La vetrata isolante è un pannello costruito con due o più lastre di vetro, unite da un profilo distanziatore sul quale sono generalmente applicati due sigillanti organici. La doppia barriera così ottenuta garantisce l'ermeticità dell'interspazio, all'interno del quale è presente aria disidrata o gas inerti (Argon o Kripton), e la sua stabilità meccanica nel tempo.

Nei prodotti isolanti, normalmente, lo spessore del materiale influenza in modo determinante il passaggio del calore. Nel vetro questo non avviene e una lastra di elevato spessore presenta, quasi, il medesimo isolamento termico di una lastra sottile. Per limitare il passaggio del calore è necessario utilizzare sempre una vetrata isolante (PDF N° 1 - Passaggio del flusso termico).

Le vetrate isolanti non sono assolutamente tutte uguali e le loro differenze si possono così riassumere:

• Caratteristiche prestazionali: sono rappresentate dalla capacità del vetro camera di rispondere ai requisiti di sicurezza e ai fattori luminosi, energetici, solari, termici e acustici,
• Caratteristiche qualitative: sono determinate dall’adeguatezza costruttiva a mantenere nel tempo le prestazioni richieste.

I distanziatori ALU-PRO rispondono a quanto previsto dalle norme UNI EN 1279-2/3/6. I relativi Rapporti di Prova non sono pubblicati nel sito ma reperibili presso la Rete Vendita o richiesti al Servizio Tecnico.

Per ridurre le spese energetiche è necessario utilizzare serramenti e vetri che abbiano ottime prestazioni termiche sia d’inverno che l’estate. Queste valutazioni debbono essere messe a punto tenendo conto dell’ubicazione, dell’esposizione e dell’uso della costruzione.

Per valutare l’isolamento termico di un serramento, gli elementi da tenere in considerazione sono i valori della sua trasmittanza termica complessiva Uw e quello della trasmittanza della vetrata isolante Ug. Minori saranno questi numeri, migliori risulteranno le prestazioni (PDF N° 2 - Norma UNI EN ISO 10077).

La conducibilità o conduttività termica (λ = W/mK) è la proprietà specifica di ciascun materiale e si definisce come la quantità di calore trasmesso attraverso 1 m2 di un materiale con lo spessore di 1 metro sottoposto a una differenza di temperatura di 1 K (Kelvin).

La conducibilità termica dipende dalla natura del materiale stesso, ma non è per nessun motivo influenzata dalla sua forma che può quindi essere di qualsiasi tipo. Più piccolo è questo valore migliore è la capacità isolante del materiale, ossia minore è il flusso di calore che può attraversarlo.

La trasmittanza termica (U = W/m2K) è la proprietà specifica di ciascun elemento strutturale e si definisce come il “flusso di calore che passa da un fluido ad un altro attraverso una parete di 1 m2 di superficie e differenza di temperatura, tra i due fluidi, di 1 K (Kelvin).

Più piccolo è questo valore, minore è la quantità di energia dispersa dell’elemento costruttivo, ossia migliore è l’isolamento termico.

La dilatazione termica lineare è un particolare tipo di dilatazione che interviene sui corpi che presentano la misura di una delle tre dimensioni decisamente superiore rispetto alle altre due. Avviene quando aumenta la temperatura di un corpo e riguarda, in modo particolare, fili metallici e barre.

Si calcola a partire dalla variazione della temperatura mediante il coefficiente di dilatazione lineare del materiale. Coefficiente che viene determinato sperimentalmente ed è costante per ciascun materiale.

Il risparmio energetico ha imposto di studiare distanziatori per le lastre delle vetrate isolanti capaci di ridurre, il più possibile, il passaggio di calore. Questo è avvenuto utilizzando materiali con conducibilità termica sempre inferiore, con spessori quando possibile inferiori, diminuendo il metallo utilizzato fino ad arrivare, in alcune tipologie di prodotti, a eliminarlo completamente.

Anche il design del profilo, in molti prodotti, è stato trasformato rendendo, per tutti questi motivi, sempre più difficile calcolare la conduttività con il metodo previsto dalle norme UNI EN ISO10077-2. Alla fine del 2012 il gruppo di lavoro “Warm Edge”, promosso dall’Istituto Tedesco per l’Ingegneria Strutturale con la collaborazione dell’IFT di Rosenheim e di importanti produttori di profili per vetrocamera, ha messo a punto una metodologia per misurare il flusso di calore tramite piastra calda.

I valori del flusso di calore misurati con questa metodologia, espressi in W/mK, vengono chiamati conduttività termica equivalente e contrassegnati con il simbolo λeq,2B. Sono indicati nella parte bassa dei Rapporti di Prova dei valori Psi emessi BF (Bundesverband Flachglas) di Rosenheim.

