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LA FINESTRA SI APRE AL MONDO DELLE NUOVE TECNOLOGIE: MATERIALI A CAMBIAMENTO DI FASE, NANOMATERIALI, GEL PER APPLICAZIONI AEROSPAZIALI

La finestra si apre al mondo delle nuove tecnologie, nanomateriali, gel sviluppati per applicazioni aerospaziali, materiali a cambiamento di fase o coating fotovoltaici, con l'obiettivo di raggiungere un'elevata efficienza energetica

E dai laboratori, alcune di queste innovazioni incominciano a diffondersi nelle nostre case.
Dove recuperare efficienza
Le funzioni primarie del serramento lasciar passare la luce tenendo fuori freddo (o il caldo in estate) e i rumori si stanno rapidamente evolvendo e la vera sfida e raggiungere i livelli di coibentazione delle strutture opache. Oggi, infatti, le finestre sono la parte dell'involucro edilizio pi6 soggetto alle dispersioni termiche, con un coefficiente di trasmittanza che pub essere anche 3 o 4 volte superiore a quello degli elementi di tamponatura.
Un aspetto da considerare, quando si parla di serramenti, e la natura composita dell'elemento, che unisce una parte vetrata ed un telaio, a sua volta ancorato alla struttura dell'edificio. E ognuno di questi subsistemi presenta caratteristiche prestazionali diverse. Sul fronte degli elementi traspa-renti, sono oggi disponibili sul mercato vetrate isolanti in grado di fornire trasmittanze intorno a 0,45-0,5 W/m2K: questi sono costituiti da due o tre lastre di vetro separate da un'intercapedine riempita con aria o gas nobili (argon e krypton), che riducono gli scambi termici per convezione e conduzione. Gli scambi per irraggiamento possono es-sere invece ridotti utilizzando lastre con depositi basso emissivi (i cosiddetti Low E), ottenuti applicando sulla superficie del vetro un sottilissimo film metallico, che lascia passare la luce (radiazione a onda lunga), bloccando la trasmissione del calore (radiazione ad onda lunga). Nel complesso, combinando vetri doppi e tripli con rivestimenti basso-emissivi e gas nelle intercapedini e possibile ottenere vetrate con ridotta trasmittanza, anche di 0,45 W/m2K, sacrificando però la trasparenza e gli apporti di energia per irraggiamento (fattore solare, g) nelle stagioni più fredde.
Vetri superisolanti
Ma si può andare anche oltre: se tra due vetri, invece di introdurre gas, si forma il vuoto, e possibile ottenere un Maggiore isolamento, poiché in mancanza d'aria viene fermata la trasmissione del calore per conduzione e convezione, mentre la trasmissione per radiazione pub essere ridotta al minimo applicando un coating basso-emissivo su uno dei vetri. In questo modo e possibile realizzare serramenti molto sottili e al tempo stesso isolanti, con un valore U teorico di 0,3 W/m2K, sia per nuove installazioni che per interventi di riqualificazione.
La statunitense Guardian Industries ha messo a punto Guardian VIG (Vacuum-Insulated Glass), una struttura composta da due vetri uno dei quali basso-emissivo all'interno dei qua si ricava un intercapedine sottovuoto molto sottile, nell'ordine degli 0,25 mm, o 250 micron. Per evitare il collasso della struttura, i due vetri sono collegati da speciali distanziatori. La società ha realizzato i primi prototipi per test e prove sul campo vi sarebbero infatti da superare alcuni Limiti connessi alle dilatazioni termiche e alla du-rata delle guarnizioni di tenuta ma già alla fine di quest'anno il prodotto potrebbe essere disponibile a livello commerciale.
Aerogel nanoporosi
Un'altra tecnica di isolamento spinto prevede l'introduzione, nell'intercapedine tra i vetri, di aerogel, un materiale gelatinoso e nanoporoso a base di silice; la presenza di pori, che costituiscono oltre il 90% del volume, e alla base della sua elevata capacita isolante, oltre a determinarne I'estrema leggerezza (di poco superiore a quella dell'aria). L'utilizzo di aerogel, abbinato ad un vuoto non troppo spinto (10-3 atmosfere contro 10-7 atm dei VIG), consentirebbe di raggiungere valori U di 0,4 W/m2K con una distanza tra le lastre di 20 mm. Poiché ('aerogel di silice assorbe le radiazioni infrarosse, non e necessario un rivestimento Low-E e, di conseguenza, fattore solare (g) risulta pi0 elevato, 0,7 contro 0,6. Un beneficio tutt'altro che trascurabile.
Vetri fotovoltaici
Un'altra interessante sfida tecnologica e trasformare le finestre in generatori di energia elettrica, applicando sui vetri elementi fotovoltaici, che per ovvie ragioni devono essere semi-trasparenti. Esistono già in commercio vetri abbinati a celle fotovoltaiche, distanziate e disposte in modo tale da lasciar passare la luce oppure, da un altro punto di vista, fungere da frangisole. La difficoltà è sviluppare sistemi fotovoltaici che non sacrifichino eccessivamente la trasmissione della luce. Al Mit di Boston, prestigioso centro di ricerca statunitense, e allo studio un coating colorato a base organica, sensibile alla luce, da applicare all'interno dei vetri di porte e finestre. Questa "vernice" trasparente sarebbe in grado di intercettare l'energia solare su un'ampia superficie e di concentrarla lungo la cornice del telaio, dove trovano posto celle fotovoltaiche in grado di trasformare la radiazione solare in energia. La finestra colorata si comporta, quindi, come un concentratore solare, migliorando l'efficienza delle celle "di un fattore 40" rispetto a una cella tradizionale. II rivestimento potrebbe essere applicato, oltre che sui vetri, anche su muri ed altri elementi architettonici.
Compositi resistenti e leggeri
Se l'evoluzione tecnologica dei vetri e stata più evidente negli ultimi anni, anche il telaio ha subito un affinamento nel disegno delle camere e sono stati messi a punto prototipi e prodotti commerciali, oggi ancora di nicchia, che utilizzano materiali alternativi ai tre maggiormente diffusi: legno, alluminio e PVC.
Uno dei più interessanti sviluppi nei "nuovi materiali" riguarda la produzione di profili in materiale composito, ottenuto annegando una carica di rinforzo generalmente fibra di vetro in una matrice di resina poliestere o vinilestere. Si ottiene cosi un materiale strutturale molto resistente, rigido e leggero che si caratterizza anche per un alto livello di isolamento termico.
Integrazione e design
II serramento sta incorporando anche funzioni accessorie, non direttamente legate alla trasmissione della luce e all'isolamento termoacustico. Oltre all'integrazione con il fotovoltaico, vi sono interessanti ibridazioni con i sistemi di ricambio e trattamento dell'aria e con le più avanzate tecnologie della domotica. La porta o la finestra stanno diventando cosi elementi complessi, dalle molte funzioni e dall'elevato contenuto tecnologico.

Fonte Ristrutturare la casa


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