Isolamento termico della finestra: Quanto si può risparmiare sul riscaldamento?

• Prima di risparmiare sulle finestre calde, è importante conoscerle. I loro parametri più importanti sono l'isolamento termico (Uw), l'isolamento acustico (Rw) e la trasmittanza dell'energia solare (g).
• Diversi fattori influenzano le prestazioni termiche di una finestra. Tra i fattori importanti vi sono le vetrocamere, il design del profilo almeno a tre camere (ad eccezione delle finestre in legno), il taglio termico nelle finestre in metallo, nonché l'installazione a caldo della finestra.
• L'energia dalle nostre case fuoriesce attraverso le finestre, ma anche attraverso le pareti, il tetto e il pavimento. La perdita di calore attraverso le finestre rappresenta circa il 30% di tutta l'energia sprecata.
• Quanto si può risparmiare sul riscaldamento sostituendo le finestre con altre più calde? Lo calcoliamo con un semplice rapporto, che però dipende da molti fattori della nostra casa.
• Alla fine, conviene acquistare finestre con prestazioni migliori? Se si guarda al quadro generale e al portafoglio, il più delle volte sì.

Isolamento termico delle finestre? Ha senso acquistare finestre quando abbiamo già le nostre vecchie finestre? Immagina, caro Lettore, questa situazione: è un lunedì sera, all'inizio di dicembre. Prima il lavoro, poi tutte le commissioni.... Il tipico inverno polacco Vi sta già rodendo con il freddo e l'umidità. Uno starnuto Vi piega in due. La parolaccia in gola è fermata solo dal pensiero di tornare presto a casa. Entrate nel condominio. Il disagio Vi accompagna ancora, ma almeno non ci sono più gocce di sudiciume sospese nell'aria. Girate la chiave nella serratura. Tutta la Vostra anima e persino i pori della Vostra pelle si aprono per accogliere il calore di casa. Ma Vi scontrate con una barriera di freddo! Le vecchie finestre Vi deridono con le loro guarnizioni screziate, le tende si increspano malinconicamente, sollevate dalle leggere folate di vento che si sono introdotte nell'appartamento senza invito. Le finestre che perdono, costruite in modo inconsistente e non conforme agli standard moderni, lasciano sfacciatamente entrare il freddo e vanificano i soldi spesi per il riscaldamento 

Parametri delle finestre: isolamento termico e acustico, coefficiente g e resistenza all'acqua e al vento

Prima di addentrarci in calcoli specifici su come i parametri delle finestre possono influire sulle nostre bollette del riscaldamento, parliamo un po' di cosa sono questi parametri.

Coefficiente Uw – coefficiente di trasferimento del calore per le finestre

Il parametro di gran lunga più importante tra tutti quelli a cui dobbiamo prestare attenzione quando vogliamo ridurre le bollette del riscaldamento è Uw. Si tratta del coefficiente di trasmittanza energetica, che ci dice quanto calore passa attraverso un metro quadrato di superficie della finestra.

In pratica, è un po' più complicato, perché in questo caso sono rilevanti anche i coefficienti Uf e Ug, cioè i coefficienti del profilo della finestra e della sua vetratura, che sono componenti di Uw. Il tipo di guarnizioni è importante e tutti i parametri termici sono calcolati per condizioni di temperatura specifiche. Come regola generale, maggiore è la superficie vetrata rispetto a quella del profilo, migliore è l'isolamento. Anche l'unità di misura che esprime il valore del coefficiente di trasferimento termico può essere sbagliata: W/m2K. Si tratta di watt per metro quadro moltiplicato per Kelvin.

Fortunatamente, lo standard industriale prevede che l'Uw di una finestra tipica sia espresso in una semplice frazione, in modo da poter confrontare facilmente due sistemi. Se uno ha un Uw di 1,8 e l'altro di 0,9, sappiamo subito che il secondo perde la metà dell'energia per metro quadrato di finestra.

Coefficiente Rw – coefficiente di isolamento acustico

Sebbene l'acustica di una finestra non influisca sulle sue prestazioni termiche, è di grande importanza per il comfort degli utenti dell'edificio. Si riferisce a quanti decibel viene ridotto il rumore proveniente dall'esterno.

Se si vive in una zona tranquilla, un coefficiente d'isolamento acustico Rw al livello di 30 decibel sarà sufficiente. In una grande città, abbiamo il diritto di aspettarci di più, quindi i progetti di finestre che offrono una riduzione di oltre 40 decibel saranno una scelta migliore. Se necessario, è anche possibile creare finestre più efficaci di 10 decibel, in grado di gestire in modo particolarmente efficace anche i suoni di frequenza insolita.

Coefficiente G – trasmittanza dell'energia solare

Un altro parametro meno frequentemente citato, ma comunque importante, è il fattore solare. Si indica con la lettera minuscola g e si esprime come valore scalare da 0 a 1. È più comodo scriverlo in percentuale.

