Evoluzione tecnologica e prestazionale dei serramenti -...

Evoluzione tecnologica Evoluzione tecnologica e prestazionale dei e prestazionale dei

serramentiserramenti

Gianfranco Cellai Laboratorio di Fisica Ambientale per la QualitLaboratorio di Fisica Ambientale per la Qualitàà EdiliziaEdilizia

UniversitUniversitàà di Firenzedi Firenze

[email protected]

2

COMPONENTI VETRATI E COMPONENTI VETRATI E QUADRO NORMATIVOQUADRO NORMATIVO

Riferimento Contenuti Parametro

D.M. 05.07.75e s.m.i

Requisiti igienico sanitari dei locali di abitazione

Fattore medio di luce diurna (FLDm)

Apertura minima di aerazione 1/8 della superficie del

pavimentoD.P.C.M.5.12.97 Requisiti acustici passivi Valore minimo di isolamento

acustico di facciata (D2mnTw )D.Lgs. 192/05e s.m.i

Prestazioni energetiche invernali degli edifici

Limiti massimi di trasmittanzadel vetro Ug e del serramento

Uw

D.P.R. 52/09 Prestazioni energetiche invernali ed estive degli edifici

Proprietà radiative ed efficacia della schermatura solare

3

INTERFERENZA TRA REQUISITI COGENTIINTERFERENZA TRA REQUISITI COGENTI

Ciò contrasta con:- il requisito di protezione acustica, che richiede l’uso di vetri stratificati e di spessore maggiore;- il risparmio energetico che impone l’uso di vetri bassoemissivi;- il controllo dell’irraggiamento solare divenuto fondamentale per la certificazione energeticacertificazione energetica degli edifici (sistemi schermanti esterni sostituibili con vetrate aventi g ≤ 0,5 D.P.R. 02 aprile 2009 n° 59 );

L’illuminazione naturale degli ambienti richiede valori elevati di trasmissione luminosa τv ed una buona resa cromatica Ra dei vetri

Tutte queste azioni portano a penalizzare Tutte queste azioni portano a penalizzare ττvv e e RaRa con con conseguenze sulle dimensioni dei serramenti e talora conseguenze sulle dimensioni dei serramenti e talora del benessere delle persone.del benessere delle persone.

Cosa sta accadendo attualmente?Cosa sta accadendo attualmente?• A partire dal marzo 1998 sono entrate in vigore le

norme in materia di requisiti acusticinorme in materia di requisiti acustici degli edifici• A partire dall’ottobre 2005 sono entrate in vigore le

nuove norme in materia di requisiti termicinorme in materia di requisiti termici• A partire dal febbraio 2007 sono state aggiornate le

norme suddette con il D.lgs.311/06 poi confermate dal con il D.lgs.311/06 poi confermate dal DPR 59/09 in vigore dal 01/2010.DPR 59/09 in vigore dal 01/2010.

In breve dal 2009 non In breve dal 2009 non èè pipiùù possibile usare i possibile usare i tradizionali serramentitradizionali serramenti

Prof. Gianfranco Cellai

delle chiusure apribili ed assimilabili, quali porte, finestre e vetrine anche se non apribili, comprensive degli infissi, considerando le parti trasparenti e/o opache che le compongono, deve rispettare i limiti riportati nelle tabelle 4.a e 4.b. Restano esclusi dal rispetto di detti requisiti gli ingressi pedonali automatizzati.

Le chiusure trasparenti richiedono due verificheLe chiusure trasparenti richiedono due verifiche

Uw

Ug

Ad esempio nel 2011 zona D Ad esempio nel 2011 zona D UUgg ≤≤ 1,9 W/m1,9 W/m²²K K UUww ≤≤ 2,4 W/m2,4 W/m²²KK

I parametri esprimenti le prestazioniI parametri esprimenti le prestazioniPer l’isolamento si fa riferimento alla trasmittanza del serramento UUww (W/m(W/m²²K)K) e del vetro UUgg (W/m(W/m²²K)K)

Per quelle acustiche si fa riferimento al potere fonoisolante del serramento RRw (dB)(dB) e del vetro RRwg(dB)(dB) ed alla classe C di tenuta allclasse C di tenuta all’’ariaaria

Per quelle energetiche in relazione all’irraggiamento si fa riferimento alla trasmissione solare g (%) del vetro

Per quelle ottiche si fa riferimento alla trasmissione della luce TL (%) del vetro

