Smart windows, vetri green per l’efficienza energetica

La ricerca punta a finestre universali efficienti sia in climi caldi che freddi, con applicazioni anche in trasporti e aeronautica. Il mercato, in forte crescita, promette un impatto significativo su sostenibilità ed emissioni globali. Le smart windows rivoluzionano il settore edilizio riducendo i consumi energetici legati a riscaldamento e raffreddamento.

Smart windows, la rivoluzione green del vetro

La crescente domanda globale di energia, spinta dall’urbanizzazione, dallo sviluppo tecnologico e industriale, pone nuove sfide per la sostenibilità. Un settore cruciale per il consumo energetico sono gli edifici, responsabili del 30-40% della domanda mondiale. Un elemento critico è rappresentato dalle finestre, che incidono notevolmente sulla dispersione termica, amplificando la necessità di riscaldamento e raffreddamento.

Le smart windows emergono come una soluzione innovativa per ridurre tali consumi energetici senza sacrificare la trasparenza e l’illuminazione naturale, essenziali per il benessere e la produttività.

Il mercato delle finestre elettrocromiche (EC)

Le finestre elettrocromiche sono le più diffuse. Funzionano attraverso l’applicazione di elettricità, che modifica lo stato molecolare del vetro, rendendolo opaco o scuro per bloccare fino al 70% del calore in eccesso nei mesi caldi e ridurre la dispersione del 40% in inverno.

Questi prodotti, particolarmente apprezzati in paesi caldi, hanno alimentato un mercato globale stimato a 6,6 miliardi di dollari nel 2023 e destinato a crescere del 60% entro il 2028, di altri 4 miliardi di dollari, secondo le stime più ottimistiche.

Tuttavia, le finestre EC presentano limiti significativi:

• Richiedono una fonte di energia, complicando l’installazione in aree remote o con infrastrutture energetiche inaffidabili.
• Offrono opzioni binarie (trasparenza completa o oscuramento totale), limitando la regolazione fine.
• Sono meno efficienti nei climi freddi, dove il controllo del calore interno è cruciale.

Fotochromic windows: una soluzione reattiva alla luce

Queste finestre utilizzano composti reattivi ai raggi UV, come i cristalli alogenuri d’argento. Si scuriscono automaticamente in presenza di luce intensa, bloccando sia i raggi UV dannosi che la luce visibile.

• Pro: Non richiedono elettricità, proteggono mobili e rivestimenti dai danni UV.
• Contro: Costi elevati, sensibilità alle condizioni meteorologiche e inefficacia nel bloccare la luce infrarossa, principale responsabile del calore.

Termochromic windows: la promessa del futuro

Le finestre termocromiche reagiscono alle variazioni di temperatura senza bisogno di elettricità. Grazie a particelle speciali, come il biossido di vanadio, queste finestre oscurano progressivamente il vetro in base alla temperatura esterna.

• Vantaggi principali:
  • Bloccano i raggi UV e potenzialmente gli infrarossi.
  • Più economiche rispetto alle finestre foto cromiche.
  • Offrono una regolazione progressiva, garantendo comfort e trasparenza.

Attualmente, il biossido di vanadio utilizzato nelle finestre termocromiche funziona solo a temperature superiori a 67°C, rendendolo inadatto per l’uso commerciale. Tuttavia, progetti di ricerca, come quelli condotti dall’Environment and Sustainability Institute dell’Università di Exeter, stanno lavorando per abbassare questa soglia e migliorare la funzionalità nei climi freddi.

Prospettive future: verso finestre intelligenti universali

La prossima generazione di finestre termocromiche potrebbe rivoluzionare il mercato:

• Funzionalità ibride che uniscono isolamento termico e accumulo energetico per riscaldare ambienti.
• Capacità di adattarsi sia a climi caldi che freddi, riducendo la necessità di radiatori o condizionatori.

Uno studio ipotizza che l’installazione di cinque finestre smart in un appartamento potrebbe permettere di ridurre i radiatori da cinque a due, con un impatto significativo sui costi energetici.

Il potenziale economico e ambientale

Il futuro delle smart windows non si limita agli edifici residenziali e commerciali. Le applicazioni includono aeroplani e automobili, ampliando le opportunità di mercato. Con il supporto di politiche adeguate e investimenti in ricerca, queste tecnologie possono diventare una componente chiave nella lotta contro il cambiamento climatico, riducendo drasticamente le emissioni di carbonio e i consumi energetici globali.

In definitiva, l’evoluzione delle finestre intelligenti segna un passo avanti verso un’architettura sostenibile, migliorando la qualità della vita e proteggendo il pianeta.