La trasmittanza termica lineare indica la quantità di calore che transita attraverso la zona dove interagiscono telaio, vetri e distanziatore in funzione delle proprietà termiche di ognuno di essi ed è caratterizzata dal simbolo greco Psi Ψ (PDF N° 3 - Trasmittanza Termica Lineare Ψ).

I valori Psi dei nostri distanziatori sono indicati sui Rapporti di Prova emessi dal BF di Rosenheim e visibili nelle pagine “PRODOTTI” di questo sito aprendo i Pdf denominati “Psi Finestre” o “Psi Facciate”.

Nel Rapporto di Prova sono presenti 8 valori ottenuti con 4 differenti tipologie di serramenti. I quattro superiori sono relativi a delle vetrate isolanti con doppio vetro Ug = 1,1 W/m2K, mentre quelli inferiori si riferiscono a vetrate con triplo vetro Ug = 0,7 W/m2K.

Per decine d’anni le vetrate isolanti maggiormente utilizzate sono state costruite con due vetri da 3 o 4 mm separati da un distanziatore in alluminio da 12 mm. L’isolamento termico (Ug = 2,8 W/m2K) veniva ottenuto tramite l’aria disidratata contenuta all’interno dell’intercapedine.

Questo valore può essere migliorato utilizzando al posto di un vetro normale un vetro basso emissivo, sostituendo l’aria disidratata con un gas e infine aumentando il numero delle intercapedini (vetrata tripla). In questo modo il valore della trasmittanza termica Ug può arrivare a 0,4 W/m2K (PDF N° 1 - Passaggio del flusso termico).

Sono vetri sui quali è stato applicato un deposito metallico in grado di riflettere le radiazioni nel campo dell’infrarosso lungo (bassa emissività), con una conseguente sensibile riduzione dei disperdimenti termici.

Il vetro rimane perfettamente trasparente perché il deposito, molto delicato, risulta invisibile. Nell’utilizzo pratico il trattamento viene posizionato all’interno dell’intercapedine.

In inglese questi prodotti vengono chiamati low-e.

Dal punto di vista termico la qualità di una finestra si valuta verificando la sua trasmittanza termica Uw. Questo valore complessivo è legato alla dimensione della finestra, al tipo di materiale utilizzato (legno, metallo o plastica), alla sua lavorazione e al tipo di vetrata isolante installata.

A parità di tutte queste condizioni un ulteriore miglioramento è ancora possibile e lo si può ottenere utilizzando nella costruzione della vetrata isolante i distanziatori a bordo caldo (warm edge).

La maggior parte delle vetrate isolanti presenti sul mercato sono state costruite utilizzando un distanziale in alluminio tra le lastre. L’alluminio è un materiale facilmente lavorabile, poco costoso ma ha un’elevatissima conducibilità termica λ = 200 W/mK (PDF N° 4 – ALUMINUM SPACER).

Per limitare il passaggio del calore attraverso il distanziatore sono stati messi a punto, nel tempo, dei materiali che avendo una minor conducibilità termica vengono identificati come warm edge (a bordo caldo).

I distanziatori warm edge (a bordo caldo), sia d’inverno e sia d’estate, riducono drasticamente il passaggio del calore che li attraversa consentendo di ottenere, nella zona perimetrale della lastra, una temperatura del vetro simile a quella che presenta sulla parte centrale.

ALU-PRO, nella propria gamma prodotti, ha differenti tipologie di distanziatori a bordo caldo. I primi immessi sul mercato e tutt’ora utilizzati sono costruiti interamente in acciaio inox che presenta una conducibilità termica λ = 15 W/mK decisamente inferiore a quella dell’alluminio λ = 200 W/mK (PDF N° 5 - CHROMATECH).

Altri sono fabbricati abbinando l’acciaio inox a materiale plastici. Altri ancora sono realizzati con la struttura in copolimero ricoperto con uno speciale film impermeabile al passaggio del vapore e dei gas (PDF N° 6 - CHROMATECH ULTRA F, PDF N° 7 - MULTITECH A, PDF N° 8 - MULTITECH G, PDF N° 9 - THERMIX TX PRO).

La notevole riduzione del passaggio del calore attraverso i distanziatori warm edge (a bordo caldo) comporta i seguenti vantaggi (Vedi Pdf Vantaggi del prodotto):

• riduzione dei costi di riscaldamento e condizionamento dell'aria con conseguente risparmio sulle rispettive spese,
• conseguimento di una temperatura ambientale più piacevole nelle zone limitrofe alle finestre con la possibilità di avvalersi di spazi prima inutilizzati,
• eliminazione o riduzione al minimo della condensa sui bordi delle vetrate isolanti,
• rientro in una classe energetica migliore,
• contributo significativo alla riduzione alle emissioni di CO² nell’atmosfera (PDF N° 10 - Vantaggi del prodotto).

