Smart Glass, le vetrate che si autoregolano e fanno risparmiare energia

Sono chiamate Smart Glass o più comunemente "Vetrate intelligenti" poiché  sono in grado di autoregolarsi a seconda delle condizioni ambientali. Questa capacità permette agli edifici di  aumentare la loro efficienza energetica. In generale, si può dire che il vetro, di cui sono fatte, sia "dinamico". In base alle condizioni ambientali e alle esigenze degli utenti, che possono controllare attraverso un remoto, mutano sia le proprietà termiche sia la trasmissione della luce.  Grazie a dei sensori sono in grado di rilevare la temperatura esterna, regolandone automaticamente l'intensità tonale della superficie. 

(Finestre per ottimo rendimento energetico - credit Foto: Build Direct Blog)

Questi vetri sono cromogenici poiché il loro comportamento cambia in base a determinati fattori (luce, temperatura, stimolazioni elettriche). Le vetrate intelligenti si possono dividere in due grandi categorie:

• Le vetrate che si attivano in modo passivo: le termocromiche (sensibili al calore) e le fotocromiche (sensibili alla luce)
• Le vetrate che sono controllate attivamente: le elettrocromiche e a cristalli liquidi. Possono, infatti, essere azionate quando è necessario, applicando un basso voltaggio elettrico.

(Smart glass o Vetrate intelligenti - credit Foto: Web Urbanist)

Le smart glass (o vetrate), sono quindi:

• Fotocromiche, quando è il Sole a produrre il cambiamento. La trasmissione luminosa si modifica autonomamente in base alla qualità della luce incidente sulla superficie. La loro variazione, infatti, è influenzata dall'esposizione ai raggi ultravioletti. Le caratteristiche ottiche sono tali da far scurire i vetri con l'aumentare delle radiazioni. Al contrario, con il buio, essi diventano chiari e trasparenti. Tale particolarità è ottenuta in fase di lavorazione mischiando nella pasta di vetro dei materiali organici o inorganici sensibili ai raggi ultravioletti. I materiali inorganici maggiormente utilizzati sono gli alogenuri metallici, soprattutto quelli d'argento (bromuri, ioduri, coluri).  Questo processo fotosensibile si basa sulla decomposizione reversibile di questi microcristalli.

(Photochromic energy smart windows - Credit foto:  Explain thet stuff)

• Termocromiche, quando variano il loro assorbimento luminoso in funzione della temperatura superficiale esterna, per cui tanto più essa aumenta quanto più il vetro si opacizza. Tale proprietà è ottenuta con un rivestimento della lastra di vetro, formato da triossido di tungsteno o da diossido si vanadio. I vetri termocromici (indicati col simbolo TT) mutano la trasparenza attraverso dei polimeri, per cui diventano opachi quando essi coagulano al di sopra  della temperatura critica (variabile tra i 10° e i 90° C) e trasparenti quando diventano solubili nel momento in cui il grado di calore si abbassa.

(Vetri termocromici, fasi del processo - Cretid Foto:Jon Watts)

• Elettrocromiche  o a cristalli  liquidi, quando sono impiegati materiali che cambiano in base ad uno stimolo elettrico applicato. 
  Quelli a cristalli liquidi sono costituiti da una pellicola contenente una serie di cavità sferiche con cristalli liquidi. Essa è posta tra due lastre di vetro. In assenza di corrente, i cristalli si orientano casualmente tra gli elettrodi del sistema (stesso procedimento per le particelle sospese) e di conseguenza  si diffonde la luce incidente, impedendo totalmente la vista attraverso il cristallo. Quando il dispositivo, quindi, è spento la superficie diventa traslucida. Creando invece un campo elettrico, i cristalli o le particelle sospese si allineano, eliminando la deviazione dei raggi luminosi. Si garantisce così la trasparenza del vetro. Il passaggio dall'uno all'altro stato è molto veloce e, al contrario dei vetri elettrocromici, la tensione elettrica applicata deve essere mantenuta attiva per tutto il periodo in cui si desidera la trasparenza della vetrata.

(Vetri a cristalli liquidi - Credit Foto: Inhabitat)

• I vetri elettrocromici utilizzano una tecnologia che controlla la quantità di luce che attraversa una finestra, assorbendola o riflettendola. Essa lascia oltrepassare solo la luce e non il calore, rendendo più efficiente il raffreddamento o il mantenimento della temperatura dell'ambiente. Questi dispositivi si basano sull'ossidoriduzione, cioè sulla reazione tra due componenti, che si scambiano elettroni, scatenata da una corrente elettrica a basso voltaggio. Essi si trovano in un piccolo generatore di elettricità, a sua volta inserito tra due film o lastre di vetro (di circa 100 nanometri di spessore). Il principio chimico-fisico sul quale si basa questo sistema permette la modulazione della differenza di potenziale, alzando o abbassando la trasmissione luminosa ed infrarossa. I vetri elettrocromici hanno il vantaggio di avere un effetto memoria, per cui non serve mantenere attivo il campo elettrico per conservare lo stato raggiunto. Per far tornare il vetro trasparente serve un nuovo impulso elettrico di segnale opposto.  

(Vetri elettrocromici - credit foto: Tree Hugger)

Nel settore dell'edilizia giocano un ruolo importante anche gli infissi. Dotati di ventilazione meccanica integrata, questi nuovi infissi sono provvisti di un sistema di areazione che consente un giusto ricambio d'aria e un notevole risparmio energetico sfruttando uno scambiatore d'aria con recupero di calore.

Le Smart Glass, infissi compresi, svolgono quindi un'importante funzione di filtro tra l'ambiente interno e quello  esterno. Essi sono preposti a garantire una buona visuale, un confort climatico e un corretto apporto e bilancio energetico.

Fonti:
Ideegreen
Architettura ecosostenibile

Foto copertina: dwfcontract

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