La scelta di serramenti opportuni è un’operazione di fondamentale importanza nella progettazione termica degli edifici, sia in caso di realizzazione di nuovi edifici che in quello di riqualificazione energetica. Attraverso le finestre avvengono durante tutto l’arco dell’intera giornata importanti scambi energetici, che consistono in apporti e dispersioni in grado di influenzare il bilancio energetico dei fabbricati. La progettazione termotecnica dell’edificio implica la scelta dei serramenti esterni con l’obiettivo, a seconda dell’ubicazione del fabbricato, dell’esposizione e della latitudine, di ridurre i consumi globali derivanti dall’esercizio durante tutto il periodo dell’anno.
La Funzione Cruciale dei Serramenti nell'Edificio
Scegliere la tipologia di infissi da installare comporta l’individuazione del giusto compromesso tra alcuni fattori quali:
- isolamento termico
- isolamento acustico
- sicurezza
- estetica
- durata
I serramenti svolgono un ruolo fondamentale per quanto riguarda il comfort degli ambienti interni; essi infatti devono soddisfare una serie di requisiti legati a varie esigenze, quali:
- illuminazione: i vetri dei serramenti permettono alla luce di entrare nei nostri ambienti per consentirci di sfruttarla secondo le nostre esigenze; è compito del progettista definire la giusta superficie vetrata in funzione della dimensione del vano e della sua destinazione d’uso, al fine di garantire il corretto rapporto aeroilluminante luce/superficie del vano;
- tenuta alle intemperie: il serramento deve proteggere gli interni da intemperie, vento, pioggia e neve; la protezione dagli agenti atmosferici è la funzione fondamentale per contenere i costi di riscaldamento e condizionamento e per proteggere l’ambiente interno da impurità e sostanze inquinanti, rendendolo così pulito, vivibile e sano;
- resistenza meccanica: i serramenti devono avere una buona resistenza meccanica e resistere alle varie sollecitazioni, in particolare a quelle dovute al vento e agli agenti esterni;
- isolamento termico: devono fornire buone prestazioni energetiche al fine di garantire comfort termico all’interno dell’unità immobiliare, contenendo i costi per il riscaldamento e il condizionamento;
- ventilazione: ogni locale occupato da persone deve essere costantemente areato; la finestra ha lo scopo di assicurare i giusti ricambi d’aria per il benessere di chi occupa i locali. In particolare gli infissi devono soddisfare esigenze di ventilazione o di microventilazione con l’obiettivo di garantire:
- il ricambio d’aria per riossigenare e rendere efficiente la respirazione delle persone;
- l’allontanamento dell’anidride carbonica emessa dall’uomo e dell’eventuale ossido di carbonio generato dalle fiamme;
- la diluizione di odori generati dalle persone, dal fumo prodotto dalle sigarette o dai contaminanti che derivano dalla cottura, dal lavaggio e dalle altre attività domestiche;
- la diminuzione dell’umidità dell’aria per evitare la condensa e la formazione delle muffe;
- sicurezza: i serramenti devono garantire la giusta sicurezza nei confronti dell’eventuale ingresso da parte di malintenzionati e/o animali;
- estetica: gli infissi devono soddisfare anche esigenze estetiche, per garantire il decoro e la bellezza dei locali interni; esiste una vasta gamma di colori e finiture in grado di coprire qualsiasi richiesta;
- isolamento acustico: gli infissi devono proteggere gli occupanti dai rumori proveniente dall’ambiente esterno.
Materiali dei Serramenti: Un Confronto Preliminare
Esistono in commercio svariate tipologie di serramenti. I principali materiali utilizzati per i telai sono i seguenti:
- legno
- alluminio
- PVC
- acciaio
- materiali misti
Ciascuna tipologia offre caratteristiche differenti. Di seguito si analizzano in dettaglio i materiali più pertinenti per la nostra trattazione.
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Il Legno: Tradizione e Isolamento Naturale
Il legno è il materiale tradizionalmente più usato per la produzione di serramenti. Esso è caratterizzato da un basso coefficiente di trasmittanza termica, da un aspetto gradevole, dall’attitudine ad essere lavorato e dal soddisfacente comportamento in esercizio del serramento.
Le proprietà naturali del materiale sono:
- durabilità naturale
- adeguata massa volumetrica
- stabilità dimensionale in fase di esercizio
- resistenza meccanica e rigidezza
- durezza superficiale
Le essenze più utilizzate sono: larice, abete, pino, castagno, rovere, iroko, hemlock, douglas, pitch-pine e legni lamellari.
Per migliorare la durata dell’infisso ed evitare l’insorgere di deformazioni e di fenomeni d’imbarcamento, il legno deve essere opportunamente essiccato. Inoltre, se il legno non presenta una sufficiente durabilità naturale, è indispensabile un trattamento preservante che abbia un’efficace azione contro funghi ed insetti.