LL’’evoluzione prestazionale termicaevoluzione prestazionale termica

Fino al 1976Fino al 1976Trasmittanza Trasmittanza UUww ≈≈ 6 6 W/mW/m²²KK

PermeabilitPermeabilitàà aria non classificataaria non classificataTrasmissione luminosa Trasmissione luminosa TTll== 0,90,9

dal 1976 al 1998dal 1976 al 1998(L.373/76)(L.373/76)

Trasmittanza Trasmittanza UUww≈≈ 3,33,3 W/mW/m²²KKPermeabilitPermeabilitàà aria C = 2 aria C = 2 -- 3 3 Trasmissione luminosa Trasmissione luminosa TTll== 0,80,8

dal 2005dal 2005((D.LviD.Lvi 192/2005192/2005

+ 311/06)+ 311/06)

Zone D,E,FZone D,E,F

U = 2,0 U = 2,0 ÷÷ 2,4 W/m2,4 W/m²²K K (1.1.2010)(1.1.2010)Zone A,B,CZone A,B,C

U = 2,6 U = 2,6 ÷÷ 4,64,6 W/mW/m²²K K (1.1.2010)(1.1.2010)

dal 1998 al 2005dal 1998 al 2005(DPCM 5.12.97)(DPCM 5.12.97)

Trasmittanza Trasmittanza UUww≈≈ 2,8 2,8 W/mW/m²²KKPermeabilitPermeabilitàà aria C = 3 aria C = 3 -- 44Trasmissione luminosa T = 0,7Trasmissione luminosa T = 0,7


LL’’evoluzione prestazionale acusticaevoluzione prestazionale acustica

Fino al 1976Fino al 1976Potere fonoisolante Potere fonoisolante RRww ≈≈ 28 dB28 dBBattute senza guarnizioni Battute senza guarnizioni

dal 1976 al 1998dal 1976 al 1998(L.373/76)(L.373/76)

Potere fonoisolante Potere fonoisolante RRww≈≈ 3232 dBdBUna guarnizione di battutaUna guarnizione di battuta

dal 2005dal 2005(Acustico+termico)(Acustico+termico)

Potere fonoisolante Potere fonoisolante RRww ≥≥ 39 dB 39 dB

dal 1998 al 2005dal 1998 al 2005(DPCM 5.12.97)(DPCM 5.12.97)

Potere fonoisolante Potere fonoisolante RRww ≅≅ 3737 dBdB

2 2 ÷÷ 3 3 guarnizioni di battutaguarnizioni di battuta


Isolamento acustico di parete di 12 m² con finestra 2 m²Rtot = 10 lg [12m²/(10 x 10 –54/10 + 2 x 10 –28/10 )]= 35,7 dB

Pareti esterne composte: Muratura + finestra

I requisiti acustici passivi di facciataI requisiti acustici passivi di facciata

Categorie

residenze, alberghi, pensioni e assimilabili

scuole e simili

ospedali, cliniche, case di cura e simili

uffici, per attività ricreative, di culto, di commercio o simili

D2m,nT,w minimo

40

48

45

42 Rw = 54 dB

Rw = 28 dB

Isolamento acustico di parete di 12 m² con finestra 2 m²Rtot = 10 lg [12m²/(10 x 10 –54/10 + 2 x 10 –38/10 )]= 45,3 dB

LL’’evoluzione tecnologica evoluzione tecnologica

•• Uso di doppi vetri uniti al perimetro;Uso di doppi vetri uniti al perimetro;•• Uso di vetri stratificati ai fini acustici;Uso di vetri stratificati ai fini acustici;•• Incremento dellIncremento dell’’isolamento termico isolamento termico

delldell’’intercapedine vetrata;intercapedine vetrata;•• Interventi sul telaio per ridurre le dispersioni Interventi sul telaio per ridurre le dispersioni

conduttive e aumentare la tenuta allconduttive e aumentare la tenuta all’’aria anche aria anche ai fini acustici; ai fini acustici;

•• Trattamento superficiale dei vetri per ridurre Trattamento superficiale dei vetri per ridurre ll’’irraggiamento.irraggiamento.


Le ultime novitLe ultime novitààD.LvoD.Lvo 311 /06+311/06 Recepimento della Dir. 311 /06+311/06 Recepimento della Dir.

