Componenti dell`involucro edilizio I serramenti esterni e gli schermi

TECNOLOGIE E MATERIALI
Componenti
dell’involucro edilizio
I serramenti esterni
e gli schermi solari
photo©shutterstock.com/Cristian Alexandru Ciobanu
di Leonardo Baldassari
Con questa terza parte si conclude il breve percorso all’interno
del mondo dei serramenti esterni, che si è sviluppato attorno
ad alcuni temi ritenuti fondamentali di cui i serramenti
esterni compongono una parte importante, quali l’isolamento
termico (GEOCENTRO/magazine n° 1), e l’isolamento
acustico (GEOCENTRO/magazine n° 2).
Il tema di questo numero, gli schermi solari, è altrettanto
importante e lo affronteremo per gradi, cercando di sviluppare
i singoli aspetti che lo compongono.
Il buon progettista è tenuto a conoscere questo argomento in
quanto, nel suo lavoro quotidiano, deve affrontare i temi della
limitazione dei fabbisogni energetici per la climatizzazione
estiva o il raffrescamento e del contenimento della temperatura
interna degli ambienti in esposizione estiva.
Tutti quanti sappiamo che in Europa, in ambito degli Stati con
moneta comune, circa il 40% dell’energia totale consumata è
riconducibile agli usi termici ed elettrici degli edifici.
In Italia, data la nostra posizione geografica e la qualità degli
edifici realizzati negli anni compresi fra il 1950 e il 2000,
una quantità di energia considerevole viene consumata per la
climatizzazione estiva.
Non abbiamo dati precisi in quanto i consumi sono pressoché
riconducibili agli assorbimenti elettrici, ma vari studi ci
portano a considerare questa percentuale compresa fra il
30 e il 45% del totale dell’energia consumata per gli edifici
durante tutto l’arco dell’anno.
Risulta palese sottolineare come le zone climatiche in cui il
nostro Paese è suddiviso possano necessitare di sensibilità
differenti di approccio alla progettazione degli schermi solari.
Una località in zona climatica A o B (zone pianeggianti
dell’Italia del Sud) avrà necessità di un controllo solare
più efficiente rispetto ad una località in zona climatica F
(zone alpine).
Per schermi solari o sistemi schermanti si intendono prodotti
che permettono di ridurre l’irradiazione solare sulle superfici
trasparenti appartenenti all’involucro edilizio; non sono
considerati tali i sistemi, fissi o mobili, applicati all’interno
dell’ambiente a temperatura controllata o climatizzato.
La definizione quindi riconosce come sistemi schermanti tutte
quelle soluzioni che, poste all’esterno degli ambienti, risultano
degli efficaci sistemi di controllo solare in quanto respingono
la radiazione solare prima che questa raggiunga la superficie
del vetro, innescando un microeffetto serra tra schermo solare
e vetro. Il posizionamento dei sistemi schermanti all’esterno
dell’involucro edilizio consente inoltre di disperdere il reirraggiamento nell’infrarosso prodotto dalla superficie dello
schermo solare quando questa viene investita dai raggi solari.
Quindi, in sintesi, per schermi solari si intendono quei
dispositivi posizionati all’esterno dei serramenti che, a seconda
degli idiomi locali, vengono comunemente denominati
persiane, antoni, scuroni, scuri esterni, persiane avvolgibili,
tapparelle, frangisole, brise-soleil, ecc.
Sistemi schermanti molto efficaci sono anche i portici e le
logge di grande profondità posti in prossimità di finestre o di
aperture vetrate; in questo caso il progettista deve verificare
attraverso schemi grafici la possibile ombreggiatura estiva che
questi aggetti opachi proiettano sulla superficie vetrata. Non
bisogna trascurare il fatto che, essendo aggetti edilizi fissi,
questi non debbano schermare gli apporti solari gratuiti delle
superfici trasparenti in esposizione invernale.
Rientrano tra i sistemi schermanti esterni anche gli elementi
non appartenenti all’involucro bensì al contesto in cui
l’edificio si trova: costruzioni limitrofe o vegetazione. Per
quanto riguarda la vegetazione è necessario che non vengano
utilizzate essenze arboree sempreverdi, bensì caducifoglie
affinché non limitino il passaggio della radiazione solare
durante il periodo invernale.
