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• la copertura perimetrale dei pannelli tramite un sigillante di seconda barriera, che serve a incollare le lastre e il distanziatore: tale sigillante, quando i pannelli sono sottoposti a sollecitazioni eoliche negative, subisce uno sforzo di trazione che può determinarne la perdita progressiva di adesione e, quindi, la generazione di infiltrazioni di vapore acqueo fino all’intercapedine (11); • l’applicazione degli elementi di tenuta, che impediscono sia lo scambio gassoso tra l’intercapedine e l’esterno sia la penetrazione di umidità; • l’incollaggio delle lastre e dei distanziatori con tiocolo, altamente impermeabile alla diffusione del gas (e, quindi, adatto al riempimento dell’intercapedine con gas nobili), ma sensibile alla radiazione ultravioletta: per questo motivo, le unioni al perimetro devono essere coperte all’esterno con materiali opachi o con strati protettivi (a esempio, stampati sulle lastre). L’incremento delle prestazioni termoigrometriche si determina limitando i fenomeni di convezione, mediante l’immissione, all’interno dell’intercapedine tra le lastre di un doppio o triplo vetrocamera, di miscele gassose dotate di una trasmittanza termica inferiore a quella dell’aria e con una viscosità cinematica elevata. Le miscele gassose utilizzate (in gas argon, krypton, xeno, freon o in composti krypton-argon e xeno-argon, da evitare se il sigillante di seconda battuta è costituito da silicone, poiché permeabile alla loro azione) sono inserite nell’intercapedine a pressione atmosferica, al fine di evitare gli eventuali stati di coazione interni ai pannelli, e provvedono a: • la reazione inerte alle differenze di temperatura tra le lastre (riducendo i flussi di trasmissione termica); • la riduzione della distanza tra le lastre, per la loro bassa conducibilità termica. Le proprietà fisiche degli elementi di chiusura in vetrocamera sono funzionali alla composizione, allo spessore e al numero delle lastre (dotate di eventuali rivestimenti), oltre che al numero, alle dimensioni e al riempimento della/e intercapedine/i. Nello specifico, all’interno del vetrocamera si determinano i fenomeni di convezione sulle lastre e sui relativi bordi: il flusso termico è suddiviso in flusso per convezione e conduzione termica nell’intercapedine e in flusso per adduzione tra le lastre. Su queste basi, la trasmissione termica avviene secondo: • il trasferimento radiativo di calore tra le lastre, influenzato dall’emissività delle due superfici adiacenti al gas interno; • la convezione termica attraverso il gas contenuto nell’intercapedine, condizionata dalle proprietà del gas, dalla distanza tra le lastre e dalla differenza di temperatura; • la conduzione termica alle estremità delle lastre, in cui i distanziatori e i profili del telaio costituiscono dei potenziali ponti termici. La resistenza alla diffusione termica degli strati gassosi è funzionale rispetto alla distanza tra le lastre: questa deve essere dimensionata (attorno a un valore sp. ≅ 15 mm) in modo da equilibrare i fenomeni di convezione (che aumentano con le dimensioni) e di conduzione termica (che diminuiscono con le dimensioni). L’isolamento termico stabilito dalle lastre in vetrocamera aumenta l’efficienza energetica dei sistemi di facciata, riducendo il valore della trasmittanza termica e, di conseguenza, la necessità di riscaldamento, anche tramite l’incremento della temperatura delle superfici interne (con effetti positivi nei confronti della riduzione delle correnti d’aria e del comfort nelle fasce contigue alle chiusure trasparenti). Gli elementi in vetrocamera dotati di riempimento in gas e di un rivestimento (sulla superficie esterna della lastra interna), di tipo basso-emissivo o con deposito di sottili strati di materiali dielettrici e metallici alternati, riducono notevolmente le perdite per trasmissione termica: il rivestimento comporta che la temperatura del gas all’interno dell’intercapedine sia prossima alla temperatura radiante dell’aria negli spazi costruiti, riducendo i fenomeni di convezione tra le lastre. Per quanto riguarda l’isolamento termico, si rilevano i valori di trasmittanza termica riferiti ad alcune soluzioni applicate nei sistemi di facciata (Schittich et alii, 1998, tr. it. 2004, pp. 71-72), quali: 7