All.IAll.I Norme transitorie Norme transitorie Valori minimi di trasmittanza per vetri e serramentiValori minimi di trasmittanza per vetri e serramenti

EVOLUZIONE TECNOLOGICA DEL TELAIO


LL’’evoluzione tecnologica del vetroevoluzione tecnologica del vetro

EVOLUZIONE TECNOLOGICA DEL VETRO

Cosa si richiede ai serramenti?Cosa si richiede ai serramenti?La questione, apparentemente semplice, in realtà presenta numerose contraddizioni in relazione al dimensionamento:-- per assicurare una idonea aerazione; il parametro piper assicurare una idonea aerazione; il parametro piùùdiffuso diffuso èè 1/8 della superficie del locale;1/8 della superficie del locale;-- per assicurare una idonea illuminazione; il parametro piper assicurare una idonea illuminazione; il parametro piùùdiffuso diffuso èè il fattore di luce diurna medio il fattore di luce diurna medio FLDmFLDm;;I suddetti parametri, ed in particolare il FLDm, d’altra parte richiedono grandi superfici vetrate e questo contrasta, evidentemente, con il contenimento dei consumi energetici ma anche con la protezione acustica di legge.

L’incremento dei costi connesso al rispetto dei provvedimenti è, pertanto, notevole (circa il 30-40% in più rispetto al passato), e spesso appare sproporzionato rispetto agli obiettivi da raggiungere, tanto che è ragionevole rivedere le normative.

LE NORME TECNICHE LE NORME TECNICHE ENERGETICHEENERGETICHE

UNI EN 673 Vetro per ediliziaDeterminazione della Trasmittanza termica-Metodo di Calcolo (1999)

UNI EN 410, Vetro per ediliziaDeterminazione delle caratteristiche luminose e solari delle vetrate (2000)

UNI EN ISO 10077-1 Finestre, porte e chiusure-Calcolo della trasmittanza termica- Metodo semplificato (2002)

UNI EN 12207 Finestre e portePermeabilità all’aria-Classificazione.

(2000)


LE NORME TECNICHE LE NORME TECNICHE ACUSTICHEACUSTICHE

Pr EN 14351-1 Finestre, porte e chiusure-Prodotti standard, caratteristiche prestazionali (2004) UNI TR 11175 Acustica in edilizia Guida alle norme serie UNI EN 12354 per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale. (2005)UNI EN 12207 Finestre e porte-Permeabilità all’aria-Classificazione


Aspetti di scambio termicoAspetti di scambio termicopresi in esamepresi in esame

Bassa emissivitàradiativi

Gas speciali e frazionamento dell’intercapedine

conduttivi

convettivi

Miglioramento di telai e distanziatori

Conduttivi di telaio e del bordo di unione


Relazioni di calcolo delle Relazioni di calcolo delle prestazioni UNI EN 10077prestazioni UNI EN 10077--11

UUgg = trasmittanza = trasmittanza vetratavetrata

UUf f = trasmittanza = trasmittanza telaiotelaio

Ψg = trasmittanza = trasmittanza distanziatoredistanziatore

UW = Ag Ug + Af U f + Ig Ψg /(Ag + Af ) (W/m²K)

UW


Dal singolo al doppio vetroDal singolo al doppio vetro(UNI EN 673UNI - EN ISO 10077-1 )

vetrovetroλλ= 1 = 1 W/W/mKmKUUgg = 6 = 6 W/mW/m²²KK

ariaariaλλ= 0,025 = 0,025 W/W/mKmKUUgg = 3,3 W= 3,3 W

Conduttivitàtermica 40 volte inferiore !

Rs = 1/(hr + hg) doppio vetro doppio vetro unito al unito al perimetroperimetro


Vetri Vetri bassoemissivibassoemissivi

Altri tipi di Altri tipi di gasgas

1 23 4

Riduzione della conduttanza del gas hRiduzione della conduttanza del gas hgg::gas speciali gas speciali

(UNI EN 673UNI - EN ISO 10077-1 )

Altri tipi di Altri tipi di gasgas

Gas Spessori Spessori intercapedine intercapedine

in regime in regime conduttivo conduttivo

(Nu=1)(Nu=1)

Massa volumica

Kg/m3

Conduttivitàtermica λ

(W/mK)

Resistenza termica

intercapedineRs

(m2/KW)Aria 16 mm 1,277 0,0250 0,194

Argon 16 mm 1,699 0,0168 0,214

SF6 5 mm 6,360 0,0127 0,163

Kripton 10 mm 3,560 0,0090 0,225

hg = Nu λ /s


convezioneconvezione

conduzioneconduzione

Ulteriore riduzione della conduttanza: Ulteriore riduzione della conduttanza: frazionamento dellfrazionamento dell’’intercapedineintercapedine

UUgg(W/

m²K)

2,36

1,94

1,81

1,45

n°di

vetri

Spessore s

delle intercape

dini (mm)

