Tutte le finestre

La storia e lo sviluppo delle finestre in legno sono in gran parte legati allo sviluppo del vetro piano. La storia originale delle finestre in legno risale a prima del XVI secolo, quando le finestre erano ancora non vetrate e fisse. Le linee erano vuote o coperte da stracci, carta, legno o pannelli di corno. Il vetro era estremamente raro e riservato solo ai più ricchi. Una delle più antiche finestre in legno non vetrate si trova nel villaggio inglese di Boxford e si stima che abbia più di 1.000 anni. Nel XVII secolo le finestre in legno cominciarono a guadagnare popolarità. Questi sono stati sempre più smaltati nelle case normali da quando il vetro a corona è stato introdotto per la prima volta nel 1674. Nel 1903, Michael Owens introdusse una soluzione rivoluzionaria sotto forma di macchina vetraria automatizzata. La tecnologia ha permesso di produrre vetri piani di dimensioni maggiori a costi inferiori, con un impatto fondamentale sull’aspetto della finestra. Sebbene la tecnologia permettesse di produrre vetro con una struttura più chiara e omogenea, era ancora lontana dall’essere perfetta. Sir Alastair Pilkington ci è andato vicino nel 1954, inventando il processo float per il vetro piano. Questo vetro è chiamato vetro a specchio o vetro float e viene utilizzato ancora oggi. In quegli anni apparve sul mercato anche il primo vetro isolante a doppio strato, che fu aggiornato nei decenni successivi con rivestimenti basso-emissivi sui vetri e con l’uso di gas nobili in sostituzione dell’aria interposta.

Lo sviluppo delle finestre in legno è quindi molto legato ai materiali di base – legno, vetro, rivestimenti superficiali e ferramenta – che hanno un’influenza importante sulle prestazioni, la durata, la sostenibilità e l’aspetto delle finestre in legno stesse.

MATERIALI E PROPRIETÀ

I materiali di base o i semilavorati delle finestre in legno sono il legno o il legno lamellare incollato, il vetro sotto forma di vetro isolante multistrato, la ferramenta e il rivestimento superficiale (rivestimenti sintetici, oli, cere).

LEGNO

Le finestre in legno prodotte in Slovenia sono per lo più realizzate in legno di abete rosso, seguito dal larice siberiano (la fornitura di quest’ultimo non è garantita a causa della guerra in Ucraina), dal rovere e da specie legnose tropicali straniere, le più comuni delle quali sono il Red grandis e il meranti. Il pino modificato termicamente viene utilizzato anche per la produzione di finestre, mentre in Germania e in Scandinavia si fa largo uso dell’abete. Il semilavorato in legno di base delle finestre in legno è il legno incollato, costituito da almeno tre doghe di legno incollate tra loro con una colla impermeabile a base di acetato di polivinile o “da falegname” o, meno comunemente, con colla poliuretanica. Ogni tipo di legno presenta vantaggi e svantaggi che devono essere presi in considerazione al momento della scelta. Per saperne di più, consultate il blog Vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di legno.

Le specie legnose si differenziano, tra l’altro, per le loro proprietà di isolamento o conduzione termica (λ), che dipendono essenzialmente dalla densità del legno e anche dal suo contenuto di umidità. λ del legno aumenta con l’aumentare della densità del legno a parità di umidità. Il λ dell’abete rosso è di 0,11 W/mK, del larice di 0,13 W/mK, del meranti di 0,15 W/mK e del rovere di 0,18 W/mK. L’abete rosso termicamente modificato (TM) ha un ottimo λ di 0,09 W/mK. Di conseguenza, anche la trasmittanza termica del profilo della finestra (Uf) varia con l’utilizzo di diversi tipi. Per saperne di più, consultate il blog Cosa influenza le prestazioni di isolamento termico di un profilo per finestre in legno?

Le finestre più isolanti sono le finestre passive, certificate dal Passive House Institute, un istituto leader nel settore delle case passive. Attualmente, la finestra passiva certificata in legno più isolante ha una trasmittanza termica Uw di 0,58 W/m2K, mentre la finestra passiva certificata in legno-alluminio più isolante ha una trasmittanza termica Uw di 0,43 W/m2K.

