Finestre smart: l'infisso "liquido" che fa risparmiare energia
La Nanyang Technological University ha sviluppato un pannello trasparente in grado di intrappolare il calore durante il giorno per rilasciarlo la notte
Nonostante sia ancora un progetto di ricerca, i risultati appaiono assai promettenti nel partecipare attivamente alla riduzione dei consumi energetici degli edifici: si tratta delle “finestre liquide”, una soluzione testata prima dall’Università di Loughborough, nel Regno Unito e oggi dalla Nanyang Technological University di Singapore. I due progetti di ricerca, partono da un punto in comune: l'utilizzo di doppi vetri e la sostituzione del gas normalmente presente nel vetro camera con un liquido in grado di bloccare l'ingresso dei raggi solari e intrappolare il calore termico.
A differenza della ricerca condotta dall'Università britannica, dove l'intercapedine era riempita semplicemente d’acqua, il progetto singaporiano prevede una soluzione contenente una miscela di micro-idrogel brevettata a base di acqua e stabilizzante, per ottenere una sostanza che diventa opaca quando esposta al calore, bloccando la luce solare e impedendo il riscaldamento eccessivo dell'ambiente interno Durante il giorno, quando la luce solare passa attraverso la finestra, il fluido assorbe e immagazzina l’energia termica. Ciò impedisce alla stanza di riscaldarsi, riducendo la necessità di far funzionare l’aria condizionata. Quando il liquido si riscalda, l’idrogel al suo interno passa da uno stato trasparente a uno opaco, riducendo anche la quantità di luce in entrata. Di notte, invece, il gel si raffredda e ridiventa limpido, rilasciando l’energia termica immagazzinata.
"Il nostro pannello - commenta Long Yi della NTU - è anche circa il 30 percento più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al vetro a bassa emissività disponibile in commercio, pur essendo economicamente meno dispendioso in fase di produzione". Il progetto di ricerca, è descritto in un articolo sulla rivista Joule,ed è in grado di ridurre potenzialmente fino al 45 percento del consumo di energia rispetto ai normali infissi in vetro.
"Le finestre rappresentano un componente chiave nella progettazione di un edificio - spiega l'esperto - ma sono anche una delle zone meno efficienti dal punto di vista energetico. A causa della facilità con cui il calore può trasferirsi attraverso il vetro, gli infissi hanno un impatto significativo sui costi di riscaldamento e raffreddamento di un edificio".
"Un idrogel a base di liquido ci permette di semplificare il processo di fabbricazione per versare la miscela tra due pannelli di vetro e questo conferisce alla finestra vantaggi sull'uniformità, per cui è possibile variare in forma e dimensione". Per questo gli autori ritengono che l'innovazione potrebbe essere implementata negli edifici per uffici, dove è necessario l'utilizzo durante il giorno. Per verificare gli effetti teorici, i ricercatori hanno condotto test in ambienti mediamente caldi, a Singapore e Guangzhou, e con temperature più fredde, a Pechino.
Le simulazioni sono state condotte utilizzando un modello di edificio effettivo hanno mostrato che la finestra liquida consente le migliori prestazioni in termini di risparmio energetico, ma anche acustico. "Test di insonorizzazione hanno anche suggerito che la finestra riduce il rumore con un'efficacia aumentata del 15 percento rispetto agli infissi in doppio vetro - commenta Wang Shancheng, collega e coautore di Yi - che sono molto simili alla nostra soluzione, dove però lo strato d'aria tra i due pannelli è sostituito da idrogel".