Rs1(m²K/

W)

Rs2(m²K/

W)

Rs3(m²K/

W)

Rs(m²K/

W)

3 6+6 0,131 0,124 - 0,255

12+12 0,180 0,168 - 0,348

4 6+6+6 0,133 0,128 0,122 0,383

12+12+12 0,181 0,174 0,165 0,520

* gas aria, con le intercapedini 1, 2 e 3 numerate dall’esterno verso l’interno

NB. hi = 8 W/m²K - he = 23 W/m²KProf. Gianfranco Cellai

Due intercapedinisigillate a diversa pressione e temperatura

Vetro standardspesso e pesante

4 punti critici di tenuta delgas con due distanziatori

Film plastico

coating

coating

Distanziatore unico

2 soli punti critici di tenuta del gas

Frazionamento dellFrazionamento dell’’intercapedine con intercapedine con filmsfilms tipo Teflontipo Teflon

Si ottengono le stesse prestazioni ma con Si ottengono le stesse prestazioni ma con maggior leggerezza , minor spessore e maggior leggerezza , minor spessore e meno problemi di tenutameno problemi di tenuta


0.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.4000.4500.500

6 9 12 15

spessore intercapedine (mm)

Rs

(m²/K

W) 0.837

0.40.20.1

Doppio vetroDoppio vetro

La riduzione della conduttanza radiativa La riduzione della conduttanza radiativa hhrrUNI EN 1096UNI EN 1096--11

trattamenti trattamenti bassoemissivibassoemissivi Doppio vetro 6-12-6e0.4 = triplo vetro 6-6-6-6-6

Doppio vetro 6-15-6e0.2 = triplo vetro 6-12-6-12-6

spess.40 mmspess.27 mm

spess.30 mmspess.24 mm


Resistenza termica dell’intercapedine

hg = conduttanza termica convettiva del gas (W/m²K)

hr = conduttanza termica radiativa tra le superfici dell’intercapedine (W/m²K)

Tabella valori di Rs con una sola superficie trattata


Irraggiamento solareA livello del suolo il 99% dell’energia solare è emessa nello spettro tra 0,3 e 2,5 μm

La diversità tra radiazione extratmosferica e radiazione al suolo è dovuta all’assorbimento dall’atmosfera esercitato dai gas che la compongono (H2O, CO2 , O2 , O3 ) e pertanto lo spettro di emissione a livello terrestre presenta delle “finestre” in corrispondenza delle lunghezze d’onda sensibili ai fenomeni di assorbimento.


Grandezze spettrofotometriche ed energetiche

TL = trasmissione luminosa

g = trasmissione energetica

Energia riflessa + Energia ritrasmessa + Energia entrante = 100%Prof. Gianfranco Cellai

Prestazioni di tipici vetri


27

TRASMISSIONE SOLARE E LUMINOSA TRASMISSIONE SOLARE E LUMINOSA SONO STRETTAMENTE CORRELATESONO STRETTAMENTE CORRELATE

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

fattore Tvfattore g

Valori τv e g per vetri tipici


28

RELAZIONE TRA FATTORE RELAZIONE TRA FATTORE DIDI LUCE DIURNA E LUCE DIURNA E TRASMISSIONE LUMINOSA DEL VETROTRASMISSIONE LUMINOSA DEL VETRO

Caso di studio

Locale di 14 m² alto 2,7 mSuperficie finestra: 1,75 m² (1/8 sup. pianta)Pareti e pavimento chiari (rm = 0,7)Vetro pulito (M = 0,9);Muratura spessa 35 cm (Ψ = 0,85)

Due ipotesi con diversa ostruzione ε

•senza ostruzioni esterne (ε = 0,5) •con una piccola ostruzione a 10 metri dalla facciata (ε = 0,4)


29

ASPETTI FISICI E PSICOLOGICI ASPETTI FISICI E PSICOLOGICI DELLA LUCE NATURALE DELLA LUCE NATURALE

Anche se non c’è una stretta relazione tra τv e indice diresa cromatica Ra dei vetri, le persone apprezzano l’illuminazione naturale attraverso vetri che non alterano la percezione dei colori delle superfici e dell’arredo.Per questo dobbiamo avere l’indice Ra ≥ 80, con valori consigliati per uffici e residenze Ra ≥ 90.

