ITBA20100007U1 - MOLDING SYSTEM FOR MIXED ALUMINUM-WOOD CLOSURES WITH HIGH INSULATING VALUE - Google Patents
MOLDING SYSTEM FOR MIXED ALUMINUM-WOOD CLOSURES WITH HIGH INSULATING VALUEInfo
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Forma oggetto del presente trovato un sistema di realizzazione di serramenti misti alluminio-legno a battente con alto potere di isolamento. The present invention relates to a system for producing mixed aluminum-wood casement windows with high insulating power.
Allo stato della tecnica attuale, sono noti due principali categorie di sistemi per serramenti misti alluminio – legno: At the current state of the art, two main categories of systems for mixed aluminum - wood windows are known:
a) sistemi alluminio-legno ottenuti con normali profili in alluminio accoppiati ai profili in legno in cui l’accoppiamento può essere fatto in vari modi (sistema con profili in alluminio freddi); a) aluminum-wood systems obtained with normal aluminum profiles coupled to wooden profiles in which the coupling can be done in various ways (system with cold aluminum profiles);
b) sistemi alluminio-legno ottenuti con profili in alluminio a taglio termico accoppiati ai profili in legno. b) aluminum-wood systems obtained with aluminum profiles with thermal break coupled to the wooden profiles.
Le nuove normative sul risparmio energetico in ambito italiano (D.lgs. 192/05 e D.lgs 311/06) hanno fissato dei limiti riguardo ai valori di trasmittanza termica per gli infissi abbastanza restrittivi rendendo di fatto i sistemi alluminio-legno ottenuti con profili in alluminio freddi (senza taglio termico) non più idonei alla commercializzazione, restringendo il campo solo sui sistemi con profili in alluminio a taglio termico, tecnologia molto costosa, e quindi meno competitiva rispetto agli infissi in PVC o in legno. Normalmente, in termini di costi, gli infissi in alluminio-legno con sistemi a taglio termico attualmente in commercio, incidono circa il 40% in più rispetto ai sistemi con profili freddi. The new regulations on energy saving in the Italian context (Legislative Decree 192/05 and Legislative Decree 311/06) have set limits regarding the thermal transmittance values for fixtures quite restrictive, effectively making the aluminum-wood systems obtained with cold aluminum profiles (without thermal break) no longer suitable for marketing, restricting the field only to systems with thermal break aluminum profiles, a very expensive technology, and therefore less competitive than PVC or wooden frames. Normally, in terms of costs, aluminum-wood frames with thermal break systems currently on the market account for about 40% more than systems with cold profiles.
I sistemi con profili in alluminio freddi non prevedono l’utilizzo del cosiddetto “taglio termico”, ovvero dell’interruzione “termica” tra il profilato di alluminio e quello in legno, ma essi sono accoppiati in varie modalità a seconda delle esigenze. Systems with cold aluminum profiles do not require the use of the so-called "thermal break", or the "thermal" break between the aluminum profile and the wooden one, but they are coupled in various ways according to the needs.
I sistemi alluminio-legno a taglio termico, invece, sono costituiti da profilati separati solitamente da un materiale isolante che interrompe la continuità termica tra l’ambiente interno e quello esterno, garantendo così un elevato grado di isolamento termico. Ad esempio, una tipica modalità di inserimento del suddetto materiale plastico (solitamente un tecnopolimero, quale la poliammide), è la sua interposizione tra due profili diversi in alluminio con il profilo in legno da applicare sull’ultimo profilo in alluminio. Pertanto la configurazione finale molto schematicamente risulta essere: alluminio – poliammide – alluminio – legno. The aluminum-wood thermal break systems, on the other hand, consist of sections usually separated by an insulating material that interrupts the thermal continuity between the internal and external environment, thus ensuring a high degree of thermal insulation. For example, a typical method of inserting the aforementioned plastic material (usually a technopolymer, such as polyamide), is its interposition between two different aluminum profiles with the wooden profile to be applied on the last aluminum profile. Therefore the final configuration very schematically turns out to be: aluminum - polyamide - aluminum - wood.
Questa soluzione presenta diversi svantaggi, tra i quali i più importanti sono: il problema della lavorazione costosa per ottenere un sistema a taglio termico tradizionale siffatto dato l’impiego di molta massa di alluminio (doppio profilato in alluminio da produrre), nonché una non perfetta efficienza dal punto di vista termico poiché tali sistemi risentono della trasmissione del calore per convenzione dato che il ponte termico assicura la protezione solo dall’induzione diretta. This solution has several disadvantages, among which the most important are: the problem of expensive machining to obtain such a traditional thermal break system given the use of a lot of aluminum mass (double aluminum profile to be produced), as well as a non-perfect efficiency from the thermal point of view since these systems are affected by the transmission of heat by convection since the thermal bridge ensures protection only from direct induction.