Ad esempio, se g è 0,8 (cioè 80%), significa che l'80% dell'energia solare (calore) penetra all'interno attraverso il vetro. Se vogliamo riscaldare gli interni con il sole, questo va bene. Tuttavia, se preferiamo non avere troppo calore attraverso le nostre grandi finestre in estate e non dover spendere una fortuna per l'aria condizionata, sceglieremo vetri con un g molto più basso.

Resistenza all'acqua e al vento

Il proprietario medio di una finestra non è interessato a questi parametri. Considererà le sue finestre a tenuta d'aria e basta. Per coloro che sono interessati, citiamo solo parametri come la permeabilità all'aria, la resistenza al carico del vento e la tenuta all'acqua. Questi sono in qualche misura correlati alle proprietà termiche delle finestre, ma in pratica il costruttore privato non si concentra su di essi.

Diversi tipi di isolamento termico, ossia come ottenere un basso coefficiente di isolamento termico della finestra

Un buon isolamento termico non è affatto facile da ottenere. Chi ricorda le finestre in legno di un tempo e chi ha ancora alcune delle prime finestre in PVC, lo sa bene. I loro parametri di isolamento termico erano molto lontani dagli standard contemporanei. Come si fa a soddisfare questi requisiti?

Vetrocamere – isolamento termico ad un livello completamente diverso

La rivoluzione più importante che ha interessato le finestre è l'uso di vetrocamere. Una semplice lastra di vetro singola si traduce in un'elevata trasmissione di calore nelle finestre. Il vetro è un pessimo isolante. Per questo motivo le vecchie finestre erano costruite in modo tale che dietro una finestra ci fossero altre finestre.

Questa costruzione è stata, in un certo senso, il bisnonno delle vetrocamere, in quanto utilizza una soluzione molto simile: uno spazio libero riempito di aria ben isolante e, al giorno d'oggi, di gas nobili ancora più isolanti, di solito argon.

La vetrata isolante è incomparabilmente più avanzata ed efficace delle due vecchie finestre incastrate tra loro. È costituita da due elementi di base:

• le lastre di vetro,
• il distanziatore,

e, in un certo senso, anche un terzo elemento:

• la camera d'aria.

Il sistema è relativamente semplice e ciò che fa la differenza è la qualità e la tecnologia, oltre a un elemento invisibile ma estremamente importante: i rivestimenti a bassa emissività.

Nelle vetrocamere, tra le lastre di vetro si formano camere d'aria che funzionano in modo simile a un thermos, anche se raramente c'è il vuoto tra di esse. Al contrario, sono standard i già citati rivestimenti basso emissivi, ovvero sottili strati di ossidi metallici termoriflettenti, senza i quali le moderne prestazioni isolanti dei vetri resterebbero un sogno.

Il gas presente nelle camere tra i vetri isola molto meglio di qualsiasi materiale solido, anche se si tratta di semplice aria. Per l'Eko-Okna, l'argon è da tempo lo standard, in quanto trasmette 1/3 di calore in meno rispetto alla miscela di azoto e ossigeno che respiriamo.

Il gas migliore utilizzato per riempire le vetrocamere è il kripton. Riduce la conducibilità termica nelle camere di 2/3 rispetto all'aria, ma è molto più costoso, il che lo rende consigliabile per le finestre Eko-Okna solo in situazioni eccezionali in cui il cliente si aspetta un elevato isolamento termico con uno spessore minimo del pacchetto di vetrate.

Fino a poco tempo fa, l'elemento che causava la perdita di calore era anche il distanziatore stesso, cioè l'elemento che collega i vetri. Era realizzato in materiali che conducono bene il calore, spesso in acciaio, creando un ponte termico. Oggi, la scelta più comune dei clienti di Eko-Okna è la cosiddetta canalina calda, ovvero un distanziatore realizzato in materiale composito in modo da ridurre il rischio di ponti termici.

Più camere ci sono nel pacchetto di vetrate, migliori sono i parametri che si possono ottenere con esso. Per ottenere un coefficiente di isolamento termico sufficiente per l'utilizzo delle finestre nei nuovi insediamenti, in genere sono necessarie vetrate isolanti con almeno tre lastre e due camere.

Infine, ma non per questo meno importanti, sono i rivestimenti termici. Al contrario, sono fondamentali per le prestazioni della vetrocamera. Vengono applicati su almeno una lastra di vetro del pacchetto e ne migliorano le prestazioni isolanti fino a diverse decine di punti percentuali. Sebbene siano invisibili, l'isolamento delle finestre sarebbe molto più basso senza di essi.

Profili multicamera – per isolare l'aria non solo nei vetri

Il secondo elemento, oltre al vetro, che determina le prestazioni termiche di una finestra, sono i suoi profili. La loro forma può variare notevolmente. In generale, i profili delle finestre sono realizzati in quattro materiali diversi. Possiamo avere:

• finestre in legno,
• finestre in alluminio,
• finestre in acciaio,
• finestre in PVC.