VETRO

L’introduzione sottolinea che è stato il vetro a dettare lo sviluppo delle finestre in legno e che oggi circa l’80% degli infissi è realizzato in vetro isolante triplo. Rudi Hajdinjak parla del vetro nell’undicesimo episodio del podcast Hiša.

Il vetro è anche l’elemento della finestra che influisce maggiormente sull’isolamento termico o sulla trasmittanza termica (Uw) della finestra, poiché la sua superficie rappresenta almeno il 70% della superficie totale della finestra nella stragrande maggioranza dei casi. È un vetro termicamente isolante costituito da due o tre lastre di vetro sigillate ermeticamente con uno spazio riempito di gas nobile tra di esse per mezzo di distanziatori intervetro. La trasmittanza termica del vetro (Ug) è influenzata da:

• il numero di riquadri o di spazi tra i riquadri,
• la larghezza del distanziatore tra i vetri o la distanza tra le lastre,
• il tipo di gas nobile; e
• il numero e il tipo di rivestimenti presenti sul vetro.

Il numero di vetri è il fattore più importante da cui dipende l’Ug. La prestazione termica dei vetri singoli è di 5,7 W/m2K, quella della maggior parte dei vetri doppi è compresa tra 1,0 W/m2K e 1,4 W/m2K e quella dei vetri tripli tra 0,5 W/m2K e 0,8 W/m2K.

La larghezza del distanziatore determina direttamente la distanza tra i vetri, che varia di 2 mm (10, 12, 14, 16 mm, ecc.) a causa delle dimensioni standard del distanziatore. La distanza finale tra i vetri è spesso funzione dello spessore massimo del vetro termoisolante che può essere installato nel telaio della finestra. Questo ha un effetto conseguente sull’Ug, poiché un distanziatore più stretto significa anche un valore Ug più basso. Potete leggere ulteriori informazioni sull’impatto del distanziatore nel blog Distanziatore Interglass? Cos’è

Anche il tipo di gas nobile influisce sull’Ug. L’argon viene utilizzato nella stragrande maggioranza dei casi, mentre il kripton è usato raramente a causa del suo prezzo elevato, che di solito non supera la differenza di uguaglianza. Negli ultimi anni sono aumentati i tentativi di produrre i cosiddetti vetri a vuoto, in cui argon e kripton sostituiscono il vuoto nello spazio intervetro. Soprattutto a causa del loro prezzo elevato e delle limitazioni delle prestazioni, questi occhiali non sono (ancora) ampiamente disponibili e utilizzati nelle finestre.

L’ultima importante caratteristica che influisce sull’Ug del vetro termoisolante è il numero e il tipo di rivestimenti presenti sul vetro. Per i doppi vetri, di solito è prevista un’applicazione sulla lastra interna, mentre per i tripli vetri le applicazioni sono due. In entrambi i casi, l’applicazione viene effettuata sulla superficie del vetro rivolta verso lo spazio intervetro, in modo che l’applicazione non possa essere danneggiata. Esistono diversi tipi di rivestimenti che hanno un effetto significativo sia sull’Ug che su altre proprietà del vetro; di particolare importanza sono la trasmittanza solare (valore g) e la trasmittanza della luce visibile (LT). Per saperne di più sul vetro isolante, consultate il blog Doppio o triplo vetro?

FERRAMENTA

La ferramenta è un componente importante delle finestre in legno, poiché influisce in modo significativo sulla stabilità delle finestre in legno o, più specificamente, delle finestre a battente in legno. L’inclinazione dell’ala dipende dagli accessori e dal peso dell’ala stessa. La ferramenta moderna è diversa da quella di un tempo, poiché è adattata al peso e alle dimensioni maggiori delle finestre a battente. Mentre un tempo le ante delle finestre pesavano fino a circa 25 kg (vetro singolo) o 50 kg (due vetri, compensato), i pesi delle ante delle finestre di oggi sono molto più elevati. La maggior parte del peso di una finestra ad anta è costituita dal vetro.

