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Il ponte termico della finestra: non solo una questione di dispersioni

La realizzazione di edifici ad alta efficienza energetica e ancor di più quella degli NZEB (edifici ad energia quasi zero) richiede una serie di piccole attenzioni ed accorgimenti progettuali al fine di raggiungere elevati standard, contenendo i costi delle opere.

È quindi necessario mettere in atto tutte quelle misure che possano ridurre inutili dispersioni energetiche e ottimizzare gli apporti di energia gratuiti, ma non sempre le due cose richiedono le medesime misure.

Un esempio emblematico è quello del nodo serramento-parete, dove, in base alla semplice scelta della posizione dell’infisso all’interno della sezione della parete possono cambiare significativamente sia l’effetto del ponte termico (valore di trasmittanza lineica) che gli apporti solari. In questo articolo riporto brevemente i risultati di alcune simulazioni fatte per meglio studiare il problema ed ottimizzare le soluzioni.

Il valore di trasmittanza lineica

Per capire meglio quali siano gli effetti della scelta della posizione del serramento ho provato ad analizzare la situazione “tipo” dell’edilizia attuale italiana, ovvero una parete in laterizio dello spessore di 30 cm con cappotto esterno dello spessore di 14 cm ed un serramento performante.

Per valutare l’effetto sul ponte termico ho modellato agli elementi finiti, con il programma Therm Finite Element Simulator, quattro possibili layout:

  • » caso 1: serramento collocato sul filo esterno del cappotto;
  • » caso 2: serramento collocato sul filo interno del cappotto;
  • » caso 3: serramento collocato in mezzeria nel laterizio;
  • » caso 4: serramento collocato sul filo interno del laterizio.

Chiaramente ho sempre considerato un nodo ben progettato, cioè con opportuno risvolto del cappotto sulla spalletta della finestra.

Per ciascun layout ho calcolato il valore della trasmittanza lineica del ponte termico (secondo il metodo della norma UNI EN ISO 10211) ottenendo i valori riportati in tabella:

LAYOUT CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4
Ψ [W/mk] 0.01 0.05 0.09 0.12

È evidente dai dati riportati che all’aumentare della distanza tra il serramento e l’esterno, cresce l’effetto del ponte termico, portando ad un incremento della trasmittanza lineica addirittura di un ordine di grandezza tra il caso 1 (serramento sul filo esterno) ed il caso 4 (serramento sul filo interno).

Il motivo è facilmente comprensibile anche a livello intuitivo, notando che man mano l’infisso si sposta verso l’interno della casa, cresce la dimensione della spalletta esterna e quindi aumenta la superficie disperdente esterna.

Verrebbe quindi da pensare che la soluzione migliore sia collocare l’infisso nel punto più esterno possibile. In effetti, la tradizione costruttiva dei paesi del nord Europa, vede i serramenti installati sul filo esterno della parete. Ma questa non è necessariamente la soluzione ideale per il clima italiano.

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Gli apporti solari

L’approccio sopra descritto ha però controindicazioni per quanto riguarda il comportamento estivo dell’edificio: installare il serramento sul filo esterno non consente di sfruttare l’ombreggiamento delle spallette e dell’architrave. Per dimostrarlo ho calcolato la riduzione degli apporti solari nelle quattro configurazioni sopra descritte, per un serramento tipo delle dimensioni 120×150 cm in un edificio collocato nel nord Italia.

La tabella riporta la percentuale degli apporti solari, al netto dell’ombreggiamento, che raggiungono il serramento tipo nei mesi di gennaio e luglio sia nel caso di un serramento collocato sulla facciata nord che per un serramento collocato a sud.

  CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4
NORD gennaio 100% 90% 81% 77%
NORD luglio 100% 86% 72% 67%
SUD gennaio 100% 93% 86% 83%
SUD luglio 100% 87% 75% 70%

È chiaro che collocare il serramento sul filo esterno comporta l’impossibilità di ridurre il surriscaldamento degli ambienti sfruttando gli aggetti. Per contro il rischio di collocare il serramento troppo sul filo interno è quello di ridurre eccessivamente anche gli apporti gratuiti invernali, che sono fondamentali negli edifici a energia quasi zero.

Risulta interessante notare come la riduzione sia particolarmente marcata laddove più ne abbiamo bisogno (finestra a sud nel mese di luglio). Viceversa nel mese di gennaio, sempre nella finestra sud, anche collocando sul filo interno il serramento la riduzione si contiene al di sotto del 20%.

 

GRAFICONORD

GRAFICOSUD

Conclusioni

Da quanto sopra descritto si può concludere che la scelta della posizione del serramento all’interno del paramento murario ha una significativa influenza sulle performance energetiche invernali ed estive dell’edificio. Non è possibile stabilire a priori la soluzione ideale, ma va ponderata la scelta all’interno del complessivo progetto termico dell’edificio, integrando queste informazioni con il progetto architettonico dell’involucro. Sicuramente collocare i serramenti sul filo esterno nelle esposizioni con maggiori apporti solari non è la soluzione ideale,  mentre sul fronte nord è possibile dare più importanza alla risoluzione ottimale del ponte termico, rispetto al contenimento degli apporti solari estivi.

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