• per un vetrocamera composto da due lastre float e intercapedine (sp. = 12 mm), k = 3,0 W/m 2 .K; • per un vetrocamera composto da due lastre float e intercapedine (sp. = 20 mm), k = 2,8 W/m 2 .K; • per un vetrocamera composto da tre lastre float (per cui si interrompono i fenomeni di convezione e si riduce la trasmissione termica) e due intercapedini (sp. = 8 mm), k = 2,4 W/m 2 .K; • per un vetrocamera composto da tre lastre float (per cui si interrompono i fenomeni di convezione e si riduce la trasmissione termica) e due intercapedini (sp. = 12 mm), k = 2,2 W/m 2 .K. Le condizioni di isolamento termico determinate dall’impiego delle lastre in vetrocamera a elevate prestazioni, integrate da almeno una superficie rivestita in materiale basso-emissivo verso l’intercapedine e dal riempimento con gas inerte, sono espresse dai valori (ibid.): • per un doppio vetrocamera: - con intercapedine di sp. = 60 mm, di trasmittanza termica k = 0,6 W/m 2 .K, di fattore solare (g-value) = 0,40 e di trasmittanza ottica diffusa τdiff = 0,55; - con intercapedine di sp. = 17÷33 mm, di trasmittanza termica k = 0,7 W/m 2 .K, di fattore solare (g-value) = 0,34 e di trasmittanza ottica diffusa τdiff = 0,62; • per un triplo vetrocamera, con riempimento in gas argon, di trasmittanza termica k = 0,5÷0,8 W/m 2 .K, di fattore solare (g-value) = 0,47 e di trasmittanza ottica diffusa τdiff = 0,68. La costituzione degli elementi di chiusura in vetrocamera diretti a ottenere elevate prestazioni termiche osserva alcune applicazioni, come: • il riempimento dell’intercapedine con aerogel a struttura silicea microporosa, resistente a compressione (adatto all’impiego in lastre sotto vuoto) e dotato di una conducibilità termica molto bassa (λ = 0,017 W/m.K, trascurando la conduzione relativa alla distanza tra le lastre); • l’utilizzo di barriere alla convezione, eseguite da vetri o pellicole (che consentono di ridurre il peso rispetto a un vetrocamera triplo) capaci di resistere ai fenomeni di conduzione all’interno dell’intercapedine (per elementi di sp. ≅ 130 mm) e tali da determinare: - un valore del fattore solare (g-value) = 0,15÷0,65 e un valore di trasmittanza termica k = 0,4÷0,6 W/m 2 .K; - con riempimento in krypton o xeno (nella tipologia Superglazing), un valore del fattore solare (g-value) = 0,4 e un valore di trasmittanza termica k = 0,4 W/m 2 .K. A livello funzionale e costruttivo, si precisano alcune modalità di esecuzione delle interfacce tra gli apparati strutturali, connettivi e le lastre in vetrocamera, quali: • la copertura, eseguita dal telaio, e l’impiego, nel caso di elementi a elevate prestazioni termiche, sia di profili a taglio termico sia di distanziatori in materiale isolante per attenuare gli effetti dovuti al ponte termico nel sostegno delle lastre (a causa della minima resistenza termica nelle unioni perimetrali, per cui la temperatura delle lastre diminuisce rispetto alla posizione centrale); • l’individuazione specifica dei profili dei telai (adottati secondo la loro particolare costituzione materica), delle lastre di vetro e della qualità termica relativa alle unioni perimetrali (tab. 4). Telaio (kR,W/m 2 .K) Distanziatore Vetrocamera a due lastre, con gas argon (kV = 1,8 W/m 2 .K) Vetrocamera a tre lastre, con gas argon (kV = 1,2 W/m 2 .K) Vetrocamera a tre lastre, con gas krypton (kV = 0,8 W/m 2 .K) 8
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