Finestre in legno: la loro influenza sull'efficienza energetica della casa

L'altro giorno ho scritto di Case ad alta efficienza energetica e pareti rivestite in CLT per trattenere il calore all'interno, utilizzato nella costruzione di case passive. Ma l'efficienza energetica non si limita all'isolamento delle pareti. La perdita di calore può avvenire anche in altri punti. Le aree di gran lunga più sensibili sono quelle vetrate. Le vetrine mobili o fisse, le porte vetrate sono tutti punti sensibili. Il problema può essere risolto utilizzando finestre che trattengono il calore in inverno e lo mantengono in estate. Tali finestre sono dette termopaniche e possono avere telai di diversi materiali. Poiché possono essere anche finestre in legno, ovviamente si tratta di finestre termopaniche in legno, come siamo soliti chiamarle.

Il termine thermopane è in realtà la versione rumena di un marchio registrato. "Thermopane" è il nome con cui è stata registrata nel 1941 dalla LOF Glass Company, Ohio, USA, la prima finestra con una lastra di vetro composta da due strati montati in un unico telaio. Il sistema era stato inventato nel 1930, sempre negli Stati Uniti, da C.D. Haven, ma la necessità che il vetro fosse di spessore uniforme e completamente dritto ne rendeva impossibile la produzione all'epoca, con conseguenti costi di produzione molto elevati.

Nel tempo questo sistema si è dimostrato molto efficiente dal punto di vista energetico. Oggi è difficile credere che una nuova casa possa essere costruita senza doppi vetri e i proprietari di vecchie abitazioni scelgono sempre più spesso di sostituire le vecchie finestre in legno con quelle a doppio vetro.

Come determinare l'efficienza delle finestre termopaniche in legno

Il coefficiente di trasmissione del calore è molto importante nel caso delle finestre a doppio vetro. Come per l'isolamento termico, si misura in W/m²K. Più è basso, più la finestra è efficiente dal punto di vista termico. Per le case passive, ad esempio, dovrebbe essere inferiore a 0,85.

La finestra a doppio vetro è composta dal telaio e dal sandwich di vetro. Il coefficiente di trasferimento del calore viene calcolato per entrambi i componenti, poiché il calore può passare attraverso entrambi. Inoltre, il calore può fuoriuscire dalla casa attraverso l'area in cui la finestra è installata nella parete, quindi il coefficiente di trasferimento del calore per la finestra installata è altrettanto importante. Per una casa passiva, tutti e tre i coefficienti devono essere inferiori a 0,85.

Come costruire infissi in legno

I telai delle finestre sono realizzati in legno e possono essere utilizzati diversi tipi di legno: abete, abete rosso, pino, quercia. A differenza della falegnameria tradizionale, in cui il telaio è costituito da un unico pezzo di legno, le finestre con doppi vetri sono costituite da diversi strati di legno incollati tra loro. Gli strati sono disposti lungo la fibra, non perpendicolarmente l'uno all'altro.

Le cornici più efficaci sono quelle in cui la fibra degli strati è posata a specchio. Il calore passa attraverso il telaio come un'onda. Quando incontra lo strato di legno orientato in modo opposto, l'ampiezza dell'onda diminuisce, riducendo la quantità di calore trasferita. Maggiore è il numero di strati (più spesso) del telaio, maggiore sarà l'efficienza energetica. Va da sé che non si può esagerare con lo spessore del telaio per massimizzare l'efficienza. Tutto è calcolato per ottenere il miglior risultato, quindi anche lo spessore è scelto per essere efficiente, ma anche robusto, leggero, facile da usare ed esteticamente gradevole.

Spesso l'efficienza del telaio viene migliorata realizzando dei profili, o fori, all'interno di uno degli strati di legno. L'aria contenuta in questi profili funge da isolante. Per aumentare le prestazioni si utilizzano anche combinazioni di legno e materiali compositi.

Un tipo di telaio molto efficiente, comunemente utilizzato nelle case passive, è quello rivestito in alluminio. Tra il legno e il metallo c'è uno spazio libero e l'aria in questo spazio è un ottimo isolante. Il vantaggio è che il metallo è molto resistente agli agenti atmosferici e non c'è il pericolo di marciume, come può accadere con il legno se la soluzione costruttiva non è ben scelta.

Requisiti per vetrate ad alta efficienza energetica

I vetri delle finestre sono in realtà pannelli composti da 2 o 3 strati di vetro. Tra questi strati c'è aria secca o gas inerti che riducono il trasferimento di calore e il vetro è sigillato. I gas utilizzati sono argon o kripton. Il krypton è più efficiente dell'argon, ma anche più costoso. Viene utilizzato quando il modello richiede una distanza minore tra gli strati di vetro. A volte viene utilizzata una miscela dei due gas, che consente di aumentare l'efficienza senza un enorme aumento di prezzo.

