Novità nel campo delle finestre smart: il vetro a risparmio energetico che regola il riscaldamento e il raffrescamento

Che siano residenziali, commerciali o industriali, negli edifici le finestre sono un elemento importante, che illumina gli ambienti interni e che, quando aperte, permette il passaggio di aria fresca. Il problema è che causano la dispersione di molta energia termica: secondo i dati del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti, infatti, i consumi energetici per la climatizzazione degli edifici che vengono associati alle finestre rappresentano il  4% del consumo totale di energia primaria annuale.

Per questo motivo, il mondo della ricerca sta cercando di trovare soluzioni alternative e sostenibili per ridurre i consumi  energetici negli edifici legati al riscaldamento e al raffrescamento; nel campo delle finestre finora è stato sperimentato il vetro elettrocromico, che con l’irraggiamento solare si scurisce e quindi riesce a regolare la trasmissione del calore che entra nell’edificio.

Ora, per la prima volta, la Nanyang Technological University di Singapore ha raggiunto risultati cruciali nella modulazione simultanea: infatti, è riuscita a creare un vetro per finestre che è in grado di rispondere alle variazioni di temperatura esterna agli edifici e di regolarne sia la climatizzazione estiva che quella invernale.

I ricercatori della NTU hanno sviluppato un innovativo materiale, realizzato con strati di composto di nanoparticelle di biossido di vanadio, plexiglass e rivestimento a bassa emissività che, rivestito di un pannello di vetro, riesce ad adattarsi alla domanda di riscaldamento e raffrescamento degli ambienti interni, sfruttando gli spettri di luce.

Durante l'estate, il vetro sopprime il calore solare (vicino all'infrarosso) aumentando il raffreddamento radiativo (infrarosso a onde lunghe) per raffreddare la stanza; nel periodo inverna invece, fa il contrario per riscaldare la stanza. Il risultato? Una finestra in vetro che reagisce ai cambiamento del clima e che si adatta alle esigenze di comfort ambientale interno, garantendo così un alto risparmio energetico per quanto riguarda i consumi termici dell’edificio.

"Questa innovazione colma il divario mancante tra le tradizionali finestre intelligenti e il raffreddamento radiativo, aprendo la strada a una nuova direzione di ricerca per ridurre al minimo il consumo energetico" ha dichiarato il professor Gang Tan, co-autore della ricerca e professore all’Università del Wyoming (USA).

Lo studio supporta  il piano strategico NTU 2025, lanciato quest’anno dall’Università di Singapore, che ne raccoglie le  ambizioni e gli obiettivi nel campo dell’istruzione, della ricerca e dell’innovazione che la NTU vuole raggiungere nei prossimi cinque anni. Questo nuovo materiale sviluppato dai ricercatori rientra all’interno delle azioni specifiche che verranno intraprese dall’università per affrontare le grandi sfide dell'umanità sulla sostenibilità e per accelerare la ricerca nelle innovazioni che riducono l’impatto delle attività dell’uomo sull'ambiente.