Il muro solare: riscaldare la propria abitazione con un guadagno indiretto dal Sole

Come ottimizzare il riscaldamento della vostra abitazione ecosostenibile? Come ridurre le dispersioni termiche e massimizzare il calore che proviene dalla stessa abitazione o come garantirsi un confort abitativo che non rinunci al benessere sia nel periodo invernale che in quello estivo? La soluzione a questa tipologia di problematiche dei vostri locali abitativi potrebbe essere facilmente risolta con l'installazione della tipologia di muro solare, il quale grazie ad un particolare meccanismo di conservazione di calore è in grado di accumulare massa termica per generare il calore necessario a tutti locali della casa. In che modo?

Il muro solare: cos'è?

Il muro solare è una delle tecnologie maggiormente utilizzate nel settore della architettura bioclimatica, in quanto la particolare costruzione strutturale, parte integrante dell'abitazione stessa, vanta la dotazione di un sistema a guadagno solare indiretto, costituito da una parete realizzata in muratura o in calcestruzzo che accumula e conserva il calore, trasferendolo, in seguito all'interno dell'abitazione.

Per svolgere in maniera ottimale la funzione di accumulo del calore dell'irraggiamento solare che riceve, la tipologia di muro solare deve prevedere una collocazione a Sud, similmente a qualsiasi installazione di pannello solare o fotovoltaico, e deve essere rigorosamente verniciato di nero, consentendo alla parete di assorbire un quantitativo di radiazioni solari maggiori. In base a degli studi sulle colorazioni e la loro capacità di assorbire il calore, una parete completamente verniciata di nero è in grado di assorbire fino al 95% della radiazione solare che arriva sulla sua superficie; una parete blu fino al 90% fino a scendere all'80% del rosso o delle superfici dalle colorazioni più tenui.

La superficie esterna del muro solare è protetta da una vetrata, collocata al di sopra del muro stesso e ad una distanza di circa 10 cm circa con l'obiettivo di ridurre le dispersioni energetiche: il calore rimane all'interno dell'intercapedine ottenendo un sensibile guadagno solare; la realizzazione in muratura o in calcestruzzo delle pareti funge da massa termica per l'accumulo del calore, immagazzinando il calore esterno e rilasciandolo all'interno dei locali.

(Schema di funzionamento del muro solare: nell'immagine è evidente la fase di arrivo delle radiazioni solari, l'accumulo e la distribuzione del calore)

Le tipologie di muro solare: caratteristiche

In commercio esistono due differenti tipologie di muro solare che si differenziano per gli elementi costitutivi della loro costruzione stessa:

• il muro solare massivo, caratterizzato dall'assenza di aperture, presenta delle differenti prestazioni di accumulo e distribuzione del calore in base allo spessore della superficie del muro stesso e dalla sua colorazione;
• il muro solare di Trombe, caratterizzato da aperture nella parte alta e nella parte bassa della superficie, controllate da piccole serrande meccaniche o automatizzate, per permettere un'ottimale ventilazione naturale all'interno dei locali dell'edificio. Questa tipologia di muro solare si basa sul principio della termocircolazione che favorisce la distribuzione del calore all'interno dei locali dell'edificio;

Entrambe le tipologie di muro solare permettono di ridurre le variazioni naturali di temperatura all'interno dei locali, dovute alle radiazioni incidenti sull'edificio, all'assorbimento dell'energia da parte delle pareti, dal conseguente loro surriscaldamento e rilascio nell'ambiente: la superficie vetrata del muro solare permette, infatti, la captazione delle radiazioni solari in maniera più omogenea e uniforme rispetto a delle pareti in muratura tradizionale e durante la fase di diffusione del calore accumulato, il muro solare irradia tutta la sua energia negli ambienti della casa.

La distribuzione del calore all'interno degli ambienti può essere favorita anche con l'installazione di sistemi con moti convettivi che si innescano grazie a delle apposite aperture, mettendo in collegamento l'intercapedine in cui viene rinchiuso il calore, la vetrata ed il muro con gli ambienti interni. Per chi volesse avere maggiori informazioni o farsi un'idea più chiara sull'importanza e l'efficienza della tipologia del muro solare, si consiglia la visione del video dell'Expo di Shangai del 2010, nel quale si mette in evidenza la potenzialità del colore delle superfici di accumulare il calore, di distribuirlo e creare un velo di isolamento all'interno dell'edificio, ribadendo come la sostenibilità non sia solo high-tech, ma sia una questione di buon senso.

Il principio del guadagno indiretto del muro solare

Nel periodo estivo, per preservare una temperatura confortevole nella propria abitazione, è necessario limitare la captazione delle radiazioni solari attraverso dei sistemi di schermatura che permettono di ombreggiare la superficie vetrata: nella tipologia di muro solare a Trombe l'aria calda dei locali interni è richiamata dalle aperture collocate nella parte più alta, permettendone il raffreddamento e garantendo una temperatura confortevole in tutte le stagioni dell'anno.

Il muro solare permette, dunque, di avere una sorta di guadagno indiretto, proprio perché ricevuto dalle radiazioni solari che vengono captate, assorbite, accumulate e conservate nello spazio tra l'intercapedine e la parete, calore che può raggiungere temperature tra i 50 e i 60 gradi. La parete metallica del muro solare crea un ambiente in cui in cui la temperatura aumenta e grazie a delle piccole aperture l'aria calda viene convogliata all'interno per riscaldarsi durante questo percorso: ecco il guadagno di calore indiretto solare.

(Straordinario esempio di installazione di un muro solare con aperture su una struttura industriale/commerciale)

I vantaggi del muro solare

Installare la tipologia di muro solare presenta numerosi vantaggi:

• durante le ore del giorno, la maggior parte dell'energia viene generata o fornita dal muro solare;
• durante il periodo o ore più calde della giornata, il muro permette di ridurre il surriscaldamento dovuto al maggiore irraggiamento solare;
• costo contenuto e accessibile a tutti;
• non necessita di combustibili per il suo funzionamento;
• può essere installato molto facilmente su strutture ed edifici industriali;
• nessuna emissione di CO2 nell'ambiente.

Gli svantaggi del muro solare

Installare la tipologia di muro solare presenta, però, anche numerosi svantaggi:

• riduzione dell'efficienza nel rendimento in caso di nuvolosità;
• necessità di avere le pareti rivolte verso Sud;
• inutilizzabile durante le ore notturne, durante le quali è necessario fruire di sistemi di riscaldamento alternativi;
• non sempre la sua installazione è possibile nelle zone soggette a vincoli ambientali o paesaggistici.

(Esempio di installazione di muro solare su una superficie di grande dimensioni come un'azienda o una struttura industriale)