1 m2 di vetro spesso 1 mm pesa 2,5 kg, il che significa 30 kg/m2 per un triplo vetro standard con tre lastre da 4 mm. Per una finestra di 1,2 m × 1,4 m, il peso dell’anta è di circa 50 kg, mentre per un’anta di portafinestra di 1,0 m × 2,3 m è di 70 kg. Tuttavia, se si desidera una portafinestra più grande con dimensioni di 1,2 m × 3,0 m e una lastra esterna stratificata, è necessario utilizzare un vetro di 6 mm di spessore e una lastra stratificata composta da due lastre di 5 mm. Ciò significa che il peso dell’ala è di circa 200 kg. Come già detto, le ferramenta odierne sono adattate a tali carichi. La ferramenta standard (a vista o a scomparsa) consente alle ante delle finestre di pesare fino a 150 kg, mentre la ferramenta speciale per le ante più pesanti permette di raggiungere pesi fino a 200 kg e persino 300 kg. Per ulteriori informazioni sull’hardware, consultare il blog Quale peso può supportare la ferramenta?

RIVESTIMENTO SUPERFICIALE

È opinione abbastanza tradizionale che le finestre debbano essere riverniciate per la prima volta pochi anni dopo l’acquisto. Nella stragrande maggioranza dei casi, ciò si rivela ingiustificato e non necessario. I timori e le preoccupazioni derivano dall’esperienza di utilizzo di finestre in legno rivestite decenni fa con smalti o vernici laccate. Pur garantendo una buona idrorepellenza, non erano permeabili al vapore, il loro principale punto debole. Esposto alle intemperie, il rivestimento si erodeva e si crepava a causa della sua fragilità e del passaggio dell’acqua al di sotto. L’umidità presente nel legno ha provocato la formazione di bolle e spellature del rivestimento e la marcescenza del legno. I rivestimenti di oggi sono fondamentalmente diversi grazie ai rapidi sviluppi. Di solito si tratta di smalti a spessore che, con materiali di qualità sufficiente, la giusta formulazione del rivestimento e la corretta applicazione in fase di produzione, garantiscono una lunga durata delle finestre in legno. È influenzato in modo significativo dalla qualità del rivestimento, dall’esposizione delle finestre in legno alla pioggia e alla luce solare e dalla progettazione di alcuni dettagli delle finestre in legno.

Quando parliamo di qualità del rivestimento, ci riferiamo al numero di mani e all’idoneità della formulazione del rivestimento. È molto importante che il rivestimento sia composto da più strati, per questo motivo è anche noto professionalmente come sistema di rivestimento. Si consigliano almeno tre strati. Per saperne di più sui rivestimenti, leggete il blog Tra cinque anni dovrò rivestire di nuovo le finestre in legno! Davvero?

L’esposizione delle finestre in legno dell’edificio è un altro fattore che ha un impatto significativo sulla durata del rivestimento. Ci saranno differenze significative tra una finestra sul lato nord e sud dell’edificio e tra una finestra installata in un edificio moderno con un tetto piatto senza gronda e un edificio tradizionale con una gronda di 70 cm.

E quando si parla di finestre in legno, non bisogna dimenticare i loro dettagli individuali. La parte più esposta di una finestra in legno è il traverso inferiore dell’anta e del telaio. Poiché il rivestimento è più sottile ai bordi e questa è la parte più esposta alle intemperie, è opportuno installare gronde in alluminio per proteggere queste parti dall’usura troppo rapida.

