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Calcolo trasmittanza termica infissi

Prima di acquistare i nuovi serramenti dovresti conoscere qual è la trasmittanza termica infissi. Questo valore dipende da diversi fattori, ma è importante conoscere come si calcola per avere una visione chiara delle prestazioni energetiche della nostra casa.

Il calcolo trasmittanza termica è fondamentale non soltanto per i produttori di serramenti, ma anche per gli utenti finali. Infatti, è uno strumento utile, da un lato, per ottenere la marcatura CE e anche per ottenere le detrazioni fiscali previste dall’Ecobonus.

In questo articolo, quindi, parleremo del calcolo della trasmittanza termica degli infissi, tenendo conto anche della normativa di riferimento.

Che cos’è la trasmittanza termica

La trasmittanza termica abbraccia diversi concetti che interessano la termodinamica e la trasmissione del calore. Nel caso delle finestre, ma anche di qualsiasi altro oggetto, la trasmissione del calore quando ci sono due corpi, in contatto o meno, che si scambiano calore. Ciò avviene, ad esempio, nel momento in cui il vetro del serramento è freddo mentre i vani interni sono caldi.

Quando c’è uno scambio termico, le temperature dei due corpi cambiano fintantoché entrambi non raggiungono la stessa temperatura. Nel caso delle finestre, quindi, tutto il calore del vano sarà ceduto all’esterno a causa di un serramento freddo e non isolato a dovere.

Attraverso le finestre, il calore viene trasmesso per conduzione, convezione e irraggiamento. In questo articolo, però, ci soffermeremo sulla trasmittanza termica degli infissi.

Trasmittanza termica U

La trasmittanza termica U indica quanto calore si disperde attraverso un oggetto grande un metro quadro e spesso un metro, se esiste una differenza di temperatura di un grado Kelvin. In altre parole, la trasmittanza indica quanto calore passa attraverso un certo tipo di materiale.

Questo valore si ricava con la seguente formula. E cioè:

U = 1/R

Se il valore di U è piccolo, allora la quantità di energia dispersa sarà minima. Viceversa, un valore di trasmittanza termica U elevato è indice di un cattivo isolamento termico.

Per quanto riguarda i serramenti, però, ci sono anche altri elementi da tenere in considerazione. Il materiale e la posa in opera del serramento.

Conduttività termica

La conduzione termica si basa sul secondo principio della termodinamica. Quando ci sono differenze di temperatura, il corpo più caldo cede spontaneamente il proprio calore verso il corpo più freddo.

L’attitudine di un materiale a trasmettere il calore viene definita conducibilità o conduttività termica ?. Essa si misura in W/(m⋅K), ovvero watt metro kelvin.

Dalla conduttività termica possiamo ottenere la resistenza termica R. E cioè, quanto un elemento sia in grado di opporsi al passaggio del calore. Dalla resistenza possiamo ottenere la trasmittanza termica U.

Trasmittanza termica serramenti: cosa sapere

Come abbiamo detto la trasmissione del calore è l’aspetto principale sul quale si basa tutta la fisica dell’edificio. Serve per definire le condizioni di comfort degli inquilini e a definire il fabbisogno di energia dell’intera struttura.

Quando vogliamo conoscere la tramittanza termica infissi ci riferiamo alle capacità complessiva di un serramento di trasmettere calore. Tuttavia, con questo valore teniamo in considerazione anche altri fattori in gioco. Ovvero gli effetti combinati di conduzione, convezione e irraggiamento, così come dallo spessore dei materiali impiegati, dalla tenuta all’aria e dalla posa in opera dell’intero serramento.

L’insieme di tutte queste forze considerate rende chiara la differenza tra conduttanza termica e trasmittanza, sebbene abbiano la stessa unità di misura: W/(m2K). Infatti, la conduttanza C rappresenta il flusso di calore scambiato per conduzione all’interno del materiale esaminato. Ma non tiene conto delle altre forze come, ad esempio, l’irraggiamento.

Perché conoscere la trasmittanza termica è importante?

Abbiamo visto che gli studi sugli scambi di calore tra il vano e l’esterno di un edificio ci permettono di valutare due cose. La prima è il discomfort termico di una struttura. La seconda, invece, ci permette di valutare qual è il bilancio energetico di un edificio.