Possono essere considerate sistemi schermanti anche tutte quelle
soluzioni progettuali che prevedono l’inserimento di sistemi
schermanti all’interno di apposite intercapedini, purché queste
ultime siano ventilate naturalmente o meccanicamente.
Le tende veneziane a lamelle di piccole dimensioni inserite
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nell’intercapedine fra due vetri, in quanto non ventilate, non
sono perciò da considerare sistemi schermanti efficaci, così
come non lo sono i trattamenti superficiali applicabili sui vetri
all’interno o all’esterno, quali pellicole polimeriche o altro.
Il valore da tenere sotto controllo in fase di progettazione è
l’irradiazione solare diretta, che deve essere ridotta del 70/90%
(a seconda della zona climatica) durante il periodo estivo, e
quasi completamente utilizzata durante il periodo invernale.
Con questa ultima osservazione è facile giustificare
l’affermazione prima fatta circa i trattamenti superficiali a cui
vengono sottoposti i vetri. Infatti un vetrocamera con fattore
solare g pari a 0.40/0.45 potrebbe essere considerato un buon
sistema schermante (dell’energia solare) in esposizione estiva,
ma un pessimo prodotto in inverno, in quanto riduce del
55/60% gli apporti solari gratuiti.
Nella scelta del vetro occorre privilegiare un fattore solare g
più alto possibile (0.7/0.8) in modo da ottenere apporti solari
rilevanti durante la stagione invernale, ma è necessario che il
vetro stesso sia schermato in modo mobile (estate/inverno) per
respingere l’irradiazione solare in estate.
Tipi di schermi solari
Come già abbiamo accennato, nella elencazione
dei tipi di schermi solari disponibili sul mercato,
influiscono molto le tipologie locali o regionali e le loro
denominazioni.
Ad esempio il sistema schermante molto utilizzato nei
centri storici di quasi tutte le città italiane è la persiana a
stecca aperta, (figura 1) che si presenta con piccole varianti
a seconda delle usanze locali.
figura 2
la loro bassa permeabilità all’aria, in inverno permettono
la formazione di un’intercapedine d’aria meno fredda
fra finestra e schermo stesso, così da ridurre le perdite
per trasmissione e quindi il fabbisogno di energia per la
climatizzazione invernale.
È importante ricordare che la nuova versione della
norma UNI EN ISO 10077-1 ci permette di calcolare
una riduzione del valore di trasmittanza termica Uw di
una finestra, se in presenza di schermi solari dotati di
bassa permeabilità all’aria.
Sempre più diffuse su tutto il territorio nazionale sono
le persiane avvolgibili o tapparelle (figura 3). Fino a
pochi anni fa considerate espressione di edilizia a basso
costo, ora le persiane avvolgibili stanno recuperando
credibilità grazie ai nuovi materiali con cui vengono
realizzate (acciaio e alluminio) e alla indubbia comodità
di manovra. Infatti le tapparelle vengono inserite in
figura 1
La persiana a stecca aperta è un ottimo sistema
schermante poiché è posizionato all’esterno della facciata
e, attraverso il grigliato che compone il tamponamento,
permette facili ricambi d’aria in estate durante le ore
notturne, pur garantendo un buon oscuramento degli
ambienti interni.
Nelle zone collinari o montuose del nostro Paese sono
diffusi gli antoni o scuroni (figura 2). Anch’essi, come le
persiane, sono fissati a filo esterno della facciata e, data
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figura 3
cassonetti coprirullo isolati e a scomparsa nella muratura,
vengono movimentate tramite motori elettrici e la
loro chiusura può essere regolata e controllata tramite
comodi apparecchi anche remoti.
Anche le tende con lamelle alla veneziana dotate di
stecche di grande dimensione, altrimenti dette frangisole
figura 4
impacchettabili (figura 4) stanno avendo molto successo
anche alle nostre latitudini, dopo alcuni decenni di
utilizzo in alcuni Paesi del centro e nord Europa.
Questo sistema di schermatura solare è composto da
lamelle non solo orientabili ma anche impacchettabili in
un apposito vano superiore. L’utilizzatore può regolare
la luminosità interna in maniera precisa secondo micro
- variazioni.
Nell’ambito delle schermature solari a frangisole, sono
presenti sul mercato e diffusi soprattutto in edifici
a destinazione direzionale e commerciale, modelli
di frangisole con pala fissa o ruotante su proprio asse
verticale o orizzontale, avente sezione differente,
composti da estrusi o lamiere pressopiegate metalliche,
piene o microforate (figure 5 e 6).