Sempre più spesso si usano i legni lamellari, che garantiscono buona stabilità all’infisso, ottenuti per incollaggio di sottili elementi uniti tra loro in modo da sfalsare i nodi per controbilanciare la tendenza all’imbarcamento di ciascun elemento.
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L’infisso in legno deve essere opportunamente protetto dagli agenti esterni (umidità e radiazioni ultraviolette) mediante l’uso di vernici; recentemente si stanno diffondendo materiali protettivi provenienti dalle nano-tecnologie. Gli infissi, realizzati con cura e precisione, conservano un’ottima tenuta nel tempo e resistenza meccanica, tuttavia richiedono operazioni di manutenzione, come ad esempio il trattamento con particolari vernici o impregnanti, da effettuare mediamente ogni 5 anni.
L'Alluminio: Resistenza e Innovazione con il Taglio Termico
L’allumino utilizzato per la fabbricazione dei profili dei serramenti è costituito da leghe di silicio e magnesio, con basse percentuali di rame. Infatti, legare l’alluminio con un altro materiale significa migliorarne le caratteristiche fisiche, di finitura e di lavorazione. I serramenti in alluminio possono presentarsi al naturale, ossia con l’aspetto e il colore che derivano dal processo di ossidazione anodica, oppure possono essere colorati per elettrocolorazione o verniciati con resine sintetiche.
L’alluminio ha numerose proprietà quali:
- resistenza
- leggerezza
- buone proprietà meccaniche
- buona tenuta agli agenti atmosferici
Quest’ultima proprietà fa sì che i serramenti in alluminio abbiano una buona durabilità nel tempo; tuttavia l’alluminio è un buon conduttore di calore, proprietà che non è molto utile alla realizzazione di serramenti isolanti. Per ridurre i valori di trasmittanza dei profili si realizza il cosiddetto “taglio termico”. I profilati a taglio termico si basano sul principio dell’interruzione della continuità del metallo attraverso l’inserimento di un opportuno materiale a bassa conducibilità termica in corrispondenza di una camera interna al profilato. Il sistema più diffuso consiste nell’iniettare una schiuma poliuretanica all’interno del profilato estruso e provvedere alla successiva asportazione meccanica di strisce dell’estruso.
Relativamente alla tenuta agli agenti atmosferici la produzione attuale si avvale di infissi a “giunto aperto”. Infatti, la guarnizione esterna utilizzata nei serramenti normali non è sufficiente ad evitare infiltrazioni di aria ed acqua all’interno del serramento quando, ad esempio, in presenza di elevata pressione esterna il profilo dell’anta tende ad inflettersi determinando il distacco della guarnizione dal controtelaio.
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Nel caso di infissi “a giunto aperto” l’acqua, eventualmente penetrata all’interno, viene drenata attraverso fori di scarico grazie ad un fenomeno di equilibrio della pressione interna al profilato con quella esterna, che rende noto questo tipo di giunto anche con il nome di “giunto a compensazione di pressione”.
Il Doppio Serramento Misto: Legno Interno e Alluminio Esterno
È possibile accoppiare due o più materiali al fine di sfruttare i vantaggi di ciascuno di essi e migliorare le prestazioni energetiche finali. Tra gli accoppiamenti più frequenti e vantaggiosi troviamo il sistema legno-alluminio e alluminio-legno.
Si tratta di uno dei sistemi più vantaggiosi, dato dall’abbinamento di legno e alluminio, in cui i due telai sono avvitati l’uno all’altro. I profili di alluminio sono principalmente usati all’esterno così da sfruttarne la resistenza agli agenti atmosferici, mentre all’interno si preferisce il legno grazie al suo aspetto estetico, alle buone caratteristiche termoisolanti e a una migliore gradevolezza al tatto dovuta all’effetto “caldo”.
La funzione di elemento portante può essere svolta, a seconda dei casi, dalla parte in legno o da quella in alluminio. In fase di dismissione il recupero dei materiali è facilitato dal fatto che gli elementi sono avvitati tra loro e non risulta pertanto complessa l’operazione di disassemblaggio.
Per aumentare l’isolamento termico è possibile l’inserimento tra il legno e l’alluminio di un profilo in polistirene reso solidale mediante l’uso di colle o in alcuni casi di speciali sistemi di ancoraggio. Grazie a questa combinazione e all’uso di vetri particolari, si riescono a raggiungere valori di trasmittanza molto ridotti, fino a Uw pari a 0,70-0,80 W/m²K, ideali anche per edifici passivi.
Considerazioni sui Doppi Serramenti Esistenti
Nel contesto di una riqualificazione energetica o di una certificazione, si può incontrare una situazione in cui una finestra è stata sostituita anni fa da una doppia finestra, ovvero al serramento in legno esistente a filo parete interna, è stato aggiunto un serramento in metallo a filo parete esterna. In questi casi, il calcolo della trasmittanza termica può essere complesso.