Per questi motivi, prendiamo in considerazione una serie di grandezze. Tra quelle più importanti c’è sicuramente la trasmittanza infissi. Tuttavia, non esiste soltanto quella termica, abbiamo anche la tramittanza solare, la trasmittanza luminosa e delle trasmittanze all’infrarosso.

Nel caso di materiali opachi, per esempio una parete, è possibile definire solo i valori di trasmittanza termica. Nel caso degli infissi, invece, dobbiamo considerare anche gli elementi trasparenti.

Come calcolare la trasmittanza termica degli infissi

Quando parliamo di trasmittanza termica ci riferiamo ad un parametro necessario per indicare il valore della dispersione termica di un manufatto.

Ad oggi, abbiamo a disposizione diversi strumenti per il calcolo trasmittanza infissi. Ci sono, infatti, applicazioni online, che ci chiedono di indicare i dati dell’infisso. Ma anche veri e propri software sofisticati basati sulla normativa UNI EN 10077-2.

Il calcolo della trasmittanza termica U si basa su un concetto semplice. Se il valore U è elevato sarà elevato anche il consumo energetico del riscaldamento. Viceversa, se il valore U è basso sarà lo stesso per il consumo. Per ottenere valori U bassi, quindi, basta aumentare la resistenza termica dell’involucro edilizio, in modo tale da abbattere il dispendio di energia.

Dal 2010 il calcolo trasmittanza dei serramenti è un obbligo imposto dalla legge per ottenere la marcatura CE. In altre parole, questo parametro è una delle prove perché il serramento possa essere immesso sul mercato.

Il produttore di porte finestre, finestre o altri serramenti può avere due metodi di calcolo per ottenere il calcolo trasmittanza termica. Uno è il metodo semplificato, ovvero la norma UNI EN ISO 10077-1 che prende in esame il tipo di materiale del telaio e il tipo di vetrata.

L’altro è un metodo rigoroso, che definisce qual è la trasmittanza termica del profilo. Il metodo si riferisce alla parte 2 della normativa UNI EN ISO 10077. In questo caso si tiene conto del calcolo degli elementi finiti e del calcolo semplificato.

Formula trasmittanza

Il calcolo semplificato della trasmittanza termica di un serramento con singolo vetro si effettua con la seguente formula:

Uw = AgUg + AfUf +lg Ψg / A g + A f

Dove Ag è l’area del vetro, Ug si riferisce al valore U dell’area centrale della vetrata, Af è l’area del telatio e Uf è il valore U del telaio.

Infine, abbiamo lg, ovvero il perimetro del vetro e Ψg, cioè la trasmittanza termica lineare riferita alla combinazione di telai, vetri e distanziatori. Ovvero, Ψg tiene conto dell’interazione dei due componenti e della presenza del distanziatore del vetrocamera. Quest’ultimo valore può essere ricavato dai prospetti E.1 ed E.2 indicati nella norma.

In altre parole, il calcolo della trasmittanza si ottiene nel seguente modo. E cioè: trasmittanza del profilo per la superficie del profilo, più la trasmittanza del vetro per la sua superficie, più un coefficiente Ψg, diviso per la superficie totale del serramento.

Con questa formula si risale alla trasmittanza termica globale in W/m2 K. Uno strumento utile che ci permette di capire il valore del nostro investimento qualora volessimo acquistare degli infissi nuovi. E, magari, usufruire delle detrazioni fiscali sul risparmio energetico.

UNI EN ISO 10077:2002

Il calcolo semplificato della trasmittanza termica infissi prevede l’uso delle appendici E ed F della norma UNI EN ISO 10077:2002.

Nelle Tabelle 1 e 2 dell’allegato F troviamo i valori termici rispettivamente del vetro e del telaio. La combinazione di questi due valori (Uf e Ug) ci permettono di trovare facilmente il valore Uw dell’infisso.

Ad esempio, consideriamo il caso di un infisso in alluminio a taglio termico con vetrata singola. Avremo:

  • vetrata singola: Ug = 5,7 W/m2 K
  • telaio in alluminio a taglio termico: Uf = 2,2 W/m2 K
  • Uw = 5,0 W/m2 K

UNI EN ISO 10077:2007 – Appendice F

Tabella 1.