Per cui, se tali sistemi da un lato garantiscono un certo grado di isolamento dal punto di vista termico, dall’altro presentano lo svantaggio dei costi ancora troppo elevati al fine di una loro diffusione più ampia come auspicato dalla normativa stessa. Therefore, if these systems on the one hand guarantee a certain degree of insulation from a thermal point of view, on the other hand they have the disadvantage of costs that are still too high in order to spread them more widely as desired by the legislation itself.
Per risolvere gli inconvenienti sopra descritti, il trovato oggetto della presente invenzione si prefigge lo scopo di permettere la realizzazione di serramenti con un potere isolante termico molto elevato (mediamente superiore alle prestazioni dei serramenti alluminio-legno con taglio termico) a costi che si discostano pochissimo dai sistemi “freddi” (all’incirca il 10% in più), in quanto trattasi di un sistema di realizzazione di serramenti misti alluminio – legno in cui l’interruzione termica avviene mediante un unico profilo complesso in materiale isolante (tecnopolimero) che si aggancia secondo diverse modalità di accoppiamento (a scatto, per infilaggio, a coda di rondine) al profilo in alluminio prima del taglio in produzione. To solve the drawbacks described above, the object of the present invention is to allow the construction of windows with a very high thermal insulating power (on average higher than the performance of aluminum-wood windows with thermal break) at costs that differ very little from "cold" systems (approximately 10% more), as it is a system for the construction of mixed aluminum - wood windows in which thermal interruption occurs through a single complex profile in insulating material (technopolymer) which it hooks in different ways of coupling (snap-in, threading, dovetail) to the aluminum profile before cutting in production.
Questi ed altri vantaggi risulteranno dalla descrizione dettagliata dell’invenzione che farà riferimento ad alcune tavole di riferimento da 1/6 a 6/6 nelle quali si rappresenta un esempio di realizzazione preferenziale del presente trovato assolutamente non limitativo. These and other advantages will result from the detailed description of the invention which will refer to some reference tables from 1/6 to 6/6 in which an absolutely non-limiting example of a preferential embodiment of the present invention is represented.
<In particolare:><In particular:>
• la fig. 1 mostra varie tipologie di profilato in alluminio• fig. 1 shows various types of aluminum profiles
adoperabili nella costruzione dei serramenti; usable in the construction of windows;
• la fig. 2 mostra varie tipologie di profili in legno adoperabili• fig. 2 shows various types of wood profiles that can be used
<nella costruzione dei serramenti;><in the construction of doors and windows;>
• la fig. 3 mostra varie tipologie di profili in materiale isolante• fig. 3 shows various types of profiles in insulating material
<adoperabili nella costruzione dei serramenti;><used in the construction of windows;>
• la fig. 4 mostra alcuni esempi di montaggio dei profili inalluminio, isolante e legno; • fig. 4 shows some examples of assembly of aluminum, insulation and wood profiles;
• le figg. 5 e 6 sono viste in sezione relative ad una realizzazione esemplificativa dell’assemblaggio finale del serramento con tutte le sue parti fondamentali. • figs. 5 and 6 are sectional views relating to an exemplary realization of the final assembly of the window frame with all its fundamental parts.
Con riferimento alle figure da 1 a 3, con 1 si mostrano varie tipologie di profili in alluminio impiegabili nell’assemblaggio dei serramenti; analogamente con 2 si mostrano i relativi profili in legno, mentre con 3 sono identificati i profili in tecnopolimero di forma complementare ai rispettivi profili in alluminio. With reference to figures 1 to 3, 1 shows various types of aluminum profiles that can be used in the assembly of windows; similarly, 2 shows the relative wooden profiles, while 3 identifies the technopolymer profiles with a complementary shape to the respective aluminum profiles.