Un altro schermo solare molto utilizzato negli edifici
dell’architettura contemporanea è rappresentato da
tende schermanti od oscuranti poste all’esterno, a
scorrimento verticale su cavi tesi d’acciaio (figura
7). Questo sistema schermante permette di gestire la
trasmissione energetica e luminosa con facilità, anche
su grandi superfici vetrate.
Tipi di attacco alla muratura
In una progettazione attenta al risparmio energetico e
all’eliminazione dei ponti acustici è importante porsi
il quesito del tipo di attacco alla muratura del sistema
“serramento esterno / schermo solare” individuato, per
non lasciare agli operatori diretti del cantiere l’onere
di risolvere temi e problemi non di loro competenza,
figura 5
figura 6
figura 7
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ma in cui la loro professionalità può risultare risolutiva
se adeguatamente intervistati in fase di progetto su
argomenti fondamentali quali i metodi di fissaggio, di
lavorazione ecc.
In un'edilizia sempre più attenta alla salvaguardia
dell’ambiente, dove si prevedono isolamenti esterni a
cappotto termico di grandi spessori (cm 10/15 e oltre)
non è più possibile fissare gli schermi solari nei modi
tradizionali, siano essi esterni a battente o avvolgibili su
un rullo.
Nel caso siano previste persiane avvolgibili (tapparelle) il
tipo di attacco a muro che può mantenere la prestazione
termica e acustica del serramento esterno prevede di
assemblare un blocco composto da elementi verticali
realizzati in materiale isolante di alta densità (polistirene
estruso o poliuretano) placcati con pannelli in fibrocemento,
in cui vengono ricavate le sedi per la guida a U in cui scorre
la persiana avvolgibile, e il vano di alloggiamento del telaio
fisso del serramento. Il traverso superiore è composto da
un cassonetto coprirullo di idonee dimensioni all’interno
del quale vengono preliminarmente fissati gli accessori di
sostegno della persiana avvolgibile stessa, vale a dire rullo,
motori, supporti, ecc.
Il cassonetto coprirullo viene consegnato già dotato di
retina aggrappante in modo che possa essere agevolmente
intonacato all’interno e all’esterno (figura 8).
Nel caso in cui lo schermo solare previsto sia del tipo a
battente (persiana o antone) per evitare di forare il cappotto
termico in fase di fissaggio dei cardini di sostegno, ci sono
numerose possibilità di soluzione.
Le due più utilizzate sono alternative fra loro per qualità
estetiche e funzionali.
La più semplice consiste nel posizionare il controtelaio
ligneo a filo esterno della parete in laterizio, su cui verrà
fissato un telaio fisso che sosterrà all’interno le ante mobili
vetrate e all’esterno le ante dello schermo solare desiderato.
Un sistema di ferramenta di sostegno con collo regolabile
ci permetterà di superare lo spessore del cappotto termico
in fase di apertura, purché esso non superi la grandezza di
cm 12/13 (figura 9).
Questo è un sistema molto economico ed efficace, ma può
essere applicato solo in certe situazioni e quindi spetta al
progettista la valutazione caso per caso.
Un altro sistema di attacco a muro di schermi solari a
battente consiste nel posizionare un blocco apposito
in polistirene estruso placcato con fibrocemento che
abbia uno spessore totale uguale allo spessore finito
della parete verticale. Partendo dall’interno si posiziona
il vano del controtelaio che accoglierà il serramento
vetrato, la porzione isolante del blocco, e un apposito
profilo metallico rigido dovrà individuare il vano dove
sarà realizzato il rivestimento a cappotto. In prossimità
di quest’ultimo vengono fissate delle zanche di portata
dotate di un tubo filettato dove il serramentista
avviterà i cardini di sostegno a lavoro edilizio concluso,
senza forare il cappotto e quindi in grande sicurezza.
Anche questo sistema sta riscontrando un successo
importante, soprattutto nelle zone climatiche D e
E, che sono la maggioranza del territorio nazionale.
Il progettista che opera in zona climatica F dovrà
necessariamente affrontare il problema termico in un modo
simile ma prestando ancora più attenzione alle dispersioni
termiche per trasmissione del blocco descritto.
sezione orizzontale-tipo con finestra rp. 1:2
figura 8
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figura 9