Guida al vetro in edilizia: il vetro basso emissivo (PARTE 3)

Guida al vetro in edilizia e vetro basso emissivo: cos’è, come si realizza, quali sono i vantaggi e come riconoscerlo nel terzo approfondimento di BibLus-net

Il vetro in edilizia viene impiegato per le superfici trasparenti dei fabbricati e rappresenta un elemento versatile e duttile, utilizzato in diversi settori. Negli ultimi anni la costante e crescente ricerca sviluppata dai produttori delle lastre di vetro ha permesso di raggiungere standard prestazionali molto elevati.

In questo articolo proponiamo il terzo approfondimento sul vetro in edilizia relativo alle caratteristiche tecniche e ai principi di funzionamento del vetro basso emissivo.

Ricordiamo che la guida completa è suddivisa in 4 parti:

  1. caratteristiche tecniche del vetro: metodi di lavorazione e tipologie (v. art. “Guida al vetro in edilizia: caratteristiche tecniche e descrittive nell’approfondimento di BibLus-net-PARTE 1“)
  2. caratteristiche termiche ed energetiche del vetro (v.art. “Guida al vetro in edilizia: caratteristiche termiche ed energetiche nell’approfondimento di BibLus-net-PARTE 2″)
  3. vetri basso emissivi: caratteristiche tecniche e principi di funzionamento
  4. isolamento acustico e resistenza al fuoco

Vetro basso emissivo, cos’è

Un vetro basso emissivo è un particolare tipo di vetro a risparmio energetico, realizzato appositamente per ridurre i consumi, che presenta un trattamento superficiale su una o più facce che gli conferisce ottime proprietà isolanti.

La ricerca e lo sviluppo tecnologico hanno permesso di raggiungere elevati livelli di isolamento termico, con conseguente riduzione della trasmittanza termica; ciò è stato possibile operando sulle componenti radiative della vetrata isolante mediante particolari vetri dotati di depositi selettivi e anche sostituendo l’aria nell’intercapedine con gas nobili (argon o krypton).

La riduzione della componente radiativa del vetro camera si ottiene modificando le caratteristiche spettrofotoniche dei vetri, tramite il deposito molecolare di ossidi e metalli particolarmente selettivi in grado di riflettere la radiazione puramente termica.

In pratica, effettuando un particolare trattamento sulla superficie del vetro si riesce ad ottenere un vetro basso emissivo che ha la caratteristica di riflettere verso l’interno parte del calore emesso come radiazione termica dai corpi contenuti nei locali abitati, riducendo notevolmente la dispersione termica.

Il vetro di partenza è sempre un vetro float (vetro galleggiante) al quale si aggiungono 4 diversi tipi di strati:

  1. strato di adesione
  2. strato d’argento
  3. strato protettivo
  4. strato di rivestimento
Stratigrafia del vetro basso emissivo

Stratigrafia del vetro basso emissivo

Vetro basso emissivo, caratteristiche

Il vetro basso emissivo è un vetro selettivo unidirezionale di luce e calore, che permette un ottimo equilibrio energetico grazie alla combinazione di un maggior isolamento termico e di un apporto ottimale di luce dall’esterno.

Essi consentono:

  • una trasmissione della luce particolarmente alta (pari al 79%)
  • un valore di trasmittanza termica basso (pari a 1,1 W/m²K)
  • un aspetto neutro (la vetrata trattata è apparentemente irriconoscibile rispetto a una non trattata)
  • un maggiore apporto energetico gratuito (fattore solare = 64%)

Nella figura successiva viene rappresentato il principio di funzionamento del vetro basso emissivo, con l’indicazione dei flussi energetici:

Flussi-energetici-attaverso-vetro-basso-emissivo

Flussi energetici e principio di funzionamento del vetro basso emissivo

Nella figura precedente è possibile osservare come il trattamento basso emissivo consenta di recuperare parte del flusso di calore che altrimenti sarebbe fuoriuscito.

Nel caso di vetro doppio, il trattamento si applica solo su una delle due facce interne del vetro, in caso di vetro triplo il trattamento si applica su due facce.

Non ci sono differenze sostanziali nell’inserire il trattamento sulla faccia 2 o sulla faccia 3, ma si è soliti inserirlo sulla faccia 3 nel caso di doppio vetro, e facce 2 e 5 nel caso di triplo.

Applicazione-trattamento-vetro-basso-emissivo

Applicazione del trattamento per un vetro basso emissivo

Vetro basso emissivo: concetto di emissività e caratteristiche termiche

Indipendentemente dalla metodologia di produzione, i vetri basso emissivi riducono gli scambi termici per irraggiamento.