Le caratteristiche innovative sono evidenziate dall’assemblaggio delle suddette componenti mostrato in fig. 4, in cui è rappresentata una realizzazione esemplificativa assolutamente non limitativa dell’assemblaggio delle 3 componenti suddette, che costituirà la base per l’ottenimento del telaio finale. Il sistema di realizzazione prevede che l’interruzione della trasmissione termica si realizzi per mezzo dell’impiego di un unico profilo 3 di forma variabile in materiale isolante (solitamente un tecnopolimero come la poliammide), interposto tra il profilo in alluminio 1 ed il profilo in legno 2. Il collegamento tra poliammide 3 e profilo in legno 2 è garantito dalla presenza di tasselli di fissaggio 4, i quali sono alloggiati nell’apposita cava 3’ di cui sono dotati i vari listelli di poliammide come da fig. 3. Dal lato opposto della cava 3’ il listello in poliammide 3 è dotato di sporgenze leggermente arcuate 3’’ le quali si inseriscono nei rispettivi incavi 1’ sul profilo in alluminio 1. Secondo una possibile realizzazione preferenziale del trovato, l’aggancio tra le due parti può avvenire semplicemente “a scatto”, ovvero esercitando una adeguata pressione del listello in poliammide 3 sul profilo in alluminio 1, per far si che le sporgenze 3’’ si incastrino negli incavi 1’ del profilo in alluminio 1. Questa operazione è resa possibile dalle caratteristiche meccaniche proprie dei due materiali (alluminio e tecnopolimero, quali poliammide), i quali sono entrambi materiali molto resistenti ed adatti ad ottenere profili estrusi ad altissima precisione. Inoltre tale operazione, non necessitando dell’ausilio di macchine e/o attrezzature particolari, è effettuata manualmente ed avviene addirittura prima del taglio delle componenti previsto in produzione, con evidenti vantaggi sia dal punto di vista della facilità di assemblaggio che dal punto di vista del risparmio dei tempi di produzione stessi. Al di là dei vantaggi già descritti derivanti dall’impiego di tale procedura di aggancio del profilo in poliammide 3 al profilo in alluminio 1, vi è anche quello della facilità di estrazione delle singole componenti stesse in caso di una eventuale manutenzione o riparazione del serramento. Il profilo in poliammide 3, infatti, una volta smontato il serramento si può tranquillamente sfilare scorrendo come in un binario dal relativo profilo in alluminio 1. Il profilo risultante, quindi, è un profilo complessivo poliammide più alluminio (1 e 3) molto performante a livello termico ed ottenibile a fronte di costi molto ridotti grazie all’eliminazione di lavorazioni aggiuntive come la zigrinatura e la rullatura che, invece, sono necessarie per ottenere profili isolanti con la classica tecnologia del taglio termico. The innovative features are highlighted by the assembly of the aforementioned components shown in fig. 4, which shows an absolutely non-limiting example of the assembly of the 3 aforementioned components, which will form the basis for obtaining the final frame. The construction system provides that the interruption of the thermal transmission is achieved by means of the use of a single profile 3 of variable shape in insulating material (usually a technopolymer such as polyamide), interposed between the aluminum profile 1 and the profile in wood 2. The connection between polyamide 3 and wooden profile 2 is guaranteed by the presence of fixing plugs 4, which are housed in the special slot 3 'with which the various polyamide strips are fitted as shown in fig. 3. On the opposite side of the slot 3 ', the polyamide strip 3 is provided with slightly arched projections 3' 'which fit into the respective recesses 1' on the aluminum profile 1. According to a possible preferential embodiment of the invention, the coupling between the two parts can be simply "snapped", or by exerting an adequate pressure of the polyamide strip 3 on the aluminum profile 1, to ensure that the projections 3 '' fit into the recesses 1 'of the aluminum profile 1. This operation is made possible by the mechanical characteristics of the two materials (aluminum and technopolymer, such as polyamide), which are both very resistant materials and suitable for obtaining extremely high precision extruded profiles. Furthermore, this operation, since it does not require the aid of special machines and / or equipment, is carried out manually and takes place even before the cutting of the components foreseen in production, with obvious advantages both from the point of view of ease of assembly and from the point of view of saving of the production times themselves. Beyond the advantages already described deriving from the use of this procedure for attaching the polyamide 3 profile to the aluminum profile 1, there is also that of the ease of extraction of the individual components themselves in case of any maintenance or repair of the window or door. The polyamide 3 profile, in fact, once the window has been disassembled, it can be easily removed by sliding from the relative aluminum profile 1 as in a track. The resulting profile, therefore, is an overall polyamide plus aluminum profile (1 and 3) very performing thermal level and obtainable at very low costs thanks to the elimination of additional processes such as knurling and rolling which, on the other hand, are necessary to obtain insulating profiles with the classic technology of thermal cutting.
