Focus Innovazioni
Le finestre smart che proteggono dalle radiazioni solari e riducono i consumi degli edifici moderni
Materiali elettrocromici e termocromici sulle finestre per ridurre consumi ed emissioni degli edifici con facciate in vetro
Gli edifici con facciate in vetro, tipici della modernità edilizia, sono sicuramente molto affascinanti a livello estetico, ma soffrono tutti dello stesso difetto: si surriscaldano molto e facilmente e di conseguenza richiedono un elevato utilizzo di aria condizionata, contribuendo in maniera notevole alle emissioni di CO2 di cui il settore edile è responsabile.
È il Fraunhofer Institute, con la collaborazione della sezione dedicata alla Ricerca sui silicati ISC di Würzburg e di quella per l’Elettronica organica, fascio di elettroni e tecnologia plasma FEP di Dresda, a proporre una soluzione valida, innovativa e sostenibile a questo problema.
Tramite il progetto Swith2Save, finanziato dall’Unione Europea, i ricercatori del Fraunhofer Institute, con l’aiuto di altre università e partner industriali europei, hanno ideato delle finestre intelligenti che proteggono gli ambienti interni dalle radiazioni solari. Lavorando su rivestimenti trasparenti per finestre e facciate in vetro che utilizzano materiali elettrocromici e termocromici, che aggiungono una tinta scura variabile e trasparente all'esterno delle finestre, sono in grado di limitare il surriscaldamento delle stanze degli edifici, mantenendole fresche senza dover necessariamente ricorrere all’uso dell’aria condizionata.
“Il rivestimento elettrocromico viene applicato su una pellicola trasparente e conduttiva che può poi essere accesa: l'applicazione di una tensione elettrica innesca il trasferimento di ioni ed elettroni, che scurisce il rivestimento e tinge la finestra. Dall’altro lato, il rivestimento termocromico funziona in modo passivo: quando viene raggiunta una certa temperatura all’interno dell’ambiente, esso riflette la radiazione termica del sole", spiega il dott. Marco Schott, Group Manager presso il Fraunhofer ISC.
Grazie al materiale elettrocromico è possibile misurare la luminosità e la temperatura degli ambienti e inviare questi valori al sistema di controllo, che manda un impulso di corrente o tensione alla pellicola che di conseguenza oscura la finestra. In questo modo si riduce l’utilizzo di sistemi per la climatizzazione interna, che portano ad elevati consumi energetici.
Le finestre non si oscurano improvvisamente, ma si scuriscono gradualmente e in pochi minuti, spiega il dott. Schott, sostenendo che il consumo di energia di questa soluzione sia molto basso: “in circostanze ottimali, la pellicola elettrocromica richiede elettricità solo per il processo di commutazione e una tensione molto bassa è sufficiente per avviare il processo di colorazione. I materiali termocromici invece non richiedono affatto elettricità, poiché reagiscono passivamente al calore generato dal sole”.
Un altro fattore che rende le finestre smart molto vantaggiose è che sia gli elementi elettrocromici che quelli termocromici hanno spessore e peso praticamente ininfluenti, e ciò consente di applicarli anche alle facciate di edifici già costruiti, senza dover modificarne in alcun modo la struttura preesistente.
I risultati ottenuti dalle sperimentazioni del progetto Switch2Save possono essere particolarmente utili negli edifici situati in zone dove le temperature sono particolarmente elevate: secondo il dott. John Fahlteich, coordinatore del progetto e capo del gruppo di ricerca presso il Fraunhofer FEP, con questa nuova scoperta si potrebbe ridurre fino al 70% il fabbisogno energetico per la climatizzazione degli edifici, e negli edifici che si trovano nelle regioni meno calde potrebbe essere impiegata come soluzione contro il bagliore dei raggi solari diretti.
