Oscuranti interni e trasmittanze dei serramenti

Gli oscuranti interni, tipologia di cui si parla sempre poco, possono migliorare la trasmittanza termica totale serramento + oscurante rispetto al solo serramento? Sono essi meno o più efficaci degli oscuranti esterni?

A queste due domande risponde un documento editato tempo fa dal Pvc Forum (ne parlammo qui) e che ci sembra utile riprendere da un non meritato oblio alla luce di un elemento di grande novità che rende attuale il documento. Esso è rappresentato dalla resistenza termica supplementare o additiva, una grandezza fisica la cui dichiarazione viene oggi richiesta dal recente Decreto Requisiti Ecobonus, Allegato A, Punto 2.1 lettera b) per gli interventi di schermature solari, componenti che comprendono le tende da sole e le chiusure oscuranti. E proprio la resistenza termica aggiuntiva assume un ruolo importante in questo documento.

Si ringrazia l’ing. Marco Piana, direttore del PVC Forum per la collaborazione. (EB)

La grande famiglia degli oscuranti in PVC comprende molte tipologie che possiamo suddividere in due famiglie, considerando il posizionamento in relazione al serramento:
– Oscuranti esterni
– Oscuranti interni

Questi ultimi utilizzati in alcune aree geografiche della nostra nazione vengono realizzati con profili a doppia parete per formare l’anta di dimensione pari alla parte vetrata dell’anta apribile del serramento.
Per avere una vista del sistema le figure riprese in copertina permettono di verificare l’applicazione e la movimentazione:

Le norme per gli oscuranti

Le norme analizzate, considerate come referenti degli aspetti energetici, non riportano in modo esplicito la casistica degli oscuranti interni, anzi nei passaggi relativi agli oscuranti si cita solamente il caso “esterni” come riportato nella EN ISO 10077-1.
Vi è anche una situazione, da interpretare accuratamente, della norma UNI 11300-1, in cui non è identificata la posizione dell’oscurante e quindi potrebbe essere il riferimento per il manufatto in oggetto.

Un terzo riferimento da considerare è la norma UNI EN 13125, Resistenza Termica Addizionale.
Questa norma riferisce in merito alla resistenza termica da addizionare a quella del serramento nel caso di oscuranti esterni ma anche interni ma solo per i tendaggi.
Prendendo come riferimento i calcoli della resistenza addizionale si può desumere, per gli oscuranti interni, che:
– L’oscurante interno aumenta la resistenza termica tenendo in conto l’intercapedine fra vetro e oscurante e la resistenza del materiale di cui è costituito l’oscurante stesso.
– L’oscurante interno usualmente ha la dimensione della parte vetrata del serramento quindi le due resistenze sopra ricordate sono da conteggiarle solo sul vetro e non per il profilo.
– L’oscurante interno viene utilizzato/chiuso esclusivamente nelle ore notturne. Questo significa che non ha alcuna influenza come schermatura solare ma aumenta la resistenza termica notturna.

Estratto da EN UNI 10077-1

Finestre con chiusure oscuranti chiuse
Una chiusura oscurante all’esterno di una finestra introduce una resistenza termica aggiuntiva, dovuta sia all’intercapedine d’aria racchiusa tra la chiusura oscurante e la finestra, sia alla chiusura oscurante stessa (vedere figura sottostante). La trasmittanza termica di una finestra con chiusure oscuranti chiuse, Uws, è data dall’equazione:

dove:
Uw è la trasmittanza termica della finestra;
ΔR è la resistenza termica aggiuntiva dovuta all’intercapedine d’aria racchiusa tra la chiusura oscurante e la finestra e alla chiusura oscurante stessa.

La resistenza termica aggiuntiva ΔR dipende dalle proprietà di trasmissione termica della chiusura oscurante e dalla sua permeabilità all’aria.

Appendice G: resistenza termica aggiuntiva per finestra con chiusure oscuranti chiuse.

Quando la resistenza termica della chiusura oscurante stessa, Rsh, è nota (mediante calcolo o misurazione), la resistenza termica aggiuntiva, ΔR, può essere ottenuta utilizzando la formula appropriata del prospetto G.1, in funzione della permeabilità all’aria della chiusura oscurante.

Estratto da UNI 11300-1

La tipologia di permeabilità all’ aria “media” si applica generalmente a chiusure oscuranti ad ante piene, a chiusure oscuranti a veneziane di legno con stecche piene sovrapposte, a chiusure avvolgibili con stecche di connessione in legno, di plastica o metallo.

La tabella G.2 fornisce alcuni valori caratteristici della resistenza termica delle chiusure oscuranti e i corrispondenti valori di ΔR, che possono essere utilizzati in assenza di valori di Rsh ottenuti da misurazione o calcolo.

I dati relativi alle caratteristiche termiche e costruttive dell’edificio comprendono:
– Le trasmittanze termiche dei componenti dell’involucro edilizio (U), espresse in W/(m2 x K);
– Le capacità termiche areiche dei componenti della struttura dell’edificio (k), espresse in KJ/(m2 x K).