L’irraggiamento si può indicare tramite l’emissività ε , che rappresenta il rapporto tra la radiazione emessa dalla superficie e la radiazione emessa dal corpo nero alla stessa temperatura.

Ad una scarsa emissività (valori più alti) corrisponde uno scarso scambio termico; generalmente l’emissività di un vetro tradizionale si aggira intorno a 0,8 – 0,89, mentre l’emissività di un vetro basso emissivo è intorno allo 0,1. Quindi si riesce notevolmente a migliorare il risparmio energetico installando un vetro a bassa emissività rispetto all’uso di un vetro tradizionale.

Possiamo quindi vedere dalla tabella seguente come al diminuire dell’emissività, in funzione della tipologia di vetrata e del tipo di gas nell’intecapedine, diminuisce il valore della trasmittanza Ug:

 

Vetrata Valori della trasmittanza termica Ug in funzione del tipo di gas nell’intercapedine (W/m²K)
Tipologia Vetro Emissività ε Dim. (mm) Aria
Argon Krypton
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doppio vetro

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vetri senza trattamento superficiale 0,89 4-6-4 3,3 3,0 2,8
4-9-4 3,0 2,8 2,6
4-12-4 2,9 2,7 2,6
4-15-4 2,7 2,6 2,6
4-20-4 2,7 2,6 2,6
Una lastra con trattamento superficiale ≤ 0,4 4-6-4 2,9 2,6 2,2
4-9-4 2,6 2,3 2,0
4-12-4 2,4 2,1 2,0
4-15-4 2,2 2,0 2,0
4-20-4 2,2 2,0 2,0
Una lastra con trattamento superficiale ≤ 0,2 4-6-4 2,7 2,3 1,9
4-9-4 2,3 2,0 1,6
4-12-4 1,9 1,7 1,5
4-15-4 1,8 1,6 1,6
4-20-4 1,8 1,7 1,6
Una lastra con trattamento superficiale ≤ 0,1 4-6-4 2,6 2,2 1,7
4-9-4 2,1 1,7 1,3
4-12-4 1,8 1,5 1,3
4-15-4 1,6 1,4 1,3
4-20-4 1,6 1,4 1,3
Una lastra con trattamento superficiale ≤ 0,05 4-6-4 2,5 2,1 1,5
4-9-4 2,0 1,6 1,3
4-12-4 1,7 1,3 1,1
4-15-4 1,5 1,2 1,1
4-20-4 1,5 1,2 1,2

 

Vetrata Valori della trasmittanza termica Ug in funzione del tipo di gas nell’intercapedine (W/m²K)
Tipologia Vetro Emissività ε Dim. (mm) Aria Argon Krypton
 

 

 

 

 

 

 

Triplo vetro

 

 

 

 

 

 

 

Vetri senza trattamento superficiale 0,89 4-6-4-6-4 2,3 2,1 1,8
4-9-4-9-4 2,0 1,9 1,7
4-12-4-12-4 1,9 1,8 1,6
Due lastre con trattamento superficiale ≤ 0,4 4-6-4-6-4 2,0 1,7 1,4
4-9-4-9-4 1,7 1,5 1,2
4-12-4-12-4 1,5 1,3 1,1
Due lastre con trattamento superficiale ≤ 0,2 4-6-4-6-4 1,8 1,5 1,1
4-9-4-9-4 1,4 1,2 0,9
4-12-4-12-4 1,2 1,0 0,8
Due lastre con trattamento superficiale ≤ 0,1 4-6-4-6-4 1,7 1,3 1,0
4-9-4-9-4 1,3 1,0 0,8
4-12-4-12-4 1,1 0,9 0,6
Due lastre con trattamento superficiale ≤ 0,05 4-6-4-6-4 1,6 1,3 0,9
4-9-4-9-4 1,2 0,9 0,7
4-12-4-12-4 1,0 0,8 0,5

Vetro basso emissivo: esempi di calcolo della trasmittanza

Di seguito riportiamo le schede elaborate con il software TerMus relative a infissi con:

  1. singolo vetro (4 mm)
  2. doppio vetro normale (4-6-4)
  3. doppio vetro basso emissivo (4-6-4)
  4. triplo vetro basso emissivo (4-6-4-6-4)

I valori di trasmittanza delle vetrate sono espressi come “Ug“.

Con il termine “Uw” si fa riferimento alla trasmittanza del serramento.