ASPETTO E ARCHITETTURA

Nel corso della storia, la funzione principale delle finestre è stata quella di portare la luce naturale in una stanza, permettendole di essere vissuta e utilizzata. Fino al XX secolo, tuttavia, a causa del sottosviluppo tecnologico delle finestre, l’introduzione della luce comportava anche elevate dispersioni di calore, per cui le dimensioni delle finestre rimanevano ridotte e occupavano meno del 15% della superficie netta abitabile. Dalla prima metà del XX secolo, le finestre in Slovenia erano realizzate con vetri singoli, che in inverno diventavano una galleria di fiori invernali a causa della condensazione dell’aria umida interna sul vetro freddo. Le finestre erano piccole, in alcune parti della Slovenia doppie (a cassetta), e sedersi vicino a queste finestre era praticamente impossibile, almeno in inverno, a causa del freddo estremo. Lo sviluppo del vetro isolante ha aumentato sia la superficie delle singole finestre che la superficie totale delle finestre negli edifici. Dal 1950 al 1990, il settore dell’edilizia residenziale slovena è stato definito da progetti edilizi standard (con piccole o grandi derivazioni), che nella maggior parte dei casi includevano anche le dimensioni standard delle finestre dei produttori che producevano finestre in serie e in stock (60 x 90 cm, 100 x 120 cm, 120 x 120 cm e 140 x 140 cm erano le dimensioni delle finestre a un’anta, 160 x 140 cm o 180 x 140 cm le dimensioni delle finestre a due ante e 100 x 220 cm le dimensioni delle portefinestre). Gli edifici di questo periodo erano a più piani, con finestre e portefinestre nel soggiorno e nella camera da letto, e una finestra in ciascuna delle altre stanze. I sistemi di riscaldamento centralizzato con radiatori installati appena sotto le finestre erano sufficienti a compensare le perdite attraverso le pareti e le finestre e a riscaldare le stanze a una temperatura abitabile. Di notte, quando il sistema di riscaldamento non funzionava, la temperatura ambiente scendeva fino a 15-16 °C. Le superfici esterne fredde dell’involucro, le finestre che perdevano e le pareti interne calde determinavano un elevato movimento e circolazione dell’aria all’interno delle stanze. Le perdite di calore erano enormi, ma è vero che la qualità dell’aria era piuttosto alta, proprio grazie alle perdite e alla circolazione dell’aria. Ma tra il 2000 e il 2020 le finestre hanno fatto breccia nel panorama europeo, consentendo all’architettura di lavorare con esse per creare nuove tendenze e aprire nuovi orizzonti.

La Germania e l’Austria sono da tempo leader nello sviluppo tecnologico delle finestre e diversi Paesi (Svizzera, Slovenia, Polonia, Croazia) hanno seguito il loro esempio e imparato da loro. La Slovenia, con i suoi numerosi produttori di finestre, ha compiuto enormi progressi nello sviluppo negli ultimi 20 anni ed è pienamente competitiva con i produttori di altri Paesi, facendo addirittura tendenza con alcune soluzioni innovative. L’Europa centrale è anche l’area finestrata tecnologicamente e sostenibilmente più avanzata al mondo. È inoltre interessante notare che i moderni sviluppi delle finestre non seguono i paesi scandinavi, dove i periodi di temperature più basse sono molto più lunghi rispetto all’Europa centrale, né i paesi dell’Europa meridionale, che registrano un elevato surriscaldamento estivo.

