La progettazione dei serramenti in alluminio

Indice degli argomenti:

• Serramenti in alluminio: i materiali che formano il sistema
• Qualità e affidabilità e manutenzione
• Durabilità dei serramenti in alluminio
• Serramenti in alluminio: Rapporto qualità/prezzo

Le motivazioni che hanno indotto una notevole diffusione dell’alluminio in molti settori, oltre all’abbondanza di materia prima e alle possibilità di riciclo, sono numerose.

Tra queste importanti sono: la predisposizione alla lavorazione plastica che avviene a temperatura relativamente bassa, la leggerezza accompagnata da una buona resistenza meccanica, la notevole resistenza agli agenti atmosferici, la durata nel tempo e il gradevole aspetto estetico superficiale conferitogli dal processo di anodizzazione che ne permette anche la colorazione.

Addentrandoci nello specifico, i criteri principali tramite i quali è possibile valutare e scegliere adeguatamente un sistema costruttivo per serramenti in alluminio – cioè un insieme organico di profilati, accessori, guarnizioni e ferramenta progettato al fine di ottenere un prodotto con predeterminate prestazioni – sono identificabili in quattro principali parametri: qualità e affidabilità, durabilità, manutenzione e rapporto qualità/prezzo. Sarà utile analizzare in prima istanza i materiali costitutivi dell’intero sistema.

Serramenti in alluminio: i materiali che formano il sistema

Oltre all’importanza del processo di estrusione fondamentale per garantire caratteristiche di precisione al profilato è che la qualità della lega utilizzata sia adeguata. La composizione della lega influisce anche sulla qualità delle superfici. L’uso di una lega primaria è un presupposto fondamentale per ottenere omogeneità di superfici.

Accuratezza e precisione delle sedi destinate ad accogliere le guarnizioni, le giunzioni e le ferramenta di movimento e chiusura, il rispetto degli spessori e la presenza di tolleranze ridotte sono altri elementi in grado di influenzare notevolmente la qualità finale del prodotto e le sue prestazioni.

Guarnizioni

Nella valutazione complessiva del sistema assumono rilevante importanza i polimeri utilizzati per le guarnizioni e le modalità del loro inserimento della nella sede.

I materiali più indicati sono quelli che mantengono elevata elasticità in un ampio intervallo di temperature, che presentano un buon grado di resistenza all’aggressione dei raggi UV e che possiedono caratteristiche chimiche legate alla dilatazione termica il più possibile prossime a quelle della lega costitutiva del serramento.

A tal fine il mercato ha proposto numerose varianti come l’EPDM (nell’immagine) e le gomme siliconiche, mentre per i sistemi di inserimento il più vantaggioso si è rivelato essere quello frontale ad incastro per compressione capace di ovviare ad alcuni tipici inconvenienti che compromettono l’efficienza della guarnizione stessa e dell’intero sistema.

Ferramenta

La qualità dei materiali, la precisione e l’affidabilità dei particolari meccanici nei serramenti in alluminio condiziona in modo decisivo la durata del serramento.

Ad essi è di fatto affidato il funzionamento del serramento. Data la particolare funzione che devono assolvere quotidianamente, è buona norma che siano costruiti con materiali durevoli, che il loro aggancio ai profilati dia di tipo stabile e garantito, che esistano materiali antifrizione negli elementi a contatto sottoposti ad attrito e che gli sforzi vengano scaricati su componenti solidi ed equilibrati.

Isolanti

Parlando di isolanti nei serramenti in alluminio si può distinguere tra quelli di tipo continuo e quelli di tipo discontinuo. Tra i primi, che sono per ovvie ragioni quelli da preferire, si è affermato sul mercato per ragioni meccaniche, funzionari e relative agli stress causati dalla finitura superficiale, quello realizzato con listelli in materiale plastico.

Questo deve, però, essere dotato di elevata resistenza meccanica, ottima resistenza termica e dilatazione il più possibile prossima a quella della lega d’alluminio della quale sono composti gli estrusi ad esso collegati. Il più usato è il poliammide rinforzato con fibra di vetro. Il nodo fondamentale, in questo caso, è legato alla garanzia di accurate tolleranze dimensionali e alla presenza di elevata resistenza alle sollecitazioni di resistenza e strappo dei due estrusi in modo da ottenere sagome precise e dotate di adeguate caratteristiche meccaniche.

Dalla analisi di questi dati è utile ritornare ai quattro parametri introdotti all’inizio di questo articolo che determinano la qualità globale di un serramento.

Serramenti in alluminio: qualità e affidabilità

Anche se l’analisi dei singoli materiali che compongono i serramenti in alluminio ha dato un esito positivo, questa rappresenta una prima condizione, necessaria ma non sufficiente, per definire la qualità del serramento in alluminio. Infatti il secondo e fondamentale parametro di valutazione è rappresentato dall’apporto di conoscenza ingegneristica che è stato riversato sul sistema costruttivo.

Se volessimo semplificare con una similitudine il rapporto di connessione tra questi due parametri di analisi (materiali e contenuto tecnologico), lo potremmo assimilare a quello esistente tra hardware e software in un sistema informatico.

Nessuno dei due, se privo dell’altro, è in grado di fornire prestazioni utilizzabili.