Tipo di vetrataUgUw con area del telaio pari al 20% rispetto all’area dell’intera finestra in rapporto ai differenti valori Uf del telaio

 

Uw con area del telaio pari al 30% rispetto all’area dell’intera finestra in rapporto ai differenti valori Uf del telaio

 

1,82,02,22,63,03,43,87,01,92,02,22,63,03,43,87,0
Singola5,74,95,05,05,15,25,25,36,04,54,64,64,84,95,05,16,1
4-6-43,33,23,23,33,43,53,53,64,13,03,13,23,33,43,53,64,5
4-9-43,13,03,03,13,23,33,43,53,92,92,93,03,13,33,43,54,3
4-12-42,92,82,93,03,13,13,23,33,82,72,82,93,03,13,23,44,2

 

Tabella 2.

Tipo di materiale del telaioValore Uf del telaio
Legno duro (rovere, mogano, iroko)spessore mm. 502,4
spessore mm. 602,2
spessore mm. 702,1
Legno tenero (pino,abete, larice, douglas, hemlock)

 

spessore mm. 502,0
spessore mm. 601,9
spessore mm. 701,8
Pvc a due camere2,2
Pvc a tre camere2,0
Pvc (telai da 58 – 80 mm)compreso tra 1,2 e 1,7
Alluminio senza taglio termico7,0
Alluminio a taglio termicocompreso tra 2,2 e 3,8

Decreto Legislativo 192/2005: l’importanza della fascia climatica

Nella scelta degli infissi è importante conoscere anche in quale fascia climatica viviamo. Ciò perché nel Decreto Legislativo 192/2005 sono riportati i limiti di trasmittanza consentiti per avere accesso gli incentivi.

Le fasce climatiche in Italia sono sei e vanno dalla A alla F. Ogni intervento di ristrutturazione o di sostituzione dei vecchi infissi deve tenere conto dei requisiti tecnici contenuti nella Tabella 1 del decreto.

Ci sono diverse tipologie di intervento: dalle coperture ai pavimenti, fino alle chiusure trasparenti. Ad esempio, se vogliamo cambiare gli infissi e ci troviamo nella zona climatica D, i valori di trasmittanza termica non devono superare i 1,67 W/m2K. In questo modo, possiamo accedere alle detrazioni fiscali previste dall’Ecobonus.

Trastmittanza termica infissi d.lgs 192/2005
D.Lgs n. 192/2005 (Allegato C), Tabella 6a

Trasmittanza termica infissi trasparenti

Gran parte della resistenza termica dei serramenti dipende da quella delle vetrazioni. Ecco perché nel coso dei secoli il settore dei serramenti si è sempre più specializzato nel miglioramento dei vetri.

Ad esempio, esistono vetrazioni multiple separate da intercapedini d’aria. Questa strategia permette di ridurre la tramittanza termica del vetro. Ecco perché in commercio esistono finestre con doppia o addirittura tripla camera.

In generale, quindi, le variabili che ci permettono di calcolare la tramittanza termica di una chiusura trasparente riguardano tre tipi di elementi. Essi sono:

  • Il vetro
  • Il telaio
  • L’eventuale presenza del distanziatore.

Come si calcola la trasmittanza delle chiusure trasparenti

Il calcolo della trasmittanza delle chiusure trasparenti Uw viene riportato nella UNI EN ISO 10077-1: 2007. La formula è la seguente:

Trasmittanza termica infissi formula

  • UW è la trasmittanza termica del serramento, che si esprime con l’unità di misura [W/(m2K)];
  • Aw è l’area del serramento o dimensione del vano finestra considerata esternamente, [m2];
  • Ag è l’area del vetro, [m2];
  • Ug è la trasmittanza termica del vetro, [W/(m2K)];
  • At è l’area del serramento (telaio), [m2];
  • Ut è la trasmittanza termica del telaio, [W/(m2K)];
  • lg è il perimetro del vetro, [m];
  • ψg è la trasmittanza termica lineare del distanziatore, [W/(mK)].

Pertanto, il calcolo della trasmittanza prende in considerazione non soltanto, ad esempio, il tipo di vetro, ma anche la grandezza del serramento.

Tuttavia, quando non si è riesce a ricavare le proprietà termiche dei materiali impiegati per la realizzazione di un serramento ci possiamo rifare alla normativa. Stiamo parlando della UNI EN ISO 10077-1 e 2.