Ognuno di questi tipi di finestre si presenta in modo diverso in termini di profili, poiché il trasferimento di calore attraverso i loro materiali è diverso.

L'acciaio e l'alluminio sono ottimi conduttori di calore. Hanno un coefficiente di trasferimento del calore così elevato che se si realizzassero finestre interamente in metallo, si potrebbe anche fare a meno dei vetri. Forse non tanto, ma in questo caso sono necessari due elementi: i profili multicamera e il taglio termico. Le finestre di questo tipo sono solitamente caratterizzate da un design del profilo a tre camere. Che cosa significa? Ne parleremo tra poco.

Finestre in PVC

I polimeri sono relativamente efficaci nell'isolamento delle finestre, ma anche in questo caso sono necessarie delle camere. La duttilità del materiale facilita la creazione di più camere di una finestra, e questo è uno dei motivi principali della sua diffusione. L'isolamento termico è migliore che con un numero inferiore di camere, motivo per cui le finestre passive sono più spesso prodotte in PVC.




La costruzione multicamera in pratica

L'aria tra le lastre di vetro è un isolante migliore di una singola lastra di vetro. Lo stesso vale per i profili. Per questo motivo, al loro interno vengono create delle camere. Ogni camera comporta un trasferimento di calore significativamente inferiore rispetto a quello che avviene attraverso un blocco di materiale. La prova migliore di ciò è il fatto che i migliori materiali isolanti, come le schiume di poliuretano o il polistirolo, sono in realtà bolle d'aria circondate da un sottile strato di sostanza isolante, rispettivamente poliuretano e polistirolo.

Il calore di una finestra, l'isolamento termico offerto da un determinato design e il comfort termico che ne deriva, non è una semplice funzione del numero di camere, ma in modo piuttosto semplicistico si può affermare che, all'interno di uno stesso tipo di finestra con la stessa vetratura, il bilancio energetico di una finestra sarà migliore quanto più camere avrà il suo profilo.

Il taglio termico

In tutti i prodotti in acciaio e alluminio destinati alle pareti esterne è presente il cosiddetto taglio termico. Si tratta di un inserto realizzato con un materiale a bassissima trasmittanza termica, che interrompe il cosiddetto ponte termico attraverso il quale il calore passa tra le camere piene d'aria.

Perché non realizzare l'intera finestra con questo materiale? In un certo senso, questo è il caso delle finestre in legno e in PVC, dove non viene applicato alcun taglio termico aggiuntivo. La parola chiave in questo caso è resistenza. L'acciaio e l'alluminio sono incomparabilmente più resistenti delle sostanze utilizzate per il taglio termico dei loro profili. Una finestra completa che utilizza questa tecnologia sarebbe del tutto impraticabile.

Installazione calda di finestre

I metodi di montaggio hanno un impatto molto importante sulle prestazioni di isolamento delle finestre e, prima di passare ai calcoli specifici, è necessario menzionare questo aspetto.

La tecnica tradizionale d'installazione delle finestre è ancora in uso oggi ed era ampiamente utilizzata in un'epoca in cui il bilancio energetico di una finestra era relativamente poco importante. Le pareti non erano ben isolate, così come i pavimenti e i tetti, e le finestre perdevano, quindi il metodo d'installazione era di scarsa importanza.

Oggi le finestre possono essere molto calde e, inoltre, le pareti adiacenti hanno prestazioni decisamente migliori. Questo crea il rischio di ponti termici, cioè di fessure attraverso le quali il calore fuoriesce a velocità moltiplicata. Si formano proprio in corrispondenza della giunzione tra parete e finestra.

Per evitare che ciò accada, le finestre vengono installate in modo da ridurre il rischio di comparsa di umidità nell'isolamento. A questo provvedono speciali pellicole che permettono alle pareti di respirare allo stesso tempo. Un'installazione calda di finestre è molto importante, più le finestre sono calde, più la casa è calda.

Dove si perde l'energia?

Dobbiamo partire dal fatto che anche un perfetto isolamento termico delle finestre non significa che non ci sarà alcuna perdita di energia. Molte perdite di energia sono inevitabili e la riduzione di altre richiede soluzioni speciali, come il recupero nel sistema di ventilazione.

Non sono solo le finestre ad essere responsabili delle perdite di energia. Ci sono edifici che hanno finestre piccole e, ad esempio, un'ampia superficie senza cantina o con un tetto molto grande. In questo caso le finestre sono responsabili di una piccola parte delle perdite di calore.

Nelle case unifamiliari, invece, a parte il piano terra e l'ultimo piano, il trasferimento di calore verso l'esterno può avvenire soprattutto attraverso le finestre. Se, inoltre, il rapporto tra vetrate e pareti esterne è molto alto, finestre di scarsa qualità, vecchie costruzioni o finestre difettose causeranno un gigantesco aumento delle bollette del riscaldamento.