La tecnologia applicata ai vetri consente di modulare il calore in entrata e uscita a seconda delle condizioni ambientali esterne
- Il costante sviluppo urbano e industriale porta ad un costante aumento di richiesta energetica
- Negli edifici le finestre costituiscono un problema di dispersione energetica
- Il calore entra dalle finestre in estate e fuoriesce in inverno, comportando l’uso di riscaldamento e condizionatori negli ambienti interni
- Un team di scienziati ha messo a punto un tipo di vetro che quando fa freddo trattiene il calore all’interno e lo lascia uscire quando fa caldo, rinfrescando gli ambienti
- La tecnologia è ancora in fase di implementazione per via dei costi elevati e la complessità di produzione
Il costante sviluppo urbano e industriale porta ad un costante aumento di richiesta energetica. Gli edifici costituiscono circa il 30%-40% del totale, persino più dell’industria o dei trasporti. Ciò deriva in gran parte dai sistemi di riscaldamento, raffreddamento e ventilazione delle abitazioni. Le finestre costituiscono un elemento di rilievo nella dispersine energetica, poiché non sono isolanti e consentono al calore di fuoriuscire in inverno e di entrare in estate.
I limiti delle soluzioni in commercio
Recentemente è stata messa a punto una tecnologia che consente alle finestre di migliorare l’efficienza energetica degli edifici, regolando la trasmissione di calore e luce in base alle condizioni ambientali, mantenendo gli ambienti interni più caldi durante l’inverno e più freschi in estate, e riducendo il consumo energetico.
Attualmente in commercio ci sono finestre dette elettrocromiche che, attraverso impulsi elettrici, modificano in maniera reversibile le particelle all’interno del vetro, oscurandolo e impedendo il passaggio della luce infrarossa (che riscalda le stanze). Questo tipo di finestre ha un aspetto negativo: funziona solo con l’elettricità, e quindi non è affidabile in luoghi remoti con alimentazione intermittente. I vetri oscurati inoltre rendono più buie le stanze, con la necessità quindi di illuminarle artificialmente. Un altro tipo in commercio è la finestra fotocromatica, che crea una barriera alla luce UV ma è molto costosa e sensibile alle intemperie, il che la rende inaffidabile in condizioni di cielo nuvoloso o pioggia.
La nuova tecnologia
Un team di scienziati della Nanyang Technological University di Singapore ha messo a punto una finestra in grado di attivare o disattivare autonomamente l’effetto di raffreddamento radiativo.
Gli studiosi hanno inserito nel vetro un rivestimento di diossido di vanadio drogato con tungsteno, che modifica le sue proprietà ottiche a una temperatura di transizione di circa 28°C. Questo materiale blocca la radiazione infrarossa in condizioni di freddo, trattenendo il calore all’interno, e la lascia passare quando fa caldo, facilitando il raffreddamento degli ambienti.
«Il sistema è passivo e si adatta alla temperatura» spiegano gli scienziati «e funziona senza elettricità, quindi potrebbe essere installato in tutto il mondo e funzionare tutto l’anno».
L’adozione di finestre intelligenti può portare a una riduzione significativa del consumo energetico negli edifici. Si stima che possano diminuire le perdite di calore attraverso le finestre fino al 40% in inverno e ridurre l’ingresso di calore solare fino al 70% in estate, diminuendo così la necessità di sistemi di riscaldamento e climatizzazione.
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Nonostante i vantaggi, l’implementazione su larga scala di queste tecnologie è ancora limitata da costi elevati e complessità di produzione. Tuttavia, la ricerca continua a progredire verso soluzioni più economiche e durature, con l’obiettivo di rendere le finestre intelligenti una componente standard nell’edilizia sostenibile del futuro.
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- https://www.livescience.com/technology/electronics/how-a-new-generation-of-smart-windows-could-keep-you-warm-in-winter-and-cool-in-summer
- https://knowablemagazine.org/content/article/technology/2022/how-smart-windows-save-energy
- https://www.newscientist.com/article/2302249-smart-windows-keep-heat-in-during-winter-and-let-it-out-in-summer/
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