Focus Innovazioni

15.02.2022

L’innovativo rivestimento smart per le finestre che regolano il clima interno

I ricercatori della Oxford University hanno sviluppato un rivestimento con tecnologia adattabile che riflette o assorbe l’energia termica dei raggi infrarossi in base alle esigenze stagionali dell’abitazione

Negli ultimi tempi le ricerche e le sperimentazioni tecniche legate al risparmio energetico per la climatizzazione degli edifici residenziali sono sempre più numerose. A tal proposito, in Inghilterra si è aperta una strada per le finestre smart, grazie allo sviluppo di un nuovo rivestimento ottico riconfigurabile a bassa emissività, che permetterebbe di riscaldare e raffreddare le abitazione riducendo notevolmente i consumi di energia termica.

I ricercatori della Oxford University, utilizzando materiali a cambiamento di fase ultrasottili, recentemente sono riusciti a creare una tecnologia adattabile da applicare sulle finestre, in grado di “cambiare” in base alle esigenze stagionali della casa.

È stato sperimentato un innovativo vetro, dotato di un rivestimento a bassa emissione, che quindi permette di contenere la dispersione termica, regolabile in base allo spettro, che utilizza un materiale a cambiamento di fase per controllare la quantità di calore che entra nella stanza dalla finestra, senza però influire sulla qualità della luce.

In questo modo, si possono creare due condizioni. La prima: l'energia termica dei raggi infrarossi del sole viene assorbita dal vetro e riemessa sotto forma di calore che, tramite riscaldatori elettrici trasparenti nel substrato di vetro, viene utilizzato per riscaldare l’interno della stanza. Nel secondo caso, l’energia termica dei raggi viene invece riflessa verso l’esterno, per andare a raffreddare la stanza.

Il team di ricerca di Oxford ha realizzato un prototipo di questa tecnologia utilizzando un materiale a cambiamento di fase attivo a base di calcogenuro, per permettere che il nuovo vetro si adatti alla temperatura e permetta il risparmio di energia. Fondamentalmente, il principio è il seguente: quando in casa fa freddo, i raggi infrarossi della luce solare vengono raccolti e trasformati in calore da immettere nell’edificio, per ridurre i costi del riscaldamento. Se invece in casa fa caldo, questo vetro smart può cambiare stato e riflettere verso l’esterno il calore, riducendo così l’utilizzo dell’aria condizionata per il raffrescamento.

Per questo, i ricercatori hanno elaborato un metodo per controllare le proprietà ottiche della pellicola di rivestimento e raccogliere (o riflettere, a seconda della stagionalità) la radiazione solare, cosa impossibile da realizzare nel caso di materiali con proprietà termiche e ottiche fisse.

Uno dei fattori più importanti di questa sperimentazione, come ha dichiarato il dottor Youngblood, uno degli autori della ricerca, è che si tratta di una finestra intelligente che è sia efficiente che esteticamente gradevole: la luce visibile infatti, viene trasmessa in modo quasi identico in entrambi gli stati, grazie alla possibilità di modulare il guadagno di calore solare mantenendo una colorazione neutra, motivo per cui non si noterà alcun cambiamento estetico nella finestra quando essa riflette o raccoglie la luce solare.

Secondo il team della Oxfor University, l'utilizzo di finestre dotate di questo nuovo prototipo di vetro, potrebbe generare un risparmio  energetico annuale compreso tra il 20-34% (tenendo conto anche dell'energia necessaria per controllare la pellicola) rispetto alle attuali finestre con doppi vetri che si trovano attualmente nelle case più tipiche.

Come sostiene Harish Bhaskaran, professore presso il Dipartimento dei materiali di Oxford che ha guidato la ricerca, saranno necessarie significative ricerche future prima che questa tecnologia possa essere commercializzata, ma i risultati dimostrano che il concetto sviluppato è molto promettente, e che con ulteriori studi si potranno ottenere risultati molto positivi.

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