Software come Cened offrono la possibilità di inserire il doppio serramento: prima si inseriscono i due serramenti singolarmente come elementi disperdenti, poi nella schermata successiva (superfici di involucro) si può scegliere l'opzione serramento doppio. Tuttavia, le scelte per le dimensioni dell'intercapedine potrebbero essere limitate.
Un aspetto critico in un doppio serramento esistente è l'intercapedine d'aria tra i due telai. Ad esempio, se l'intercapedine è di 17 cm, il problema rimane capire la resistenza dell'aria. È fondamentale considerare che se lo spazio è maggiore di 3 mm e non sono state prese misure per prevenire l'eccessivo ricambio d'aria con l'aria esterna, il metodo di calcolo semplificato potrebbe non essere applicabile. Un'analisi termografica fatta in loco ha mostrato che in presenza di una doppia finestra non progettata correttamente, la temperatura interna tra le due finestre era solo pochi gradi più calda dell'esterno. È importante notare che, se i serramenti di un doppio sistema sono sigillati in modo non appropriato, si forma condensa ovunque e poi muffa, a causa della scarsa ventilazione e del ristagno di umidità nell'intercapedine.
Comprendere la Trasmittanza Termica (Uw)
La trasmittanza termica, identificata dall'indice Uw, rappresenta la quantità di energia dispersa dalla superficie del serramento. È un indice che misura lo scambio di calore per metro quadrato che passa attraverso l’infisso, tra due ambienti di temperatura diversa, per esempio tra l’esterno e un interno riscaldato. L'unità di misura è W/(m²K) e minore è il coefficiente Uw, maggiore è il potere isolante del serramento. I nostri serramenti sono stati testati secondo la normativa EN ISO 10077-2.
Più il valore di trasmittanza termica è basso, maggiore è la capacità isolante dell’infisso: meno calore fuoriesce durante l’inverno e meno ne entra d’estate. Per questo motivo, scegliendo dei serramenti con una bassa trasmittanza termica è possibile:
- Ridurre notevolmente le dispersioni di calore rispetto ad infissi vecchi o usurati;
- Mantenere la temperatura costante e ridurre il rischio di muffa o condensa;
- Diminuire i consumi e le bollette per il riscaldamento e il raffrescamento;
- Aumentare la classe energetica e il valore complessivo dell’immobile.
TRASMITTANZA TERMICA INFISSI: cos'è e come valutarla !
Fattori che Incidono sulla Trasmittanza Termica di un Infisso
La trasmittanza termica di un infisso, indicata con la sigla Uw, rappresenta il risultato complessivo dell’isolamento termico offerto dalla finestra o dalla porta installata. Questo dato è il frutto di una serie di componenti e scelte costruttive, i cui principali elementi sono:
- Uf: trasmittanza termica del telaio, la parte strutturale della finestra o della porta;
- Ug: trasmittanza termica del vetro, la superficie più estesa del serramento;
- Ψg: trasmittanza lineare della canalina, cioè l’area di contatto tra vetro e telaio.
Ad incidere in modo determinante sul valore di trasmittanza termica Uw vi sono inoltre:
- Materiale del profilo: il PVC, ad esempio, offre un’eccellente capacità isolante rispetto all’alluminio di un tempo; oggi anche i profili in alluminio possono raggiungere buone prestazioni, grazie alla tecnologia del taglio termico.
- Tipologia e stratigrafia del vetro: scegliere un vetro doppio o triplo, con trattamento basso emissivo e riempimento con gas nobili, può ridurre drasticamente le dispersioni termiche rispetto ad un infisso con vetro singolo. Anche i vetri vengono classificati in base ad un coefficiente termico (Ug).
- Qualità della posa in opera: anche il miglior serramento, se installato male, non potrà garantire le prestazioni promesse; una posa in opera professionale è indispensabile per evitare la formazione di ponti termici e infiltrazioni d’aria.
- Accessori e componenti aggiuntivi: cassonetti coibentati, avvolgibili isolanti, scuri e persiane contribuiscono a migliorare ulteriormente il livello di isolamento del foro finestra, riducendo notevolmente le dispersioni termiche.
Ti sei mai chiesto qual’è la differenza, in termini di trasmittanza termica, fra le nuove finestre e quelle vecchie? Un esempio sono le finestre e gli infissi in legno a vetro singolo che hanno un valore di trasmittanza termica compreso tra 3 e 5 watt per metro quadrato per Kelvin. Supponiamo di prendere il valore di 1.3 come valore riferimento della trasmittanza termica della nuova finestra. Questo, in particolare, è quel valore determinato dalla normativa e previsto come indicatore minimo per poter usufruire dei benefici fiscali in vigore attualmente.