In allegato è possibile scaricare le schede in formato PDF.

Vetro basso emissivo: tecniche di realizzazione

I vetri basso emissivi sono realizzati mediante un particolare rivestimento con ossidi metallici, detto coating, il quale viene realizzato con due diversi procedimenti:

  • CVD (Chemical Vapor Deposition – deposizione chimica di vapore)
  • Msvd (Magnetron Sputtering Vacuum Deposition – Sputtering magnetronico sotto vuoto)

Procedimento CVD

Il Chemical Vapor Deposition (CVD) è il procedimento più utilizzato e genera vetri basso emissivi dall’ottima resistenza con bassa necessità di manutenzione.

Il rivestimento chimico è applicato al vetro mentre è ancora caldo, il vapore diretto verso la superficie calda del vetro genera una reazione che crea un coating ceramico detto “hard coating”.

Il procedimento avviene nello stesso momento in cui si produce il vetro (da liquido), nel seguente modo:

  1. fusione: il materiale grezzo (liquido) fonde a temperature che raggiungono i 1500 ° C
  2. modellazione: il vetro fuso viene omogeneizzato su un bagno di stagno fuso che lo livella perfettamente e vengono rimosse le bolle; il vetro fuso viene portato a circa 1.000 ° C
  3. deposizione: viene spruzzato vapore chimico sul nastro di vetro durante il processo float, o all’interno della vasca o tra la vasca ed il forno di ricottura, mentre il vetro è ancora a temperature di circa 700° a 800 ° C
  4. raffreddamento:  il vetro passa attraverso il tunnel di raffreddamento, che abbassa la temperatura del vetro a quasi la temperatura ambiente
Chemical Vapor Deposition (CVD)

Chemical Vapor Deposition (CVD)

Procedimento MSVD

Il procedimento Magnetron Sputtering Vacuum Deposition (MSVD) consiste nell’innaffiare il vetro con metallo o ceramica bombardata da ioni e viene eseguito a vetro finito e sotto vuoto.

I rivestimenti sono applicati a temperatura ambiente dopo il processo di fabbricazione di vetro vero e proprio. Tali vetri sono detti “Sputtering” e sono meno resistenti dei precedenti, ma offrono prestazioni di controllo solare superiore.

Il procedimento avviene nel seguente modo:

  1. il vetro viene messo in un circuito elettrico ad alta tensione
  2. il vetro viene quindi immesso in una camera sottovuoto dove avverrà il processo gassoso e dove si forma il plasma
  3. una scarica di ioni avviene all’interno della camera:
    • gli ioni positivi sono attratti e si scontrano con il vetro ad altissima velocità
    • gli atomi vengono rilasciati e si depositano sul vetro, formando un rivestimento di spessore microscopico
Magnetron Sputtering Vacuum Deposition (MSVD)

Magnetron Sputtering Vacuum Deposition (MSVD)

Vetro basso emissivo, come riconoscerlo

Per riconoscere un vetro basso emissivo rispetto un cristallo non trattato è possibile effettuare un semplice test “fai da te”.

Basta avvicinare la fiamma di un accendino o un fiammifero al vetro, e osservare il colore delle fiamme riflesse.

Proviamo a fare questo semplice test per una vetrata a doppio vetro: le fiamme riflesse saranno 4, quante sono le facce delle lastre di vetro.

  • se le fiamme riflesse sono tutte dello stesso colore, solitamente rosso/arancione, vuol dire che non c’è alcun trattamento basso emissivo
  • Se almeno una delle fiamme riflesse risulta di colore diverso (giallo tendente al violaceo) rispetto alle altre, vuol dire che la pellicola basso emissiva è stata applicata

Nella figura sottostante riportiamo 2 foto con una vetrata a doppio vetro:  in quella di sinistra le fiamme riflesse sono tutte dello stesso colore, mente in quella di destra è presente una fiamma riflessa di colore diverso dalle altre.

Ciò implica che nella vetrata di destra è stato applicato un trattamento basso emissivo sulla seconda faccia della prima lastra.

 

Test per riconosce un vetro basso emissivo

Test per riconoscere un vetro basso emissivo su un doppio vetro

 

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Clicca qui per scaricare le schede con il calcolo della trasmittanza del vetro col software TerMus

 

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5 commenti
    • Nicola Furcolo
      Nicola Furcolo dice:

      Ciao Michele, al momento sono disponibili solo gli articoli. Prossimamente cercheremo di preparare anche il file completo in PDF. Saluti da BibLus-net

      Rispondi

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