La condensa si può formare sulla vetrata isolante e sul telaio della finestra o solamente sulla vetrata isolante. Si forma quasi esclusivamente sul serramento se questo è metallico (in alluminio o ferro) privo di taglio termico e quindi con delle caratteristiche termiche decisamente inferiori rispetto alla vetrata isolante.

La condensa può interessare tre parti differenti della vetrata isolante:

• le superfici dei vetri interni al vetro camera,
• la superficie del vetro interno all’edificio,
• la superficie del vetro esterno all’edificio.

La comparsa di tracce di umidità all’interno dell’intercapedine della vetrata isolante (inizialmente si presentano di forma circolare al centro della lastra), evidenzia un difetto iniziale del prodotto oppure che esso è giunto al termine della sua durata.

Con il passare del tempo queste tracce diventano sempre più evidenti interessando prima tutta la superficie del vetro e provocandone, successivamente, l’ossidazione. La vetrata isolante in queste condizioni non è più in grado di permettere la visione dell’ambiente esterno e di assicurare la funzione di isolamento termico (PDF N° 11 - Due realtà: identico problema).

La condensa sulla superficie del vetro interno all’abitazione è un fenomeno naturale che avviene ogni qualvolta la temperatura di tale faccia interna scende sino alla cosiddetta “temperatura di rugiada”, che a sua volta dipende dalla temperatura e dall’umidità relativa dell’aria ambiente.

Tanto maggiore risulta la percentuale dell’umidità relativa dell’aria (UR), tanto più elevata dovrà essere la temperatura superficiale del vetro affinché non si verifichi il fenomeno di condensazione (ad esempio con il 90% di UR la temperatura del vetro dovrà essere superiore a 18,3°C).

L’umidità relativa può assumere valori elevati, ove manchi un rinnovo costante dell’aria, anche qualora i locali siano privi di sorgenti di vapore (pentole d’acqua calda, biancheria stesa ad asciugare).

In un normale locale abitativo di 3,5 metri per 4,5 metri, pari a 42 metri cubi, con aria a 20°C e umidità:

• UR del 50% (valore considerato ottimo) sono contenuti complessivamente 365 grammi di vapore (8,7 g/m3 x 42 m3 = 365 g),
• UR del 90%, il contenuto di vapore, alla medesima temperatura, sale a 655 grammi (15,6 g/m3 x 42 m3 = 655 g).

Quindi un aumento di 300 grammi di vapore porta l’umidità relativa dal 50% al 90%.

Essendo noto che una persona adulta emette circa 50 grammi di vapore per ora, l’aumento sopra considerato corrisponde alla quantità di vapore emessa da due persone in meno di tre ore.

La comparsa di condensa può essere limitata, creando correnti convettive sulla superficie del vetro affinché l’umidità venga asportata e cercando, soprattutto, di limitare la sua concentrazione (arieggiando i locali o aspirando quella particolarmente intensa creata nei bagni e nei locali cucina).

L’utilizzo di vetrate isolanti con una trasmittanza termica particolarmente bassa e dotate di distanziatori warm edge riducono significatamente questo fenomeno (PDF N° 12 - Mai più condensa sui vetri).

La formazione di condensa sulla superficie del vetro esterno all’edificio, è un fenomeno assai raro, che si può osservare talvolta la notte o alle prime luci dell’alba.

Avviene che la temperatura della lastra possa:

• quando il cielo è sereno e in assenza di vento,
• per effetto dell'importante irraggiamento verso la volta celeste,
• delle scarse dispersioni termiche attraverso le vetrate isolanti,

scendere al di sotto della temperatura esterna con conseguente formazione della condensa.

Questo fenomeno, quindi, deve essere considerato come una prova dell’ottimo isolamento termico del prodotto.

Una lamentela comune dei clienti residenziali è che dopo la sostituzione delle finestre hanno riscontrato la formazione di condensa che prima con i vecchi serramenti non avveniva.

Le nuove finestre non hanno nessuna colpa. L'umidità è presente nell'aria all'interno dell’abitazione/edificio e derivante dalle possibili seguenti cause:

• bollitura di cibi
• utilizzo di doccia e bagno locali senza o con scarsa aspirazione e/o areazione
• asciugatura di biancheria
• presenza in un locale di un numero elevato di persone
• riscaldamento a pavimento
• copertura delle finestre con tendaggi che impediscono la circolazione dell’aria
• temperatura ambientale bassa
• nessun ricambio d’aria tramite l’apertura delle finestre.

Le nuove finestre sono ermetiche e quindi prive degli spifferi delle vecchie che permettevano il ricambio involontario dell’aria. Nelle nuove condizioni l’umidità non può più uscire e quindi si condensa sulle zone più fredde del locale.