La progettazione di involucri trasparento o semi trasparenti con materiali a bassa massa come i film in ETFE non può essere improvvisata. Innanzitutto va considerato valudo tutto ciò già illustrato per quanto riguarda il comfort termico nelle tensostrutture. In aggiunta, per il raggiungimento del comfort termico all’interno di spazi trasparenti è necessario dare priorità alla gestione dell’energia in ingresso per irraggiamento, mentre i parametri di temperatura e velocità dell’aria e umidità relativa risultano essere facilmente controllabili grazie al sistema di condizionamento opportunamente dimensionato. Il controllo dell’energia in ingresso risulta essere complesso a causa dell’involucro in ETFE che, per sua natura, non è in grado di ottemperare alla sua funzione di efficace schermatura solare. Al fine di definire meglio le proprietà che tale involucro dovrebbe avere, di seguito, viene proposta un’analisi dei principali parametri energetici dei materiali trasparenti.
I principali parametri energetici di un involucro trasparente sono:
- Trasmissione energetica diretta: esprime il rapporto fra l’energia solare trasmessa direttamente dal componente trasparente e l’energia solare incidente su di esso.
- Assorbimento energetico e Ri-emissione: esprime la quantità di energia assorbita e riemessa verso l’interno o verso l’esterno.
- Riflessione energetica diretta: esprime il rapporto fra l’energia solare riflessa direttamente dal componente trasparente e l’energia solare incidente su di esso.
- Fattore solare (fattore g) o Energia solare trasmessa: esprime il rapporto tra il flusso totale di energia trasmessa dal componente trasparente e il flusso incidente sullo stesso (Energia trasmessa direttamente + Energia assorbita e riemessa verso l’interno).
Parametri energetici in un involucro strasparente
Trasmissione, assorbimento, riflessione dell’energia avvengono in modo diverso al variare della lunghezza d’onda delle radiazioni. Nel caso della radiazione solare lo spettro completo è rappresentato nell’immagine di seguito.
Spettro della radiazione solare
Da questo grafico si nota come l’energia derivante dall’irraggiamento solare è così distribuita:
- 40% nel campo del visibile;
- 52% nel campo infrarosso;
- 8% nel campo ultravioletto.
Al fine di ottenere un adeguato controllo dell’energia in ingresso, quindi, il materiale selezionato deve essere in grado di riflettere o quantomeno assorbire e riemettere verso l’esterno sia nel campo del visibile ma anche e soprattutto nel campo dell’infrarosso, l’unghezza d’onda in cui è concentrata la maggior parte dell’energia solare.
Nel caso specifico dei sistemi in ETFE, il film in se’ trasmette oltre il 95% dell’energia in ingresso e non ha quindi alcuna funzione sopracitata. Al fine di ottenere queste proprietà è neccessario addittivare il film fin dalla fase di produzione o, in alternativa, successivamente attraverso un processo di stampa.
Il processo di modifica del film in fase di produzione garantisce un risultato omogeneo, controllato e duraturo nel tempo. La schermatura tramite stampa, permette la personalizzazzione e il controllo dell’energia in modo differenziato per ogni area esposta. La definizione del corretto pattern di stampa oppure l’addittivazione del film in ETFE deve essere decisio solo dopo una attenta analisi termica e fluidodinamica. In alternativa, se possibile, test in scala reale tramite l’istallazione di strumenti di misura (piranometri) sono di grande aiuto per validare i modelli numerici. Consigliamo progettisti ed archietti di contattarci nelle primissime fasi della progettazione così da includere queste analisi a livello preliminare e non andare incontro a modifiche successive.