L’edilizia sostenibile sta guidando lo sviluppo delle finestre e la loro crescente importanza nell’architettura degli edifici moderni. La progettazione, l’installazione e l’uso sostenibile delle finestre negli edifici residenziali devono rispondere a una serie di requisiti: evitare la dispersione di calore, ridurre il surriscaldamento attraverso il vetro in estate, aumentare il guadagno solare in inverno, apportare luce naturale, protezione acustica, ventilazione, ecc… È quasi impossibile soddisfare perfettamente tutti questi requisiti, ma con le finestre moderne e la tecnologia a disposizione, possiamo sempre trovare la soluzione ottimale per tutte le esigenze di un edificio. Il fatto è che lo sviluppo delle finestre negli ultimi 20 anni ha permesso di aumentare le vetrate e la percentuale di superfici trasparenti per superficie netta abitabile è ben superiore al 20%, in alcuni casi e in alcune stanze stiamo parlando di un involucro trasparente quasi al 100%. Questo è anche il momento in cui i prodotti standard non sono più sufficienti e inizia la produzione di finestre in legno personalizzate. Quando 10 anni fa l’edilizia a basso consumo energetico era al suo apice in Europa, era un dato di fatto che le grandi superfici vetrate dovessero trovarsi sul lato sud degli edifici residenziali (a causa dell’elevato guadagno solare in inverno) e che sul lato nord si cercasse di evitarle il più possibile (a causa dell’elevata dispersione termica). Oggi sappiamo che, anche in luoghi che non consentono questo orientamento dell’edificio, è possibile collocare superfici vetrate sui lati est o nord dell’edificio senza significative perdite di calore. Oltre all’efficienza energetica delle finestre, stanno diventando sempre più importanti altri fattori che hanno un impatto significativo sul comfort degli occupanti (come l’ingresso di luce sufficiente). L’architettura moderna si sta quindi orientando verso grandi superfici trasparenti anche grazie allo sviluppo di altri materiali da costruzione e del metodo di costruzione stesso; materiali per pareti esterne altamente isolanti, materiali in grado di garantire la tenuta di diversi assemblaggi strutturali e di prevenire o ridurre i ponti termici, e nuovi sistemi di riscaldamento domestico (riscaldamento a pavimento, riscaldamento a pannelli) che assicurano una temperatura ambiente costante e uniforme indipendentemente dalle condizioni atmosferiche esterne. Le grandi superfici trasparenti sono solitamente costituite da vetrate fisse ed elementi apribili che si estendono completamente dal pavimento al soffitto di un piano, talvolta anche su due o più piani. Questo tipo di vetrate è tipico degli spazi abitativi comuni (soggiorno, sala da pranzo, cucina), mentre le camere da letto sono più caratterizzate da finestre tradizionali o dall’uso di portefinestre con accesso al terrazzo, o di portefinestre con una balaustra in vetro davanti a loro per proteggere dalla caduta in profondità (i cosiddetti balconi alla francese). L’uso di diversi sistemi di ventilazione ha ridotto il numero di aperture delle vetrate per la ventilazione negli edifici, in quanto non è strettamente necessario quando la ventilazione è utilizzata correttamente. Tuttavia, è vero che il corretto posizionamento delle finestre (su lati opposti dell’edificio e su piani diversi) che possono essere utilizzate per la ventilazione è un modo intelligente e sostenibile di utilizzarle, soprattutto per il raffreddamento notturno in estate.

Le tendenze moderne dell’architettura, almeno per quanto riguarda gli alloggi di cui siamo testimoni, sono abbastanza uniformi in tutta Europa e nel mondo. Oltre a un’elevata percentuale di superfici trasparenti, la tendenza è verso un aspetto finito minimalista, con la tendenza a nascondere i telai delle finestre, le linee pulite, le forme rettangolari dei telai, a guardare attraverso il vetro con il minor numero possibile di partizioni verticali o orizzontali, di giunzioni angolari del vetro o di impilare i vetri uno contro l’altro lungo il lato dell’edificio, anche per decine di metri di lunghezza. Le finestre installate in questi edifici, tuttavia, richiedono una maggiore attenzione nella progettazione. Devono essere correttamente dimensionati e controllati staticamente in base alla posizione dell’edificio e ai carichi atmosferici. Pertanto, i calcoli statici delle strutture di vetro e finestre in tali edifici sono essenziali. Nonostante le finestre e le vetrate non facciano parte degli elementi strutturali portanti di un edificio e non siano considerate in grado di trasferire i carichi dall’edificio principale ad esse, la tendenza a realizzare vetrate da pavimento a soffitto degli elementi di facciata fa sì che essi siano spesso interessati da assestamenti strutturali o da scorrimento dei materiali portanti. In questi casi, è necessario prevedere questa eventualità e adattare le finestre in modo che funzionino, si aprano e servano allo scopo se o quando ciò accade.

