsius);
• fattore solare g (o anche Fs) [%], cioè la quantità di energia termica solare che passa attraverso la vetrata rispetto all’energia solare incidente su di essa;
• trasmissione luminosa TL [%], cioè la quantità di radiazione del visibile che attraversa la vetrata rispetto alla quantità di flusso luminoso incidente su di essa.

Nel progetto nZEB la trasmittanza Ug deve essere bassa per evitare di disperdere troppo calore, considerando anche che la componente vetrata è la parte termicamente più debole di tutto l’involucro. Infatti un vetro float da 4 mm ha una trasmittanza Ug pari a 5,6 [W/mqK], cioè tre volte maggiore di una “classica” parete in mattoni pieni a due teste intonacata, parete che ha caratterizzato gran parte del nostro patrimonio immobiliare del secolo scorso. Inoltre è esperienza comune a molti di noi aver visto il vetro appannarsi nelle fredde giornate invernali, fenomeno che causa inevitabilmente un abbassamento del comfort abitativo.

Per migliorare il comportamento termico (ed acustico) del vetro a partire dagli anni ‘50 si è pensato di accoppiare due lastre float opportunamente distanziate e montate su un telaio (distanziatore) a formare una vetrocamera, e di riempire l’intercapedine con aria, raggiungendo così un valore Ug=2,8 [W/mqK].

Il passo successivo nel miglioramento termico è stato la sostituzione dell’aria dell’intercapedine con gas Argon. In tal modo si è raggiunto il valore di 1,20 [W/mqK], vincendo così la partita con la parete in mattoni a due teste.

Attualmente si producono vetrocamere a tre vetri e due intercapedini riempite con gas Argon che possono raggiungere valori di Ug pari a 0,6 [W/mqK]. Chiaramente pesano e costano di più per cui vanno utilizzate solo se e quando servono, in relazione al luogo e alla classe di fabbisogno energetico che si vuole raggiungere.
L’Argon è un elemento chimico estremamente stabile, inodore, insapore e incolore. Possiede una conducibilità termica molto inferiore rispetto all’aria. L’intercapedine deve essere riempita per il 90% del suo volume con il gas.

Vetro basso-emissivo e vetro selettivo

Il comportamento termoisolante di una vetrocamera può essere migliorato anche attraverso trattamenti superficiali delle lastre che consistono nel depositare su una lastra float strati di ossidi metallici, il cosiddetto coating, che può essere utilizzato per due scopi:
• ridurre le dispersioni per irraggiamento verso l’esterno riflettendo l’onda termica interna verso l’interno, mantenendo così il calore all’interno dell’edificio (si migliora il coefficiente Ug). Si parla allora di vetro basso-emissivo.
• intercettare parte della radiazione solare incidente evitandone la penetrazione all’interno dell’ambiente. In questo modo si diminuisce il rischio di surriscaldamento estivo. Si parla allora di vetro selettivo o a controllo solare. Il vetro selettivo incide quindi sul Fattore Solare g, diminuendolo.

 

Testo tratto in parte da articoli di Sergio Pesaresi (ingenio)