Ciò rappresenta un problema quando si vuole controllare l’irraggiamento solare mediante il trattamento cromatico dei vetri


RELAZIONE TRA TIPOLOGIA VETRO E RESA CROMATICA

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

380

395

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

750

Blu Ra 66

Bronzo Ra 94

Oro Ra 97

Grigio Ra 86

verde Ra 65

nero Ra 51

vetri con film riflettenti

0,08 < τv < 0,13 0,099 < g < 0,1165 < Ra < 97λ(µm)

τλ,


Vetri coloratiAndamento spettrale τλ e indice di resa cromatica Ra

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

380

395

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

750

780

Bronzo Ra 94Grigio Ra 95Verde Ra 88Blu Ra 82Chiaro Ra 98

0,43 < τv < 0,73 0,37 < g < 0,48 (82< Ra < 98).

I vetri blu e verde sono preferiti rispetto ai colori bronzo e grigio, poichéhanno valori τv e g rispettivamente maggiori e minori.

λ(µm)

τλ,

Assenza di schermature: la limitazione Assenza di schermature: la limitazione delldell’’apporto energetico e luminosoapporto energetico e luminoso

Trattamento in faccia 2

Vetrata Vetrata antisolareantisolareriflettenteriflettente

TL = 18 % TL = 18 %

g = 22 %g = 22 %

SC = SC = g/0,87 = 25 %g/0,87 = 25 %

UUgg = 2,4 = 2,4 W/mW/m²²KK


La limitazione dellLa limitazione dell’’apporto energetico apporto energetico e luminoso: vetri selettivie luminoso: vetri selettivi

Vetrata Vetrata selettiva selettiva antisolare antisolare bassobasso--emissivaemissivaTL = 49 % TL = 49 %

g = 36 %g = 36 %

SC = 41 %SC = 41 %

UgUg = 1,4 = 1,4 W/mW/m²²KKTrattamento in faccia 2 Prof. Gianfranco Cellai

La limitazione dellLa limitazione dell’’apporto energetico apporto energetico e luminoso: vetri selettivie luminoso: vetri selettivi

Vetrata Vetrata selettiva selettiva antisolare antisolare bassobasso--emissiva emissiva e riflettentee riflettente

TL = 33 % TL = 33 %

g = 30 %g = 30 %

SC = 34 %SC = 34 %

UUgg = 1,3 = 1,3 W/mW/m²²KK

Trattamento in faccia 2 e 3 Prof. Gianfranco Cellai

Selettività delle superficia, ε

0.9Superficie assorbente

λa, ε

0.1Superficie riflettente

λ

a, ε0.9 Superficie

assorbente selettiva

λ3 μm

0.1

a, ε0.9

Superficie riflettente selettiva

λ3 μm

0.1

Vetri chiari e selettivi

Il vetro chiarovetro chiaro presenta una buona trasmissione dell’energia solare fino a circa 3 μm e conseguentemente una scarsa riflessione

Il vetro selettivovetro selettivo riduce la trasmissione e aumenta la riflessione.

Zona opaca alla Zona opaca alla trasmissionetrasmissione

Vetro verde di 6 mm con coatingselettivo - Andamento spettrale di τλ e ρλ

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.3

0.34

0.38

0.44

0.52 0.6

0.68

0.76

0.84

0.92 1

1.4

1.8

2.2

TrasmissioneRiflessione

λ(µm)

τλ, ρλ

τv = 72,3 %g = 39,3 %Ra = 91

Vetri con coating selettivo - Andamento spettrale di τλ e indice di resa cromatica Ra

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

380

395

420

450

480

510

540

570

600

630

660

690

720

750

780

acquamarina Ra 81bronzo Ra 93verde Ra 91grigio Ra 91blu Ra 86chiaro Ra 98

λ(µm)

τλ

0,51 < τv < 0,72

0,33 < g < 0,39

81< Ra < 95

La seguente relazione di Wien , detta anche legge del regresso :

λmax. T = costante = 2898 (K μm)

Legge di Wien

il valore 2898 della costante vale per valori di T e λ espressi rispettivamente in K e in μm

(1 μm = 10-6 m).

Legge di Wien e effetto serra

In pratica all’aumentare della temperatura T la lunghezza d’onda λmax = 2898/T diminuisce.

Si osserva anche che il massimo dell’emissione del sole (5800 K) ècentrato nel campo del visibile.

Esercizio sull’effetto serraDimostrare mediante la legge di Wien l’effetto serra, per una stanza con finestra avente le pareti interne a temperatura pari a circa 20 °C .

