I ricercatori di Fraunhofer hanno sviluppato due nuove vernici per vetrate che proteggono dalle radiazioni solari.
Il Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC di Würzburg e il Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP di Dresda hanno sviluppato due nuove sofisticate vernici per vetrate che si scuriscono al sole.
Nell'ambito del progetto Switch2Save, i ricercatori hanno lavorato su vernici trasparenti per finestre e facciate in vetro utilizzando materiali elettrocromici e termocromici
che reagiscono all'elettricità e al calore. Aggiungendo una tinta modulabile scura e trasparente all'esterno della finestra, questa vernice impedisce agli ambienti di riscaldarsi eccessivamente a causa dell'irraggiamento solare, riducendo così la necessità di aria condizionata e le conseguenti emissioni di CO2.
“La vernice elettrocromica è applicata su una pellicola trasparente e conduttiva, che può quindi essere “accesa”. L'applicazione di una tensione elettrica innesca il trasferimento di ioni ed elettroni, che scuriscono la pellicola e tingono la finestra. D'altra parte, il rivestimento termocromico funziona anche in modo passivo: riflette la radiazione termica del sole quando si raggiunge una determinata temperatura”, ha spiegato Marco Schott, responsabile del gruppo Electrochromic Systems di Fraunhofer ISC. “Le finestre non si oscurano improvvisamente, ma lo fanno gradualmente, in pochi minuti.”
La vernice elettrocromica è applicata su un substrato a base polimerica, mentre la termocromica è invece applicata su un sottile substrato di vetro. Entrambi i processi chimici di verniciatura a umido e sottovuoto sono realizzati con un impianto roll-to-roll economico. I componenti sono poi laminati sotto vuoto su una lastra di vetro dello spessore di 4 mm, che è successivamente integrata a un'unità di vetro isolante. Gli elementi commutabili elettrocromici e termocromici hanno uno spessore di soli 100 μm e pesano meno di 500 g per metro quadrato, quindi non appesantiscono le finestre e possono essere adattati ad edifici pre-esistenti senza la necessità di alterare la struttura dell'edificio.
Un passo importante verso l’azzeramento delle emissioni
Il consumo energetico di queste nuove soluzioni è molto basso: in circostanze ottimali, il film elettrocromico richiede l’uso dell’elettricità solamente per il processo di commutazione e una tensione molto bassa è sufficiente per avviare il processo di colorazione. I materiali termocromici invece non richiedono affatto elettricità, in quanto reagiscono passivamente al calore generato dal sole. Dal momento che il Green Deal europeo aumenterà la domanda di tecnologie per l'edilizia ad alta efficienza energetica nel prossimo futuro (tutti gli edifici all'interno dell'UE dovrebbero essere a emissioni zero entro il 2050), le nuove soluzioni rappresentano un significativo passo in avanti.
“Nelle zone più calde d'Europa, la quantità di energia utilizzata per il raffreddamento e il riscaldamento di edifici moderni può essere ridotta fino al 70%”, ha dichiarato John Fahlteich, coordinatore del progetto Switch2Save e responsabile del gruppo di ricerca di Fraunhofer FEP. “Stiamo installando questa tecnologia nella clinica pediatrica del secondo ospedale più grande della Grecia, ad Atene, e in un edificio per uffici a Uppsala, in Svezia. In entrambi gli edifici i consumi energetici saranno monitorati e confrontati per un intero anno, sia prima che dopo l'installazione delle nuove finestre. In questo modo possiamo dimostrare le reali prestazioni della tecnologia Switch2Save e continuare a testare e perfezionare la tecnologia per diverse altre zone climatiche”.
Il consorzio del progetto è attualmente concentrato sul miglioramento di questa innovativa tecnologia: sta infatti studiando come gli elementi elettrocromici e termocromici possono essere combinati in una finestra composita. Degli ulteriori obiettivi di ricerca includeranno l'adattamento del rivestimento alle forme di vetro curvo e l'aggiunta di più colori alle opzioni già esistenti in blu e grigio.