La Normativa e le Zone Climatiche
In Italia, la trasmittanza termica degli infissi è regolata da una normativa che definisce i valori massimi ammessi in base alla zona climatica in cui si trova l’edificio. Ciò implica che la finestra più adatta ad una casa in Sicilia non sarà necessariamente la stessa di una abitazione in Trentino: la legge adatta i requisiti alle reali esigenze del territorio.
Il territorio nazionale è suddiviso in sei zone climatiche (da A ad F) individuate in base al clima locale e ai “gradi-giorno” (indice che misura la severità climatica); ogni zona ha i propri limiti di trasmittanza termica, che devono essere rispettati sia come requisiti di legge sia per ottenere determinati incentivi fiscali (Ecobonus e Bonus Ristrutturazione).
Ecco una tabella riassuntiva dei limiti di trasmittanza termica Uw per le diverse zone climatiche in Italia:
| Zona climatica | Limite Uw infissi [W/m²K] | Esempi di città |
|---|---|---|
| A | ≤ 3,00 | Lampedusa, Linosa |
| B | ≤ 3,00 | Palermo, Catania, Reggio Calabria |
| C | ≤ 2,00 | Bari, Napoli, Sassari |
| D | ≤ 1,80 | Roma, Ancona, Firenze, Genova |
| E | ≤ 1,40 | Milano, Bologna, Torino, Vicenza |
| F | ≤ 1,00 | Belluno, Cuneo, Aosta, Bormio |
Fonte: DM 26 giugno 2015 - Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici.
Per esempio, nelle città della zona E (come Milano, Torino, Bologna, Vicenza, Verona) il limite di trasmittanza termica Uw per accedere all’Ecobonus è di ≤ 1,3 W/m²K, mentre per il Bonus Ristrutturazione è di ≤ 1,4 W/m²K. Nelle città della zona F (le aree più fredde d’Italia, come Belluno e Cuneo) il limite di trasmittanza degli infissi è ancora più stringente: Uw ≤ 1,0 W/m²K.
Calcolo della Trasmittanza Termica e Valori Tipici
Il valore di trasmittanza termica Uw di un infisso è il risultato della media tra le prestazioni di tutti i suoi componenti principali: il vetro, il telaio e il bordo di contatto tra i due. Normalmente questo numero viene già calcolato e dichiarato dal produttore nella scheda tecnica del serramento, secondo le norme europee e italiane di riferimento.
La formula semplificata per calcolare la trasmittanza termica di un infisso è la seguente:
Uw = {(Ag × Ug) + (Af × Uf) + (lg × Ψg)} / (Af + Ag)
Dove i parametri indicano:
- Ag = area della parte vetrata dell’infisso
- Ug = trasmittanza termica del vetro
- Af = area del telaio dell’isso
- Uf = trasmittanza termica del telaio
- lg = lunghezza perimetrale del vetro
- Ψg = trasmittanza termica lineare della canalina
Di seguito riportiamo i valori medi di trasmittanza termica per i principali tipi di infissi, che possono servire da utile riferimento:
| Materiale del serramento | Valore Uw tipico (W/m²K) |
|---|---|
| PVC | 1,0 - 1,3 |
| PVC/Alluminio | 1,0 - 1,3 |
| Alluminio senza taglio termico | > 4,0 |
| Alluminio con taglio termico | 1,5 - 1,8 |
| Legno | 1,2 - 1,5 |
Per i serramenti in legno-alluminio, si possono raggiungere prestazioni eccezionali. Ad esempio, i serramenti in legno alluminio Infiniline Termoscudo raggiungono valori Uw molto bassi (inferiori a 0.8) e sono quindi adatti per casa clima passive. Questo è permesso dall'utilizzo di vetri top con trasmittanza Ug di 0.5, composti da tre vetri di cui due basso emissivo, canaline isolanti e gas argon.
Risparmio Energetico e Agevolazioni Fiscali
Sostituire vecchi serramenti con nuovi infissi ad alta efficienza energetica permette di accedere ad alcune agevolazioni fiscali, come l’Ecobonus e il Bonus Ristrutturazione per il 2025: per poter beneficiare delle detrazioni è fondamentale che i nuovi infissi rispettino i limiti di trasmittanza Uw stabiliti per la zona climatica di appartenenza, e che i valori siano certificato dal produttore (sia nelle schede tecniche che nelle fatture di acquisto).
Scegliere infissi con elevate capacità isolanti permette di soddisfare i requisiti normativi e garantire le migliori performance nel tempo. Ciò permette di ridurre sensibilmente i consumi di riscaldamento e raffrescamento, migliorare il comfort abitativo in qualsiasi stagione e condizione climatica, e aumentare il valore complessivo dell’immobile e la relativa classe energetica.
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