Posto λmax = 2898/T si ha : T = 20 + 273 = 293 K

λmax = 2898/293 = 9,9 μm

a tale lunghezza d’onda il vetro è opaco alla trasmissione che termina a circa 3 μm

Zona opaca alla Zona opaca alla trasmissionetrasmissione

Scambi termici per irraggiamento in intercapediniScambi termici per irraggiamento in intercapedini

L’energia scambiata per irraggiamento Q12 in intercapedini è influenzata dall’emissività delle superfici

Q12 = E12 – E21 = Fε S1 σ (T41 - T4

2 )

1 2

T1 T2

E12

E21

ε1 ε2

fattore di emissività Fε = 1/(1/ε1 +1/ε2 –1)

emissività del vetro comune ε = 0,837 λvetro = 1 W/mK

Ε = energia emessa dalla superficie (W)ε = emissività della superficie (-)σ = costante di Stefan –Boltzman

5,67 . 10-8 W/m²K4

T = temperatura assoluta della superficie (K)S = superficie di scambio termico (m²)

Esercizio fattore di emissività delle intercapedini vetrate

1 2

T1 T2

E12

E21

ε1 ε2

ε = 0,837pertanto Fε = 1/(1/ε1 +1/ε2 –1) =

a 0,2 si avrebbe:

ε = 1/[2 x (1/0,2 ) –1) = 0,11Ovvero riduco circa 7 volte lo scambio per irraggiamento

UNI EN ISO 10077-1:2002Prestazione termica di finestre, porte e chiusure –

Calcolo della trasmittanza termica - Metodo semplificato

lg = perimetro totale della vetrata Ag = area della vetrataAf = area del telaio Aw = Ag + Af

Af

Calcolo delle trasmittanze

Dal produttore o da tabella Dal produttore o da

grafico

Dal produttore o da tabella

Trasmittanza Trasmittanza UUggdi vetrate doppie di vetrate doppie

e triple con e triple con differenti gasdifferenti gas

sono idonei per la protezione acustica che richiede vetri stratificati

Trasmittanza Ug di vetri tripli con differenti gasNB.I tripli vetri con intercapedini ≥ 12 mm e spessori ≥ 6 mm sono

efficaci per una protezione acustica

Spess. telaio df (mm)

Uf

Calcolo trasmittanza telaio Uf

Uf = 2,2 W/m²K

Valori della trasmittanza termica lineare per distanziatori ψ

Calcolo trasmittanza di vetrata tripla con aria Calcolo trasmittanza di vetrata tripla con aria nellnell’’intercapedineintercapedine

9 94 4 4Per sp.9 mm e aria Rsi = 0.15 m²K/W

Ug = 1/[1/25 + 3 · (0.004/1 ) + 2 · (0.15) + 1/8]= 1/0,477= 2.1 W/m²K

= 8 W/m²K

emissività del vetro comune ε = 0,837

λvetro = 1 W/mK

Calcolare la trasmittanza di un serramento con le seguenti caratteristiche

Risultati di Uw

UW = Ag Ug + Af U f + Ig Ψg /(Ag + Af ) (W/m²K)

UW = 1,01 x 1,7 + 0,73 x 2,2 + 6,52 x 0,06 /(1,01+ 0,73)

UW = (1,717 + 1,606 + 0,391) /(1,74) = 2,1 (W/m²K)

Trasmittanze precalcolate Uw di finestre con telaio pari al 30% del serramento

UfUg

La tenuta all’aria dei serramentiUNI EN 12207

Telaio senza taglioTelaio senza taglio termicotermicoUUff = 6 W/m= 6 W/m²²KK

Telaio con taglioTelaio con taglio termicotermico(listelli di poliammide)(listelli di poliammide)

UUff ≈≈ 2,7 2,7 ÷÷ 3 W/m3 W/m²²KK

Il telaio metallico a Il telaio metallico a taglio termicotaglio termico

NB. il taglio può essere considerato tale solo se separa completamente le sezioni del profilo metallico esterne da quelle interne


Telaio in legnoTelaio in legno

Aumento delle battute per Aumento delle battute per aumentare la tenuta aumentare la tenuta allall’’aria e le prestazioni aria e le prestazioni acusticheacustiche

80PROIEZIONE DAVANZALE

55

70

30

L1

L2

L

67

interno

Tripla guarnizione

La trasmittanza La trasmittanza UUff varia tra varia tra 1,9 e 2,3 1,9 e 2,3 W/mW/m²²KK, e quindi , e quindi èègeneralmente inferiore a generalmente inferiore a quella dei telai metallici con quella dei telai metallici con taglio termico. taglio termico.


