Avvolgere gli edifici in uno strato di liquido isolante
Rispetto alle tecnologie del passato, le finestre con il triplo vetro hanno migliorato di molto l’efficienza energetica. Il progetto LAWIN (Large-Area Fluidic Windows) si propone di migliorare ulteriormente tali prestazioni adottando un nuovo approccio. I ricercatori di LAWIN stanno sviluppando finestre che permettono una raccolta di energia solare molto efficiente e lo scambio di calore per mezzo di un rivestimento attivo degli edifici. “Essenzialmente, vogliamo avvolgere un edificio in uno strato di liquido e controllare la temperatura,” dice il professor Lothar Wondraczek dell’Istituto di ricerca sui materiali Otto Schott (OSIM) dell’Università di Jena e coordinatore del progetto. Al centro della tecnologia c’è un vetro strutturato goffrato con canali microfluidci all’interno dei quali circola un fluido funzionale. Il fluido permette di regolare automaticamente l’incidenza della luce o di raccogliere il calore esterno che viene quindi trasportato a una pompa di calore. L’attuale prototipo usa soluzioni acquose, ma si potrebbe usare qualsiasi fluido che abbia alte proprietà di scambio di calore e che possieda ulteriori funzionalità come il policromatismo (in cui le proprietà ottiche di assorbimento del fluido dipendono dall’ordine di grandezza dell’irradiazione incidente o che possono essere regolate elettricamente). Finestre energetiche Le finestre e gli elementi della facciata microfluidici a grande superficie di LAWIN si basano su quattro tipi di nuovi materiali: vetro economico e resistente, vetro laminato microstrutturato di qualità architettonica, un composto vetro-vetro che comprende canali microfluidici e un liquido che immagazzina il calore, progettato per essere trasparente e/o avere una funzionalità attiva nella facciata e nelle finestre. Il consorzio del progetto si propone di ridurre a zero l’energia incorporata e il CO2 per la superficie delle finestre dopo quattro mesi di utilizzo. LAWIN ha inoltre l’obiettivo di migliorare i valori di isolamento termico per la superficie delle finestre di almeno il 20 % e di ridurre l’energia consumata durante il ciclo di vita completo di un edificio del 10 %. Portare la tecnologia sul mercato LAWIN spera di arrivare rapidamente sul mercato e che le sue nuove finestre e i nuovi elementi della facciata siano accolti bene. “La cosa più importante è il processo di produzione su larga scala,” dice il professor Wondraczek. “Integrare la tecnologia nel processo tradizionale usato per produrre finestre con triplo vetro è uno degli obiettivi chiave.” Per testare realmente la tecnologia, LAWIN ha in programma di produrre il prototipo finale su scala semi-industriale entro il 2017. Prima però i ricercatori di LAWIN devono superare un ostacolo. Per imprimere microcanali larghi un millimetro nel vetro e poi laminare il vetro con un altro strato di vetro spesso circa 1 mm, il vetro deve essere estremamente piatto. Attualmente però i vetri prodotti con il cosiddetto processo di laminatura sono ondulati. Per risolvere questo problema i membri del consorzio stanno sviluppando nuove attrezzature di lavorazione e adattando il processo di produzione. Il risultato sarà un pezzo di vetro molto piatto di qualità più alta che si potrebbe usare anche per le finestre di sicurezza o in altre applicazioni di alta gamma. Le dimensioni sono importanti “La sfida è offrire le finestre a un prezzo molto basso in grandi dimensioni,” dice il professor Wondraczek. L’attuale prototipo dimostrativo misura 0,25-0,5 m2, ma il progetto ha come obiettivo una versione finale di 2 m2. Il prototipo attuale sarà istallato in edifici modello nel nord e sud Europa nel 2017, in modo da verificare condizioni climatiche diverse, e i risultati saranno testati in modelli di simulazione. I risultati dei test e delle simulazioni saranno quindi usati per verificare e ottimizzare parametri come il flusso del fluido, le dimensioni dei canali e la pressione del fluido dentro i canali. Questi saranno incorporati nella versione finale di 2 m2. Inoltre, i risultati saranno integrati in modelli usati per progettare edifici. Secondo le stime del consorzio le finestre di alta gamma costeranno 2,5 volte di più rispetto alle finestre con tripli vetri, ma il prezzo più alto sarà in parte compensato dal risparmio di energia e da caratteristiche funzionali o estetiche avanzate. I membri del consorzio LAWIN credono che le finestre potrebbero contribuire a ridurre di almeno 123 000 tonnellate l’anno il CO2 generato dal riscaldamento e sostituire almeno il 2 % delle fornaci per le finestre in Europa. “Le finestre fluidiche a grande superficie saranno adatte praticamente a qualsiasi tipo di edificio e i costruttori saranno potranno sostituire altre finestre semplicemente cambiandole,” dice il professor Wondraczek.
Paesi
Germania