Vediamo quali sono i nodi principali e i punti critici dei serramenti in alluminio che concorrono alla determinazione della sua qualità:

• Dimensioni della precamera di turbolenza nel caso di serramenti a giunto aperto: queste devono essere sufficienti a permettere che la velocità dell’aria possa diminuire e a contenere l’eventuale acqua penetrata evitandone la tracimazione, in attesa che venga evacuata mediante i fori di evacuazione.
• Dimensione, corposità e sagoma della guarnizione centrale: la guarnizione deve essere consistente per fornire la migliore reazione elastica e deve essere preferibilmente dotata di un labbro di ritorno nel punto di contatto con il profilato che costituisce l’anta apribile. Allo scopo di aumentarne l’efficacia operativa l’inserimento deve essere fatto tramite compressione frontale e ad incastro nella sede del profilato.
• Continuità della guarnizione centrale: nelle posizioni d’angolo deve essere garantita con adeguate soluzioni. Ideale a questo scopo è la vulcanizzazione per formare un telaio unico di guarnizione. Una valida alternativa è rappresentata dall’impiego di angoli preformati adeguatamente incollati ai tratti rettilinei di guarnizione.
• Giunzioni d’angolo tra profilati: la giunzione migliore si ottiene con squadre (45′) e cavallotti (90°) riempiono completamente la cavità tubolare dei profilati da connettere tra loro. Tra i fissaggi è da preferire quello realizzato mediante spinatura di bloccaggio. E’ fondamentale una buona saldatura chimica della squadra alla parete interna dei profilati che deve essere realizzata con opportuni collanti. Infine la presenza di alcuni particolari quali squadre di irrigidimento-allineamento delle battute, giunti supplementari e tap] tenuta sulle giunzioni a 90′ sono buoni indicatori di qualità del sistema costruttivo.
• Definizione accurata dei sistemi di drenaggio per le acque d’infiltrazione e di condensa (vedi img).
• Corretta distribuzione dei carichi agenti sui profilati e dovuti al peso dei tamponamenti: questi sono ottenibili con adeguati sistemi di sostegno e ripartizione del carico.
• Sistema di connessione e isolamento tra serramento e struttura muraria contigua: è uno dei fattori che influenza maggiormente la risposta del serramento agli agenti atmosferici. Si deve prestare la massima attenzione ai ponti termici causati dal non corretto sistema di connessione o dal mancato isolamento tra serramento e parti murarie.
• Ferramenta di movimento e chiusura: deve essere costruita con materiali adeguati e pensata in maniera organica e funzionale alle caratteristiche dello specifico sistema costruttivo.

Durabilità dei serramenti in alluminio

La durabilità dei serramenti in alluminio risulta fortemente condizionata da molti fattori. Tra essi possiamo individuare il tipo di finitura superficiale, la destinazione d’uso dei locali e la tipologia di utenza. Anche variazioni climatiche di notevole entità, condizioni particolari di esposizione e sollecitazione (vento, pioggia battente, urti) sono fonte di stress per i materiali.

Un processo progettuale che valuti questi elementi porta a operare scelte mirate caso per caso; è corretto procedere operando un esame accurato che costituisce la miglior garanzia di non dover assistere a un degrado accelerato delle prestazioni offerte dal serramento e, di conseguenza, dall’intero sistema edilizio del quale è parte integrante.

Manutenzione

Negli ultimi anni i costi dovuti alla manutenzione dei serramenti in alluminio hanno subito, mediamente, una crescita decisamente superiore a quella del prodotto finito.

Questo aspetto ha inevitabilmente influenzato i criteri della manutenzione, indirizzandola, sempre più, verso la sostituzione di parti rotte o misurate con altre nuove.

Un’operazione diviene più sicura e globalmente più economica. Anche la progettazione dei sistemi costruttivi per serramenti ha subito questa evoluzione.

Possiamo notare come anche nei prodotti più complessi si sia preferito ricorrere a una rapida e semplice sostituibilità con un miglioramento qualitativo generale dei materiali utilizzati.

Serramenti in alluminio: rapporto qualità/prezzo

Frequentemente il progettista deve garantire un buon livello qualitativo dei prodotti contenendo al massimo i costi, trovandosi cosi nella necessità di dover mediare tra due esigenze spesso antitetiche: qualità e prezzo.

Il fondamentale aspetto che si è cercato di fornire è quello legato alla conoscenza degli elementi necessari per poter scegliere il prodotto che meglio risponde a esigenze qualitative specifiche. Infatti i concetti espressi debbono trovare la loro collocazione pratica in una valutazione economica che non trascuri la variabile tempo.

Il miglior criterio di acquisto infatti non è, come noto, quello basato sul prezzo più basso, ma deriva da una valutazione che consideri la durabilità del prodotto e la sua funzionalità rispetto alle esigenze e agli oneri di manutenzione che si dovranno affrontare nel tempo.

Naturalmente i prodotti di buona qualità risulteranno, in prima istanza, più costosi, vuoi per i materiali utilizzati, vuoi per la ricerca continua che viene operata durante la loro progettazione oppure per i cali produttivi che il controllo di qualità stesso inevitabilmente determina, ma si riveleranno, frequentemente, quelli con i minori costi globali considerando tutte le singole variabili.

In definitiva i serramenti in alluminio offrono una vasta gamma di alternative unita a una buona compatibilità ambientale e riciclabilità che ne fanno un prodotto pienamente rispondente alle esigenze che il mercato di oggi presenta.

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