Telaio in materie plasticheIl valore della trasmittanza del telaio Uf varia tra 2,0 (PVC con profilo vuoto, simile a quella del legno) e 2,8 W/m²K (poliuretano con anima di metallo, simile all’alluminio).

ione e telaio di rinforzo inSerramento in PVC con doppia guarnizione e telaio di rinforzo intubolare d'acciaiotubolare d'acciaio


Telaio misto legno-alluminioTrasmittanza 0,7 W/m²K

Potere fonoisolante

Rw = 43 dB

Schermatura a lamelle regolabili incorporata

Tenuta allTenuta all’’aria e isolamento acusticoaria e isolamento acusticoUNI EN 12207UNI EN 12207

ClasseClasse Portata aria Portata aria di infiltrazione (mdi infiltrazione (m33/h m/h m²²))

Penalizzazione acusticaPenalizzazione acustica**(dB)(dB)

11 2727--5050 55--88

22 99--2727 22--55

33 33--99 11--22

44 11--33 ≤≤ 11

* Correzione da applicare al potere fonoisolante * Correzione da applicare al potere fonoisolante RwRw del del serramento serramento

Fino al 1976Fino al 1976

dal 1998dal 1998

Dal 1976 Dal 1976

al al

19981998


Ug Uf

(UNI EN ISO 10077-1)

Vetri

Basso

emissivi

Vetri

normali

Telaio in legno, PVC, Telaio in legno, PVC, o con Taglio termicoo con Taglio termico

1,3

doppia

DL.vo 311 Valori di trasmittanza DL.vo 311 Valori di trasmittanza UUww e e UUggdal 1.1.2010 dal 1.1.2010

serramenti con 30% di telaio serramenti con 30% di telaio

E


B

CD

F

Le prestazioni acustiche:Le prestazioni acustiche:Vetri stratificati Vetri stratificati

UNI EN ISO 12543UNI EN ISO 12543--1/61/6vetri normalivetri normali

LL’’accoppiamento dei vetri avviene con resine o accoppiamento dei vetri avviene con resine o polivinilbutirralepolivinilbutirrale (semplice e doppio strato): (semplice e doppio strato):

consentono un incremento fonoisolante da 2 a 5 dBconsentono un incremento fonoisolante da 2 a 5 dB

vetri stratificati vetri stratificati


Vetri stratificatiVetro acusticoVetro acustico

Vetro stratificatoVetro stratificato

Vetro normaleVetro normale

Confronto prestazioni acustiche e termicheConfronto prestazioni acustiche e termiche

Tipo di vetro* (mm)

Rwvetro

dB

Correzione prEN

14351(dB)

RRwwfinestrafinestra

dBdB

TL%

TrasmittanzaUg

W/m²K

66--1212--33.133.1 37 - 37 79 2,86-12-44.1 38 - 38 78 2,88-12-44.1 40 -1 39 77 2,810-12-44.1 41 -1 40 76 2,86-16a-44.1e 41 -1 40 66 1,510-12-44.2 42 -1 41 76 2,844.244.2--1212--64.264.2 43 -2 41 76 2,81010--1616--88.288.2 45 -3 42 72 2,644.2-20-64.2 47 -3 44 76 2,7

* il primo numero indica lo spessore del vetro esterno, il secondo lo spessore dell’intercapedine, il terzo lo spessore del vetro stratificato e dello strato elastico, a = argon, e= vetro basso emissivo

Spessori vetrate da 24 a 42 mmSpessori vetrate da 24 a 42 mm


Che spessore di vetrata usare?Che spessore di vetrata usare?

60 25Comuni finestre in legno

55

70

6767

31

Finestre in legno acustiche


Aspetti acustici e Aspetti acustici e aeroilluminantiaeroilluminantinella progettazione delle finestrenella progettazione delle finestre

Illuminazione Illuminazione naturalenaturale

Valore di TL per unValore di TL per unFLDmFLDm ≥≥ 2% 2% (residenze)(residenze)

Categoria edificioCategoria edificio RRww appropriatoappropriato

Ventilazione Ventilazione naturalenaturale

AAff ≥≥ 1/8 della superficie 1/8 della superficie in pianta del localein pianta del locale


Contenimento Contenimento delle dispersioni delle dispersioni

Zone AZone A--BBComanda Comanda RRww –– doppi vetri normalidoppi vetri normaliTaglio termicoTaglio termicoZone CZone C--DDComanda Comanda UUgg -- Taglio termico Taglio termico --1vetro selettivo1vetro selettivoZone EZone E--FFComanda Comanda UUgg e e UUff con Taglio con Taglio termico maggiorato termico maggiorato –– 2 vetri 2 vetri selettivi o 1 selettivo + gas specialeselettivi o 1 selettivo + gas speciale