Le figg. 5 e 6 mostrano, invece, veri esempi di montaggio finale degli elementi fondamentali sopra descritti, seguendo il sistema di realizzazione oggetto della presente invenzione. È evidente che si tratta di realizzazioni del tutto esemplificative, in quanto i serramenti in genere devono potersi adattare alle diverse condizioni di montaggio a seconda dei casi. In fig. 5 in alto, ad esempio, si mostra una sezione di un infisso a taglio termico, nelle vicinanze del telaio 5, nel caso in cui lo stesso sia a pari con il muro 6 (ad incasso). In essa si riscontrano tutti gli elementi precedentemente descritti: i profili in alluminio 1, i profili in legno 2 ed i profili in poliammide 3 “scattati” sui rispettivi profili in alluminio ed interposti tra essi e quelli in legno. Inoltre si evince anche il doppio vetro 7 anch’esso in posizione intermedia tra i profili in alluminio e legno mediante apposite guarnizioni in materiale isolante 8 dalla forme pressoché a fermaglio. Le stesse guarnizioni in materiale isolante 8 sono collocate in diversi altri punti dell’infisso come ad esempio tra i diversi profili (alluminio, poliammide o legno) appartenenti a diverse componenti dell’infisso (telaio, infisso, muro), sempre nell’ottica di interrompere la continuità termica. Figs. 5 and 6 show, instead, real examples of final assembly of the fundamental elements described above, following the construction system object of the present invention. It is evident that these are completely exemplary constructions, since the windows and doors in general must be able to adapt to the different assembly conditions according to the cases. In fig. 5 above, for example, shows a section of a window with thermal break, in the vicinity of the frame 5, in the event that the same is on a par with the wall 6 (recessed). It contains all the elements previously described: the aluminum profiles 1, the wooden profiles 2 and the polyamide 3 profiles “snapped” onto the respective aluminum profiles and interposed between them and the wooden ones. In addition, the double glazing 7 is also evident, also in an intermediate position between the aluminum and wood profiles by means of special gaskets in insulating material 8 with an almost clip-like shape. The same gaskets in insulating material 8 are placed in various other points of the frame such as between the different profiles (aluminum, polyamide or wood) belonging to different components of the frame (frame, frame, wall), always with a view to interrupt thermal continuity.
In fig. 6, in basso, invece, si mostra una sezione di una possibile realizzazione preferenziale dell’infisso a livello della chiusura delle due ante. Anche in questo caso le diverse componenti fondamentali (profili alluminio 1, profili legno 2, profili poliammide 3) sono combinati tra di loro in modo da interrompere la continuità termica ed assemblati tra di loro seguendo il sistema di realizzazione descritto, ovvero con i vari profili in poliammide 3, accoppiati ai rispettivi profili in alluminio 1. Sono visibili, come nel caso precedente, i doppi vetri 7 alle estremità e le guarnizioni isolanti 8 tra le varie componenti. Ulteriore vantaggio di un serramento in alluminio – legno realizzato secondo i principi fin qui esposti è quello legato alla particolare forma dei vari profili in poliammide complessi 3, i quali, una volta fatti aderire ai rispettivi profili in alluminio 1, offrono degli spazi cavi all’interno dei quali si collocano tutti gli accessori e la ferramenta necessaria alla realizzazione del serramento (porte e finestre). In tal modo, infatti, si evita che la trasmissione del calore verso l’interno del serramento avvenga anche attraverso gli accessori che risultano essere già “isolati” termicamente, con evidenti benefici in termini di ottimizzazione globale del sistema a livello termico. In fig. 6, below, however, shows a section of a possible preferential realization of the frame at the level of the closure of the two doors. Also in this case the various fundamental components (aluminum profiles 1, wood profiles 2, polyamide profiles 3) are combined with each other in order to interrupt the thermal continuity and assembled together following the described construction system, or with the various profiles in polyamide 3, coupled to the respective aluminum profiles 1. As in the previous case, the double glazing 7 at the ends and the insulating gaskets 8 between the various components are visible. Another advantage of an aluminum-wood window frame made according to the principles set out up to now is that linked to the particular shape of the various complex polyamide profiles 3, which, once made to adhere to the respective aluminum profiles 1, offer hollow spaces to the inside of which all the accessories and hardware necessary for the construction of the frame (doors and windows) are placed. In this way, in fact, it is avoided that the transmission of heat towards the interior of the window also occurs through the accessories that are already "insulated" thermally, with obvious benefits in terms of global optimization of the system at a thermal level.
Rispetto ad un serramento a taglio termico tradizionale, caratterizzato dall’impiego di un profilo di materiale isolante interposto tra due profili in alluminio, i vantaggi derivanti dall’impiego di un sistema di realizzazione come appena descritto sono molteplici. Compared to a traditional thermal break window, characterized by the use of a profile of insulating material interposed between two aluminum profiles, the advantages deriving from the use of a construction system as described above are many.