Il gruppo di ricerca che sta lavorando al progetto delle finestre intelligenti si sta impegnando per migliorare ulteriormente questa nuova tecnologia e sfruttarla il più possibile, in quanto potrebbe dare un solido contributo alla riduzione della domanda e dei consumi energetici (e di conseguenza delle emissioni inquinanti) nel settore dell’edilizia, avvicinandosi agli obiettivi europei, che vorrebbero arrivare ad avere sempre più edifici a impatto zero entro il 2050.
È il Fraunhofer Institute, con la collaborazione della sezione dedicata alla Ricerca sui silicati ISC di Würzburg e di quella per l’Elettronica organica, fascio di elettroni e tecnologia plasma FEP di Dresda, a proporre una soluzione valida, innovativa e sostenibile a questo problema.
Tramite il progetto Swith2Save, finanziato dall’Unione Europea, i ricercatori del Fraunhofer Institute, con l’aiuto di altre università e partner industriali europei, hanno ideato delle finestre intelligenti che proteggono gli ambienti interni dalle radiazioni solari. Lavorando su rivestimenti trasparenti per finestre e facciate in vetro che utilizzano materiali elettrocromici e termocromici, che aggiungono una tinta scura variabile e trasparente all'esterno delle finestre, sono in grado di limitare il surriscaldamento delle stanze degli edifici, mantenendole fresche senza dover necessariamente ricorrere all’uso dell’aria condizionata.
“Il rivestimento elettrocromico viene applicato su una pellicola trasparente e conduttiva che può poi essere accesa: l'applicazione di una tensione elettrica innesca il trasferimento di ioni ed elettroni, che scurisce il rivestimento e tinge la finestra. Dall’altro lato, il rivestimento termocromico funziona in modo passivo: quando viene raggiunta una certa temperatura all’interno dell’ambiente, esso riflette la radiazione termica del sole", spiega il dott. Marco Schott, Group Manager presso il Fraunhofer ISC.
Grazie al materiale elettrocromico è possibile misurare la luminosità e la temperatura degli ambienti e inviare questi valori al sistema di controllo, che manda un impulso di corrente o tensione alla pellicola che di conseguenza oscura la finestra. In questo modo si riduce l’utilizzo di sistemi per la climatizzazione interna, che portano ad elevati consumi energetici.
Le finestre non si oscurano improvvisamente, ma si scuriscono gradualmente e in pochi minuti, spiega il dott. Schott, sostenendo che il consumo di energia di questa soluzione sia molto basso: “in circostanze ottimali, la pellicola elettrocromica richiede elettricità solo per il processo di commutazione e una tensione molto bassa è sufficiente per avviare il processo di colorazione. I materiali termocromici invece non richiedono affatto elettricità, poiché reagiscono passivamente al calore generato dal sole”.
Un altro fattore che rende le finestre smart molto vantaggiose è che sia gli elementi elettrocromici che quelli termocromici hanno spessore e peso praticamente ininfluenti, e ciò consente di applicarli anche alle facciate di edifici già costruiti, senza dover modificarne in alcun modo la struttura preesistente.
I risultati ottenuti dalle sperimentazioni del progetto Switch2Save possono essere particolarmente utili negli edifici situati in zone dove le temperature sono particolarmente elevate: secondo il dott. John Fahlteich, coordinatore del progetto e capo del gruppo di ricerca presso il Fraunhofer FEP, con questa nuova scoperta si potrebbe ridurre fino al 70% il fabbisogno energetico per la climatizzazione degli edifici, e negli edifici che si trovano nelle regioni meno calde potrebbe essere impiegata come soluzione contro il bagliore dei raggi solari diretti.
Il gruppo di ricerca che sta lavorando al progetto delle finestre intelligenti si sta impegnando per migliorare ulteriormente questa nuova tecnologia e sfruttarla il più possibile, in quanto potrebbe dare un solido contributo alla riduzione della domanda e dei consumi energetici (e di conseguenza delle emissioni inquinanti) nel settore dell’edilizia, avvicinandosi agli obiettivi europei, che vorrebbero arrivare ad avere sempre più edifici a impatto zero entro il 2050.