Vetri riflettenti selettiviVetri riflettenti selettiviControllo Controllo irraggiamento solareirraggiamento solare

Aspetti energetici (dal 1.1.2010)


Esempio di soluzioni per zona D dal Esempio di soluzioni per zona D dal gennaio 2010gennaio 2010

Vetrata 6Vetrata 6--1212--33.133.1 sp. 24 mmsp. 24 mm UUWW = 2,4 W/m= 2,4 W/m²²K K

RRww = 37 dB valore minimo per D = 37 dB valore minimo per D m2,m2,nTWnTW = 40 dB= 40 dB

Vetro esterno spessore 6 mm normale

intercapedine : aria 12 mmaria 12 mm

Vetrata interna stratificata 33.1 bassobasso--emissiva emissiva εε = 0,3= 0,3Vetrata 8 Vetrata 8 -- 6 6 -- 33.133.1 sp.20 mmsp.20 mm UUWW = 2,4 W/m= 2,4 W/m²²K K

RRww = 38 dB valore minimo per D = 38 dB valore minimo per D m2,m2,nTWnTW = 40 dB= 40 dB

Vetro esterno spessore 8 mm normale

intercapedine : SFSF66 6 mm6 mm

Vetrata interna stratificata 33.1 bassobasso--emissiva emissiva εε = 0,1= 0,1Prof. Gianfranco Cellai

Quali sono i limiti raggiungibili ?

Se si usa un vetro con:

• due lastre con emissivitdue lastre con emissivitàà < 0,05;< 0,05;

• doppia intercapedine 12 mm, sp. totale 36 mm;doppia intercapedine 12 mm, sp. totale 36 mm;

• Gas Gas KriptonKripton con concentrazione > 90%;con concentrazione > 90%;

Si può arrivare a vetri con trasmittanza UUww = 0,5 W/m= 0,5 W/m²²KK

ovvero confrontabili con una parete ben isolata.

CONCLUSIONICONCLUSIONI

Purtroppo la trasmissione luminosa dei vetri acustici Purtroppo la trasmissione luminosa dei vetri acustici èèridotta rispetto ai doppi vetri comuni, con valori ridotta rispetto ai doppi vetri comuni, con valori particolarmente bassi per i vetri trattati e ciò penalizza il particolarmente bassi per i vetri trattati e ciò penalizza il fattore di luce diurna (occorrono vetrate pifattore di luce diurna (occorrono vetrate piùù grandi).grandi).

fino al gennaio 2010 il soddisfacimento dei requisiti fino al gennaio 2010 il soddisfacimento dei requisiti acustici comporta implicitamente il rispetto di quelli termici acustici comporta implicitamente il rispetto di quelli termici per le zone Aper le zone A--BB--CC--D, ma non per le zone ED, ma non per le zone E--F per le quali F per le quali occorre almeno un vetro selettivo o gas occorre almeno un vetro selettivo o gas ≠≠ ariaaria..

In sintesi le prestazioni dei serramenti sono destinate a In sintesi le prestazioni dei serramenti sono destinate a monopolizzare lmonopolizzare l’’attenzione nel settore edile sotto tutti i attenzione nel settore edile sotto tutti i punti di vista: termici, acustici, luminosi (punti di vista: termici, acustici, luminosi (FDLmFDLm) e dei costi.) e dei costi.

Dal gennaio 2010 per le zone Dal gennaio 2010 per le zone C,D,E,FC,D,E,F occorre utilizzare occorre utilizzare serramenti dalle elevate prestazioni termiche, oltre che serramenti dalle elevate prestazioni termiche, oltre che acustiche, con 1acustiche, con 1--2 vetri altamente selettivi e gas 2 vetri altamente selettivi e gas ≠≠ aria se si aria se si vuole contenere gli spessori della vetrata entro 20 mm.vuole contenere gli spessori della vetrata entro 20 mm.


Sintesi dei requisiti prestazionali

Sintetizzando i dati illustrati, e tenendo presente il quadro legislativo, si possono suggerire i seguenti valori prestazionali di riferimento :trasmissione solare g ≤ 0,50;trasmissione luminosa 0,38 < τv < 0,65; indice resa cromatica Ra ≥ 90;trasmittanza termica Ug ≤ 1,3 W/m²K;potere fonoisolante del vetro Rw ≥ 40 .

Grazie per lGrazie per l’’attenzioneattenzione


Evoluzione tecnologica e prestazionale dei serramenti -...

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