Vetro smart e a risparmio energetico per grandi finestre e facciate in vetro
Progetto Ue per unità in vetro isolanti, leggere e smart che potrebbero far risparmiare fino al 70 % di energia per riscaldamento e raffreddamento
[30 Novembre 2020]
Nell’ottobre 2019 è stata avviata l’iniziativa Lightweight switchable smart solutions for energy saving large windows and glass façades (Switch2Save), finanziata dall’Unione europea, per migliorare la disponibilità e l’accessibilità economica delle tecnologie di vetro intelligente elettrocromiche e termocromiche. Dopo poco più di un anno dopo, i primi risultati del progetto dimostrano che «L’uso di queste tecnologie in combinazione con protocolli di commutazione intelligenti può ridurre fino al 70 % il consumo di energia primaria degli edifici ampiamente vetrati».
I primi risultati e lo stato di avanzamento del progetto sono stati presentati durante il seminario online “Energy Efficient Technologies for Building Envelopes” che si è tenuto dal 25 al 27 novembre e il consorzio di ricerca sottolinea che «Le soluzioni Smart Glass – come le finestre elettrocromiche (EC) e termocromiche (TC) e le facciate in vetro – controllano il trasferimento di energia della radiazione e possono quindi ridurre drasticamente la richiesta di energia per il riscaldamento e la climatizzazione di grandi edifici. Inoltre, consentono un comfort di illuminazione interna superiore rispetto alle tradizionali tende da finestra meccaniche. La commutazione EC si basa su materiali che modificano la loro trasmissione luminosa applicando una bassa tensione elettrica, mentre le celle TC si basano su materiali che cambiano le loro proprietà di riflessione infrarossa con l’aumentare della temperatura».
Come ricorda Cordis, Il bollettino scientificio dell’Ue, «Molta dell’energia trasferita attraverso l’involucro esterno degli edifici moderni passa dalle finestre di vetro. Questa trasmissione di energia fa sì che gli spazi interni perdano calore in inverno e diventino fastidiosamente caldi in estate, aumentando così i costi di riscaldamento e raffreddamento degli edifici».
Switch2Save punta a combinare e far progredire i sistemi EC e TC per creare unità di vetro isolante (Insulating Glass Units – IGU) intelligenti a “energia leggera” adatte per grandi finestre e facciate in vetro: «La commutazione EC si basa su materiali che cambiano la loro trasmittanza luminosa applicando un voltaggio elettrico basso, mentre le celle TC sono basate su materiali che cambiano le loro proprietà di riflessione di infrarossi con l’aumento della temperatura»
Un primo passo del progetto è stato lo sviluppo di protocolli di commutazione per le celle TC / EC per massimizzare il potenziale di risparmio energetico e per definire una strategia di commutazione per le IGU. A Witch2Save spiegano ancora che «Questi protocolli di commutazione consentono di controllare lo stato delle IGU da luminoso a scuro, tenendo conto di una serie di parametri relativi all’edificio. Lo stato ottimale delle IGU dovrebbe garantire comfort visivo e termico oltre che risparmio energetico. Per definire i protocolli di commutazione ottimali, i partner del progetto hanno sviluppato una strategia di commutazione generale per un edificio per uffici virtuali con tre livelli di automazione: completamente: funzionamento automatico, semiautomatico e predefinito delle IGU».
La sperimentazione della strategia di commutazione automatica nelle IGU Switch2Save realizzate in zone climatiche diverse come Atene e Stoccolma evidenzia «Un potenziale di risparmio energetico riscaldamento-raffreddamento variabile tra il 10% e il 70% rispetto alle tipiche finestre a triplo vetro con frangisole interni. Questo potenziale di risparmio energetico dipende non solo dalla zona climatica ma anche dalla modalità di funzionamento, dalle caratteristiche dell’edificio e dal rapporto finestra-parete d i rispettivi edifici».
Il coordinatore del progetto, John Fahlteich, Fraunhofer del Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology, è entusiasta di questi risultati: «I modelli e le simulazioni sviluppati dimostrano che questo protocollo di commutazione è in grado di ottimizzare il comportamento di commutazione delle nostre nuove IGU, portando alla massima riduzione possibile di consumo primario di energia, assicurando o persino migliorando il comfort visivo e termico».
Nella fase successiva, i protocolli verranno implementati nei due edifici dimostrativi di Switch2Save, dove collaboreranno con il sistema di building automation. Switch2Save vuole dimostrare il suo potenziale in due edifici rappresentativi pienamente operativi: il secondo ospedale più grande della Grecia ad Atene e un edificio per uffici a Uppsala, in Svezia. Durante un intero anno, il consorzio Switch2Save sostituirà 50 finestre e portr-finestre e 200 m2 di facciata in vetro con le nuove IGU ed eseguirà un confronto completo “prima-dopo” della domanda di energia in entrambi gli edifici. I risultati accelereranno l’implementazione diffusa dell’energy smart glass e contribuiranno in modo significativo alla realizzazione dell’obiettivo di un settore immobiliare a emissioni zero nell’Ue prima del 2050.