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domenica 3 febbraio 2013

Casa con cappotto: finestre solari 2)



La fabbricazione di vetro in lastre è stata una bella invenzione che, applicata alle finestre, fin dalla antica Roma, ha permesso alle case di essere luminose e di tenere fuori, vento e pioggia e in parte, il freddo.
Tra le proprietà del vetro c'è quella di essere trasparente alla luce solare, ma anche quella di essere opaco alle radiazioni infrarosse, il tipo di "luce oscura", invisibile ad occhio umano, che emettono gli oggetti caldi.
Quindi, una finestra in vetro, rivolta verso sud,  per molte ore al giorno, riceve luce solare che, in gran parte, attraversa il vetro ed entra nell'abitazione.
Una volta entrata in casa, la luce solare interagisce con tutti gli oggetti che incontra, compresi gli umani, e cede loro la sua energia. In questo modo, gli oggetti illuminati si riscaldano e, a loro volta, emettono, tutt'intorno a se, energia termica, sotto forma di luce infrarossa.
Quando la luce infrarossa, emessa dagli oggetti dentro casa, incontra il vetro non riesce ad attraversarlo,  gli cede parte della sua energia (il vetro si riscalda) ed è riflessa verso l'interno della casa che, ancora una volta, assorbe questa energia raggiante riscaldandosi.
 


Questa caratteristica del vetro è sfruttata nelle serre, vere e proprie case con tetti e pareti di vetro, all'interno delle quali, anche d'inverno, si possono coltivare fiori e ortaggi. Le piante, per crescere, usano l'energia solare che attraversa il vetro e ,grazie al vetro che intrappola le radiazioni solari, la serra si riscalda e il calore aiuta le piante a crescere velocemente.

Ma quando fuori è molto freddo, una lastra di vetro, spessa pochi millimetri, puo fare molto poco per contrastare il passaggio, per conduzione, del calore dentro casa verso l'esterno freddo.

Si stima che circa il 22% del calore prodotto in casa da stufe, caloriferi, caminetti si disperda attraverso le finestre tradizionali, con una singola lastra di vetro.

Per nostra fortuna, ancora una volta la fisica c'è venuta incontro per ridurre drasticamente questa perdita di calore, risparmiare soldi e contemporanemente godere di maggiore confort.

Per prima cosa i fisici hanno scoperto che l'aria secca è un ottimo isolante termico.
La capacità di un materiale a condurre calore è definita come conducibilità termica.
L'unità di misura della conducibilità termica è: watt/metro.kelvin

Più è alto è il valore della conducibilità di un materiale, maggiore è la quantità di calore che fluisce lungo questo materiale, a parità di differenza di temperatura esistente tra il lato caldo e quello freddo.

Ad esempio la conducibilità dell'alluminio (ottimo conduttore) è 111, quella del vetro 1, la lana 0,05, il polistirolo espanso 0,045, l'aria secca 0,026.

Di fronte a questi numeri dovrebbe esservi chiaro il motivo per cui i nostri maglioni sono fatti di lana e non di alluminio e che, se vogliamo isolarci da freddo, molto meglio mettere tra due lastre di vetro uno strato d'aria, piuttosto che palline di polistirolo.

In base a questi dati , sviluppate le tecniche produttive, nelle finestre, al vetro singolo si è sostituita la vetro camera: due lastre di vetro parallele (4 millimetri ciascuno) , separate da uno strato d'aria di 15 millimetri a tenuta stagna su tutto il perimetro.


Conti alla mano, da una finestra a vetrocamera, passa la metà del calore che fluisce all'esterno attraverso una finestra a vetro semplice.

E già questo è un vantaggio che dovrebbe suggerire di passare subito alla vetro camera se avete ancora il vetro semplice.

Ma si può fare di più.

Da qualche tempo, in commercio ci sono vetro camere innovative, denominate basso emissive che, grazie ad un microscopico e trasparente strato di materiali riflettenti, depositato sul lato 3 della vetrocamera (vedi figura sopra) le radiazioni infrarosse che raggiungono il vetro sul lato interno della casa sono in gran parte riflesse nuovamente verso l'interno.

In questo modo, rispetto ad una vetro camera normale,  si dimezzano ulteriormente le perdite di calore.

In base ai valori di  Trasmittanza Termica, forniti dai produttori si possono fare conti precisi sulla quantità di calore che è possibile risparmiare.

Ad esempio, se avete una finestra con una superfice di 1,5 metri quadrati, con una differenza di temperatura di 10 °C  (20 °C dentro casa e 10°C fuori), se nella finestra c'è un vetro semplice, in un'ora, attraverso questo vetro esce energia termica per 88,5 wattore (Wh), con vetro camera normale il calore perso è 40,5 Wh e con vetrocamera a bassa emissione la perdita si riduce a 21 Wh.

Se vi riscaldate con metano, per produrre queste quantità di calore dovete bruciarne, rispettivamente circa 8, 4, 2 litri.

Moltiplicate questi valori per tutta la superfice vetrata delle vostre finestre e per il numero di ore invernali  in cui, dalle vostre parti, la temperatura esterna è inferiore a 15 °C, temperatura alla quale si comincia ad accendere il riscaldamento e vi potrete fare un'idea del risparmio che ogni anno potreste fare cambiando tutti gli infissi.

Certamente cambiare gli infissi tradizionali con altri ad alta efficenza energetica ha un costo.

Comunque, tenete conto che potrete detrarre dalle tasse il 55% della spesa e che il risparmio si ripeterà anno dopo anno, senza che dobbiate far altro che tenere puliti i vetri.

Mi sembra un bel modo di investire il vostro denaro.

Comunque i vantaggi delle vetrocamere a bassa emissione non sono tutte qui. Ci sono interessanti e piacevoli sorprese che vi sarano svelate nel prossimo post.

Non mancate.

Tutte le puntate di Casa con Cappotto:

- Che classe energetica sei?
- Stare in mutande: quanto mi costa?
- Misuriamo gli sprechi evitabili
- Vasi "termici" comunicanti
- Sangue caliente 
- Muffe e condense
- Punti freddi
- Barriere frangivento
- Via col vento
- Finestre solari 3
- Finestre solari 2
- Finestre solari 1
- Occhio ai cassonetti
- Riflettori sui caloriferi
- Liberiamo i caloriferi
- La Fisica che serve 3
- La Fisica che serve 2
- La Fisica che serve 1
- Casa con cappotto