SOSTENIBILITÀ E FUTURO DELLE FINESTRE IN LEGNO

Oggi sviluppo e sostenibilità sono inestricabilmente legati. Il termine sostenibilità viene utilizzato principalmente nel contesto dello sviluppo sostenibile, che viene spiegato come “un percorso di sviluppo che consente di soddisfare i bisogni delle attuali generazioni di persone in modo da non compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri”. Oltre a sostenibilità, spesso vediamo la parola sustainability, che è la diretta traduzione inglese di sostenibilità. Su Internet si trova una risposta ben spiegata sul significato di entrambi i termini. I due termini sostenibilità e durevolezza sono di solito usati come sinonimi, per cui in questo documento sono trattati come se fossero sotto la parola sostenibilità.

Come spesso sottolineato, una finestra in legno è composta da legno, vetro, ferramenta e un rivestimento superficiale. Il vetro è il componente principale di tutte le finestre, indipendentemente dal materiale del telaio e dell’anta. Lo stesso vale per la ferramenta. La differenza tra le finestre sta fondamentalmente solo nel materiale del telaio e dell’anta, che rappresenta tra il 20% e il 30% del peso e della superficie di una finestra in legno. Se rivestiamo il legno con vernici sintetiche, abbiamo nuovamente applicato un materiale che non rappresenta un “vantaggio sostenibile”. Il rivestimento è inseparabile dal legno e può essere rimosso solo con un’accurata carteggiatura a macchina o tagliando lo strato superiore del profilo della finestra in legno. Quindi la componente sostenibile, naturale, verde, bio o in qualsiasi altro modo la si voglia chiamare delle finestre in legno è il legno stesso. Ma è davvero sostenibile?

L’abete rosso e la quercia sono di origine slovena e provengono principalmente dalle foreste circostanti, mentre il larice siberiano proviene dalla Russia, il meranti dalla Malesia e il Red grandis dall’Uruguay. Nel blog Vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di legno, potete trovare informazioni sulla lunghezza e sul tipo di trasporto dall’origine alla Slovenia (Žiri) e sulla densità di ciascun tipo di legno. La lunghezza del trasporto è stata stimata utilizzando i dati disponibili sul traffico merci via nave e sulla lunghezza del trasporto su infrastruttura stradale. Questi dati, oltre alle emissioni di ogni modalità di trasporto, sono stati la base per calcolare le emissioni di CO2 rilasciate dal trasporto di 1m3 di una determinata specie di legno all’impianto di produzione di finestre di Žiri. È evidente che l’approvvigionamento di legno locale o l’uso di legno domestico è l’unica soluzione veramente sostenibile.

Il trasporto non è l’unico problema legato al legname, ma sempre più spesso anche alla sua quantità. La Slovenia ha ancora legno a sufficienza, anche se sta diventando sempre più scarso. La vulnerabilità delle foreste slovene è stata messa in evidenza dalle tempeste, mentre gli incendi boschivi e la siccità stanno prendendo un tributo concreto alle nostre foreste e lasciano conseguenze di lunga durata. Qualche anno fa, la Confederazione delle industrie cartarie europee (CEPI) ha previsto che il legno sarebbe diventato scarso dal 2020 al 2050. Sarà quindi importante concentrarsi sullo sviluppo di prodotti in legno realizzati con legno di recupero, tra cui le finestre in legno. In Europa, nell’ultimo decennio si è affermata la cosiddetta politica del legno a cascata o a stadi, basata sul presupposto che il legno ha molteplici cicli di vita, e la maggior parte delle politiche dell’UE ha già riconosciuto il legno post-consumo come un’importante materia prima.

Non è solo l’uso a cascata del legno a rappresentare una possibile alternativa per la sostenibilità e l’economia circolare, ma anche il design e il concetto stesso della finestra, che rompe le idee consolidate sulle finestre in legno e i modelli commerciali esistenti. La composizione tradizionale delle finestre in legno è profondamente radicata e si basa sull’assemblaggio compatto e quasi inscindibile di tutte le singole parti della finestra. Inoltre, l’installazione stessa delle finestre si basa sul presupposto che le finestre siano installate “per una volta sola”. Questo segue logicamente il modello commerciale esistente per la vendita di finestre in legno. Ci potrebbe essere un altro modo?