Specifiche delle vetrate per facciate basate sulla caratterizzazione spettrofotometrica della trasmittanza

Data: 22 agosto 2023

Autori: Helenice Maria Sacht, Luís Bragança, Manuela Almeida e Rosana Caram

Fonte:Sostenibilità 2021, 13(10), 5437, MDPI

DOI:https://doi.org/10.3390/su13105437

Astratto

La corretta specifica delle vetrate per facciate può ridurre il consumo energetico negli edifici. Lo scambio termico avviene attraverso superfici trasparenti e l'irraggiamento raggiunge l'edificio sotto forma di luce e calore. Pertanto, le vetrate contribuiscono in modo significativo al trasferimento di calore tra gli spazi esterni ed interni e agiscono direttamente sull’illuminazione naturale e sul comfort termico. Questo articolo riporta la caratterizzazione spettrofotometrica della trasmittanza delle vetrate per lo studio dei componenti di un sistema di facciata modulare e la sua idoneità al clima del Portogallo (clima temperato). Lo studio si è concentrato sui risultati delle misurazioni spettrofotometriche delle proprietà ottiche, in particolare della trasmittanza di alcuni tipi di vetri (controllo solare, autopulente, basso emissivo, float ed extrachiaro) e di due tipi di doppi vetri. I risultati mostrano la percentuale di trasmissione nelle regioni dell’ultravioletto, del visibile e del vicino infrarosso e la sua importanza, che ha consentito di analizzare l’efficienza della vetratura per quanto riguarda l’illuminazione naturale e la correlazione con le prestazioni termiche. Sovvenzioni e indicazioni per la specifica e l'uso adeguato delle superfici trasparenti sono state presentate e hanno integrato le schede tecniche disponibili presso i produttori.

È disponibile un’ampia varietà di materiali trasparenti da utilizzare nelle facciate degli edifici. Tuttavia, nella scelta del materiale è necessario considerare tutte le proprietà della vetratura. La selezione delle vetrate dovrebbe essere un attento processo di valutazione e ponderazione dei compromessi. Tra le caratteristiche richieste per la specifica dei materiali trasparenti, il comportamento spettrofotometrico è un fattore importante da considerare, poiché consente di migliorare il comfort termico e visivo di un edificio.

Sono stati effettuati numerosi studi a questo riguardo, sia per il vetro che per altri materiali trasparenti, focalizzati principalmente sulla penetrazione dei raggi UV attraverso le vetrate. Per limitare l'eccessiva penetrazione dei raggi UV, sono stati proposti vetri otticamente funzionali e le valutazioni delle prestazioni dei materiali smaltati sono state misurate e riportate da Kim et al. [1]. I risultati hanno dimostrato che il vetro di protezione UV è più efficace nel controllare i raggi UV della luce naturale; il vetro trasparente trattato con una pellicola di protezione UV fornirebbe un eccellente controllo della penetrazione dei raggi UV e si consiglia un paio di lastre di vetro trasparenti e protettive trattate con una pellicola di protezione UV; questo raggiunge prestazioni di protezione UV del 96,7% dalla luce naturale.

Goia et al. [2] hanno studiato il comportamento spettrale e angolare di diversi campioni di vetri PCM, caratterizzati da diversi spessori di PCM, mediante uno spettrofotometro commerciale e mediante un banco di prova ottico dedicato che include una grande sfera integrante con un diametro di 0,75 m. Gli esperimenti hanno evidenziato il comportamento altamente diffusivo dello strato PCM, con un peso crescente della modalità di trasmissione diretta-diffusa all'aumentare dello spessore dello strato PCM.

Morettia et al. [3] hanno studiato la caratterizzazione termica e ottica di tre sistemi in policarbonato per edifici (con diverso numero di camere e geometria). Le misure di trasmittanza termica sono state effettuate utilizzando un apparato hot-box, al fine di valutare l'impatto dei giunti di connessione sul valore U effettivo e confrontarlo con i dati dichiarati dai produttori, solitamente indicati come centro del componente. I sistemi in policarbonato studiati potrebbero rappresentare una valida soluzione al posto delle classiche finestre negli edifici commerciali e lo studio fornisce una conoscenza approfondita del comportamento termico e ottico dei pannelli in policarbonato e una serie di dati utili per analisi accurate nell'integrazione edilizia.

Baldinelli [4] ha presentato i dati spettrali sul campo di lunghezze d'onda di interesse per la radiazione solare, mostrando gli elevati livelli di trasparenza dei sistemi di vetrate costituiti da uno strato interno (vetro stratificato, intercapedine d'aria, vetro float) e strato esterno (vetro stratificato), come così come le buone proprietà riflettenti dell'alluminio nel sistema oscurante. Secondo lo stesso autore, le proprietà ottiche dei vetri dipendono dall'angolo incidente tra la superficie e la direzione del raggio: quando questo angolo si discosta dalla direzione normale (0°), la trasmissività diminuisce, la riflettività aumenta e l'assorbenza aumenta. La variazione delle proprietà ottiche con l'angolo di incidenza dipende dal tipo e dallo spessore del vetro; in particolare è più pronunciata per i sistemi di vetrate multiple.