Il vetro utilizzato deve essere di ottima qualità, resistente e di spessore uniforme. Può contenere assorbitori di raggi UV, essere leggermente colorato e avere pellicole protettive molto sottili applicate sulla superficie per riflettere i raggi solari o aumentare la resistenza meccanica.

Tra gli strati di vetro sono collocate delle strisce che mantengono costante la distanza tra di essi anche in presenza di variazioni della pressione atmosferica. Le strisce impediscono l'accumulo di umidità - sono anticondensa - o la fuoriuscita di gas inerte all'interno.

Le case passive utilizzano finestre composte da 3 strati di vetro. Le lastre a 3 strati hanno uno spessore di 40-50 mm e sono molto efficienti dal punto di vista energetico. Le foglie che coprono il vetro possono accumulare calore e rilasciarlo quando la temperatura interna si abbassa.

Come installare per ottenere la massima efficienza termica

Il montaggio delle finestre è molto importante e influisce sull'efficienza termica e acustica delle finestre. Il montaggio avviene direttamente nell'intercapedine lasciata dal costruttore nella parete della casa o in un telaio di legno che viene poi fissato nello spazio della finestra. Le finestre vengono fissate con schiuma poliuretanica che riempie completamente lo spazio tra la parete e il telaio della finestra.

Le pareti in cui vengono inserite le finestre sono molto più spesse del telaio della finestra, che sono pareti portanti. Le finestre possono essere inserite nell'intercapedine lasciata dal costruttore a questo scopo in 3 modi:

• all'esterno, la finestra è a filo della facciata,
• all'interno, con la finestra a filo con la faccia interna della parete, oppure
• a metà strada tra le posizioni sopra indicate. Gli studi hanno dimostrato che questo modo di montare è il più efficace, o il più vicino possibile.

Quando vengono montate, all'interno della schiuma poliuretanica si formano dei piccoli canali attraverso i quali il calore può fuoriuscire. Nelle case passive, le finestre sono fissate alla parete per mezzo di sottili pellicole incollate sia all'interno che all'esterno. Queste pellicole vengono incollate al contorno della finestra (che sarà ricoperta di intonaco) e continuano a isolare la parete, impedendo la formazione di ponti energetici. In questo modo si impedisce al calore di fuoriuscire attraverso i canali della schiuma. Le pellicole si presentano sotto forma di rotoli di scotch-tape che vengono incollati sia al telaio che alla parete.

Ferramenta, accessori, finiture di finestre in legno

La qualità e l'efficienza della finestra sono garantite anche dalla ferramenta, dalle guarnizioni utilizzate e dalla finitura scelta. La ferramenta deve garantire una tenuta perfetta e le cerniere devono essere in grado di sostenere il peso della finestra. Una cerniera debole cede gradualmente, la finestra non si posiziona più perfettamente e si può verificare una perdita di calore.

Le guarnizioni devono essere di buona qualità e resistere sia alle basse temperature invernali che alle alte estive. Un materiale di scarsa qualità diventerà più rigido, persino fragile, in inverno e la guarnizione non sarà più a tenuta stagna. In estate, un materiale di scarsa qualità può diventare troppo morbido, persino appiccicoso, perdendo le sue qualità.

Finitura delle finestre è realizzato con materiali resistenti all'esterno. Le vernici sono le più resistenti, le vernici lucide le meno. Una vernice perfettamente trasparente non protegge la finestra dai raggi UV. Per questo motivo le vernici per esterni sono leggermente colorate con pigmenti. Se il legno viene colorato, i coloranti utilizzati devono essere resistenti all'esterno.

L'efficienza energetica della vostra casa può essere migliorata semplicemente sostituendo le finestre.

Nella costruzione di case passive, le prestazioni delle finestre, come quelle delle pareti, sono calcolate in base alle condizioni climatiche della zona. Sebbene sia costruita secondo regole rigorose e standard chiari, ogni casa passiva costruita è unica a modo suo. L'intera casa viene progettata nei minimi dettagli e la scelta delle finestre viene fatta in fase di progettazione.

Nelle case già costruite, la sostituzione delle finestre ordinarie con finestre a doppio vetro può aumentare l'efficienza energetica della casa, riducendo così i costi energetici. Si possono trovare molti calcoli sul risparmio energetico, alcuni di essi sono stati realizzati anche per 20 anni dalla sostituzione delle finestre.

In questo caso il montaggio della finestra è importante quanto la finestra stessa. Se decidete di fare un passo del genere, analizzate molto attentamente le possibilità e rivolgetevi a un'azienda specializzata per il montaggio. Non cercate di risparmiare sulla qualità, non fate tagli in questa fase. Il risparmio arriverà in seguito, ma solo a condizione che la scelta della finestra e la sua sostituzione siano state effettuate correttamente.