Per i serramenti (porte e finestre) si assume come area disperdente l’area del serramento, comprensivo di telaio fisso e mobile, così come previsto dalla UNI EN ISO 10077-1 e dalla UNI EN ISO 13789. Eventuali discordanze, in funzione delle effettive modalità di posa del serramento, tra apertura nel vano murario (UNI 8369-5) e dimensione del serramento devono essere tenute in considerazione in qualità di ponte termico secondo la UNI EN ISO 10211.
Per i serramenti (porte e finestre) la trasmittanza termica è riferita all’area dell’apertura nella parete. Per le finestre dotate di chiusure oscuranti, occorre conoscere i valori della trasmittanza termica nelle due configurazioni: chiusura oscurante aperta e chiusura oscurante chiusa.

Effetto di chiusure oscuranti

L’effetto dell’isolamento notturno, quale quello dovuto alla presenza di una chiusura oscurante, deve essere tenuto in conto mediante la frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura, derivante dal modello orario di utilizzo, calcolata mediante l’equazione:

Uw,corr = Uw+shut × fshut + Uw × ( 1 – fshut )

dove:

Uw è la trasmittanza termica del componente trasparente senza chiusura oscurante, espressa in W/(m2 × K);

Uw,corr è la trasmittanza termica ridotta del componente trasparente e della chiusura oscurante, espressa in W/(m2 × K);

Uw+shut è la trasmittanza termica del componente trasparente e della chiusura oscurante insieme, espressa in W/(m2 × K);

fshut è la frazione adimensionale della differenza cumulata di temperatura, derivante dal profilo orario di utilizzo della chiusura oscurante e dal profilo orario della differenza tra temperatura interna ed esterna.

In assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, valori di resistenza termica addizionale, ΔR, della chiusura oscurante possono essere ricavati dal prospetto B.4.

Nella valutazione sul progetto o nella valutazione standard si considera un periodo giornaliero di chiusura di 12h dalle ore 20:00 alle ore 8:00. In mancanza di dati precisi sul profili giornalieri della temperatura esterna si assuma fshut=0,6.

Dato di profilo giornaliero di temperatura esterna (θe,τ per τ=1,…24) si ha:

Estratto da UN EN 13125

Si riporta un estratto della sezione relativa alle tende interne della norma UNI EN 13125 per verificare come queste apportino una resistenza termica aggiuntiva al serramento.
Al punto 5.2 della EN 13125 rinveniamo le seguenti classi delle tende per esterni:
Classe 1 Tende con permeabilità molto elevata o elevata: ΔR = 0,08 m2K/W
Classe 2 Tende con permeabilità media: ΔR = 0,11 m2K/W
Classe 3 Tende con permeabilità bassa: ΔR = 0,14 m2K/W

Al punto 5.3 della EN 13125 rinveniamo le seguenti classi delle tende per interni o incorporate nella vetrazione:
Classe 1 Tende con permeabilità molto elevata o elevata: ΔR = 0,08 m2K/W
Classe 2 Tende con permeabilità media: ΔR = 0,11 m2K/W
Classe 3 Tende con permeabilità bassa: ΔR = 0,14 m2K/W

Esempi di calcoli con le normative citate nel testo in precedenza

1. Secondo EN ISO 10077-1

Trasmittanza termica dei serramenti con oscuramenti esterni chiusi:

Si considera il caso con permeabilità all’aria media, il più simile alla situazione dell’oscurante interno in quanto non dispongono di guarnizioni di tenuta per la battuta contro il telaio del serramento, e quindi consideriamo ΔR = 0,16.

Si considera inoltre un serramento in PVC con valore di trasmittanza termica di Uw = 1.2 W/m2K

Il calcolo della trasmittanza serramento + oscuramento fornisce il seguente risultato:

Uws = 1,01 W/m2K

2. Secondo UNI 11300-1

La norma riporta che le chiusure oscuranti forniscano valori di resistenza termica senza definire se l’oscurante venga posto all’esterno o all’interno, quindi il valore di Uws = 1,01 può essere considerato valido per entrambe le posizioni.
La UNI 11300-1 riporta anche al punto 6.2 che la trasmittanza termica dei serramenti dotati di oscuranti deve essere definita nelle due configurazioni operative: oscuranti aperti e oscuranti chiusi.
Al punto 11.1.2.1 si riporta il metodo di calcolo della trasmittanza notturno ovvero con oscurante chiuso.

Uw,corr = Uw+shut × fshut + Uw × ( 1 – fshut ) = 1,01 x 0,6 + 1,2 x (1-0,6)= 0,61 + 0,48 = 1,09 W/m2K

3. Secondo UNI EN 13125

La norma riporta la situazione relative alle tende interne da cui si può trarre un confronto numerico per l’oscuramento interno oggetto del presente documento.
Si considera il caso di permeabilità media, classe 2 con ΔR= 0,11. Applicando la formula

Si ottiene Uws  = 1,06 W/m2K

Conclusioni

Gli esempi di calcolo riportati in precedenza evidenziano come gli oscuranti interni possono realizzare un miglioramento della trasmittanza termica totale serramento + oscurante in confronto al valore riferito al solo serramento. Si deve inoltre considerare che i valori di trasmittanza termica riportati in precedenza evidenziano un’efficienza maggiore della posizione esterna rispetto a quella interna.