Innanzitutto il sistema di realizzazione di serramenti in alluminio–legno oggetto della presente invenzione comporta notevoli benefici a livello di costo dato che necessita di una minor quantità di alluminio necessaria alla realizzazione del serramento, considerando il fatto che il prezzo dell’alluminio è a peso. Si vedano le due tabelle sottostanti per pronto riscontro. First of all, the system for making aluminum-wood frames object of the present invention entails significant benefits in terms of cost since it requires a smaller amount of aluminum necessary for the construction of the frame, considering the fact that the price of aluminum is by weight. See the two tables below for prompt feedback.
Tabella 1 Table 1
Tabella 2 Table 2
Nelle suddette tabelle sono stati calcolati i costi al nodo di un serramento costruito secondo il sistema oggetto della presente invenzione, a parità di costo dell’alluminio come materia prima, paragonato ai rispettivi prodotti concorrenti presenti sul mercato in termini di risparmio percentuale. In entrambe le tabelle tale serramento “tipo” è indicato con il nome “ECOWIN W85”. In the aforementioned tables, the costs per node of a window frame built according to the system object of the present invention were calculated, with the same cost of aluminum as a raw material, compared to the respective competing products on the market in terms of percentage savings. In both tables this "type" window is indicated with the name "ECOWIN W85".
Come dati di partenza sono stati assunti nel caso della tab. 1 (ipotesi verniciatura alluminio effetto RAL) un costo dell’alluminio freddo pari a 4,00 €/kg, mentre nel caso di profilo a taglio termico pari a 5,50 €/kg. Analogamente nella tab. 2 (ipotesi verniciatura alluminio effetto legno), il costo assunto dell’allumino freddo è pari a 6,20€/kg, mentre nel caso di profilo a taglio termico è pari a 8,00€/kg. Nell’ultima colonna sono riportati anche i valori di trasmittanza dichiarati espressi in W/mq*K. As starting data have been assumed in the case of tab. 1 (hypothesis of RAL effect aluminum painting) a cost of cold aluminum equal to € 4.00 / kg, while in the case of a thermal break profile equal to € 5.50 / kg. Similarly in tab. 2 (hypothesis of wood-effect aluminum painting), the assumed cost of cold aluminum is € 6.20 / kg, while in the case of a thermal break profile it is € 8.00 / kg. The last column also shows the declared transmittance values expressed in W / m2 * K.
La modalità di calcolo impiegata per il modello “tipo” ECOWIN è stata la seguente: il costo al nodo risultante è la somma del costo del profilo in alluminio, ottenuto moltiplicando il peso per il prezzo al kg del profilo freddo, più il costo per metro lineare del profilo in poliammide. Per tutti gli altri sistemi il costo è calcolato moltiplicando il costo per kg dei profili in alluminio a taglio termico per il peso dei profili a taglio termico assemblati. Il confronto è stato effettuato escludendo il costo dei profili in legno e di accessori e ferramenta che possono essere considerati uguali per tutti i sistemi, eventualmente ci fossero differenze queste sarebbero irrisorie. The calculation method used for the "type" ECOWIN model was as follows: the resulting cost per node is the sum of the cost of the aluminum profile, obtained by multiplying the weight by the price per kg of the cold profile, plus the cost per meter linear profile in polyamide. For all other systems, the cost is calculated by multiplying the cost per kg of the aluminum thermal break profiles by the weight of the assembled thermal break profiles. The comparison was made excluding the cost of wooden profiles and accessories and hardware which can be considered the same for all systems, if there were any differences these would be negligible.
Sono evidenti gli elevati risparmi economici in termini percentuali del serramento “tipo” ECOWIN” rispetto ai principali concorrenti pur mantenendo un elevato standard di isolamento termico. The high economic savings in percentage terms of the “ECOWIN” type window are evident compared to the main competitors while maintaining a high standard of thermal insulation.
Inoltre, oltre al vantaggio sui costi della materia prima, impiegando una minor quantità di alluminio, si ottengono benefici anche dal punto di vista dell’efficienza energetica, poiché una minore massa di alluminio rende chiaramente più performante il sistema (l’alluminio è un ottimo conduttore di calore). Furthermore, in addition to the cost advantage of the raw material, by using a lower quantity of aluminum, benefits are also obtained from the point of view of energy efficiency, since a lower mass of aluminum clearly makes the system more efficient (aluminum is an excellent conductor of heat).
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