Vetro coatizzato a controllo solare

Il vetro è un elemento che ci accompagna da millenni nella nostra vita quotidiana. Nell’era dell’immateriale, l’architettura contemporanea considera il vetro un materiale high tech, funzionale e raffinato, che permette di giocare con sfumature sottili di trasparenza e forme complesse traslucide, riflettenti o colorate. L’aumento delle superfici vetrate nell’involucro edilizio e la crescente attenzione al tema energetico spingono oggi i progettisti a ricercare prodotti con prestazioni sempre più ambiziose e nuove funzioni, al fine di rispondere alle esigenze in termini di comfort e di risparmio energetico. Il vetro a controllo solare permette di realizzare un edificio che unisce il fattore estetico sia al comfort di interni protetti dal surriscaldamento solare e dal fenomeno dell’abbagliamento, che alla ottimizzazione dei consumi energetici degli edifici legati al raffrescamento estivo.

Il “controllo solare” è una forma di isolamento che si concretizza mediante la limitazione dell’apporto di energia solare verso l’interno dell’edificio. Un’apertura vetrata trasparente costituisce il passaggio privilegiato del flusso energetico solare che determina un considerevole rialzo della temperatura all’interno dei locali. Un frangisole, una persiana, una tenda da sole, sono strumenti per il controllo solare che agiscono schermando i raggi del sole. Le vetrate a trasmissione energetica limitata, denominate “vetrate a controllo solare”, svolgono la medesima funzione di filtro, ma rispetto ai sistemi sopra descritti hanno una caratteristica unica, la trasparenza, qualità che consente di non limitare il campo visivo delle persone all’interno dell’edificio. Il vetro a controllo solare è un prodotto ad elevato contenuto tecnologico che consente il passaggio di una parte determinata dall’irraggiamento energetico solare, operando contemporaneamente la riflessione all’esterno di gran parte del calore. In questo modo gli spazi interni rimangono luminosi e molto più freschi rispetto all’impiego di una vetrata isolante tradizionale che lascia passare il 76% del calore del sole.

Il parametro che esprime la quantità di calore che oltrepassa la vetrata è il Fattore Solare (“FS” o “g”), che definisce “la frazione della radiazione solare incidente che viene totalmente trasmessa dal vetro“. È la percentuale di energia solare che attraversa il vetro, facendo pari a 100 quella incidente: più contenuto è il fattore solare, minore è la quantità di energia solare che attraversa la superficie vetrata.

Nei vetri con rivestimento a controllo solare vi è un altro parametro che assume un’importante valenza tecnico/architettonica: la Riflessione Luminosa (RL %). Infatti una tecnica per ridurre l’apporto solare verso l’interno dell’edificio, oltre alla gestione dell’assorbimento energetico, è quella di riflettere verso l’esterno una parte della radiazione solare. Chiaramente, la maggiore o minore intensità della Riflessione Luminosa, caratterizzerà anche l’aspetto architettonico dell’edificio, proponendo un look “brillante” oppure “pastello”.

L’utilizzo dei vetri colorati in massa ha rappresentato la prima soluzione tecnica adottata nella progettazione dell’involucro edilizio per migliorare le prestazioni di controllo solare. Oggi l’industria ha sviluppato il così detto “vetro rivestito” o “coatizzato”, utilizzando la tecnologia dei depositi superficiali dei rivestimenti a controllo solare (coating o couche):  uno o più strati solidi di materiali inorganici (da 0,01 a 0.8 mm) applicati sulla superficie di un substrato di vetro con vari metodi di deposizione che hanno la capacità di di schermare la radiazione infrarossa ad elevato contenuto energetico della radiazione solare. La materia è complessa e articolata, ma in sintesi il processo di “coatizzazione” può essere di due tipi: chimico o fisico.

Nel coating chimico si sfrutta il procedimento a caldo detto “pirolitico”: il processo avviene in linea col forno di produzione e l’elevata temperatura del vetro, all’uscita del forno di colata, fissa sulla superficie uno strato di ossidi di metallo. Di conseguenza i vetri ottenuti vengono detti “hard coating”.

I coating fisici, invece, sono realizzati in impianti separati dalla linea di produzione. I processi produttivi avvengono in ambienti sotto vuoto spinto: uno dei procedimenti più avanzati tecnologicamente è quello denominato “magnetron sputtering”. In esso la lastra di vetro è introdotta nella camera in cui sono contenuti il metallo da depositare (catodo) ed un gas di processo a bassa pressione. In seguito all’applicazione di un voltaggio negativo al catodo, avviene la ionizzazione del gas. Gli atomi del gas così formati sono attratti dal catodo con una forza tale che atomi del catodo stesso, espulsi, si depositano sulla lastra di vetro sottostante. Il campo magnetico creato attorno al catodo aumenta la velocità di deposizione. Il processo garantisce eccellente uniformità del coating e, grazie alla molteplicità degli strati di film deposti, una vasta gamma cromatica con elevata variabilità di parametri luminosi ed energetici. Questi coating sono comunemente detti “magnetronici” ed i i vetri ottenuti si definiscono “soft coating”.

La tecnologia alla base dei vetri multifunzione a protezione solare, che sono di fatto lo standard per gli attuali sistemi vetrati evoluti, è in forte sviluppo ed i settori industriali in cui è già applicata si stanno muovendo verso combinazioni sempre più innovative, in modo da renderli utilizzabili per ogni gamma di condizioni climatiche (assemblati in vetrocamera, stratificati o con il sistema del doppio coating). Inoltre i coatings hanno raggiunto un elevato livello di trasparenza e neutralità, rendendo il prodotto finito simile ad una comune vetrata isolante.

Articolo di Andrea Cantini e Massimiliano Bertoni

Per approfondimenti:
www.assovetro.it
www.glassforeurope.com
www.pilkington.com
www.saint-gobain.com
www.yourglass.it

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