I vetri cromogenici e il risparmio energetico

L’ottimizzazione delle prestazioni energetiche di un edifico richiede, tra gli altri aspetti, anche un’attenta scelta delle superfici vetrate.
Negli ultimi anni si assiste a un’evoluzione della tecnologia di questo materiale finalizzata a consentire la giusta interazione tra il clima esterno e le condizioni ambientali interne.

Sono così stati introdotti nuovi tipi di vetri che permettono di controllare la qualità e la quantità di luce in ingresso nell’edificio, svolgendo importanti funzioni come:

• il controllo della radiazione solare
• l’aerazione
• il guadagno termico passivo
• l’antiabbagliamento
• la salvaguardia della vista e della privacy
• l’aumento dell’illuminazione naturale.

L’industria è quindi riuscita a trasformare il vetro, all’inizio semplice punto di passaggio per la luce, in un filtro dinamico capace di interagire con stimoli ambientali e umani per assolvere a nuove funzioni.

Vetri cromogenici

I vetri cromogenici sono quelli in grado di assumere un differente comportamento dipendente dalla luce, dalla temperatura o da una differenza di potenziale elettrico applicata.

Queste variazioni si manifestano con il passaggio da uno stato di completa trasparenza che lascia filtrare tutta la radiazione solare, a uno stato in cui questa può essere totalmente o parzialmente filtrata o assorbita.
Si tratta in sostanza di vetri oscurabili. Più nel dettaglio tali vetri cromogenici si definiscono:

• fotocromici, se la variazione dipende dalla luce
• termocromici, se dipende dalla temperatura
• elettrocromici, se dipende dalla variazione di una tensione elettrica.

Vetri fotocromici

I vetri fotocromici variano le proprie caratteristiche ottiche in funzione dell’esposizione ai raggi ultravioletti, per cui durante il giorno, colpiti dalla luce del sole, assumono una colorazione scura, mentre hanno un comportamento reversibile quando cessa l’irraggiamento, per cui la sera, al buio, diventano completamente chiari e trasparenti.

Questi vetri hanno però un aspetto negativo: durante i mesi invernali, quando le ore di luce sono poche, non consentono un corretto afflusso di raggi solari e quindi ombreggiano ambienti per i quali invece si necessiterebbe di un maggior apporto solare.
Fino a oggi il loro impiego è stato utilizzato prevalentemente per la fabbricazione di occhiali da sole.

Vetri termocromici

I vetri termocromici, invece, all’aumentare della temperatura diventano via via più opachi, mentre ritornano trasparenti quando questa si abbassa.
In genere per ogni prodotto esiste un valore critico della temperatura, al raggiungimento del quale avviene l’oscuramento.

Il loro utilizzo nel settore edilizio è legato però al fatto che la temperatura che ne determina il funzionamento si mantenga comunque entro un range in grado di assicurare il benessere termico per l’uomo.

Vetri elettrocromici

I vetri elettrocromici sono invece costituiti da più strati.
Un elettrolita è inglobato tra due elettrodi a loro volta incorporati tra due conduttori trasparenti. Il tutto è racchiuso tra due lastre di vetro.

Nel momento in cui viene applicata una tensione elettrica, avviene una trasmigrazione di ioni all’elettrodo che determina la variazione cromatica del componente. Per ritornare alle condizioni originarie bisogna poi invertire la polarità.

Si tratta quindi di un vetro “intelligente” in grado di modificare le condizioni di illuminazione e temperatura secondo le esigenze, in modo da diminuire i consumi energetici.

Tra i vetri elettrocromici utilizzati in edilizia ci sono quelli a cristalli liquidi o LCD, composti da due lastre tra cui è posto un film di cristalli liquidi, all’interno di film polimerici.

In questo caso, il funzionamento avviene mediante l’applicazione di una differenza di potenziale.
Quando il dispositivo è acceso, la vetrata appare completamente trasparente, mentre quando è chiuso il vetro diventa traslucido.

Infatti, quando al vetro è applicata una tensione elettrica esterna i cristalli liquidi si orientano tutti nella stessa direzione, permettono alla luce di attraversare il vetro senza deflessioni e il vetro risulterà trasparente.
Se invece i cristalli sono a riposo e quindi disposti in modo disordinato, ostacolano il passaggio della luce, rendendo il vetro opaco, traslucido e incapace di trasmettere la radiazione luminosa.