Cosa sono i vetri cromogenici: caratteristiche e tipologie

I vetri che compongono i serramenti degli edifici sono una componente
fondamentale del serramento stesso e della qualità in termini prestazionali ed
energetici dell’involucro edilizio.
Negli ultimo vent’anni lo studio e la ricerca sui materiali per l’edilizia ha
interessato anche i vetri. Oggi parleremo dei vetri cromogenici delle
loro caratteristiche e tipologie.

Vetri cromogenici (foto di Pexels – Fonte: pixabay.com)

Premessa

I cambiamenti climatici in atto e la necessità di ridurre gli sprechi
e i consumi energetici ha messo in atto, ormai da qualche anno, la necessità e
l’opportunità di studiare, scoprire e sperimentare nuovi materiali sempre più
efficienti e tecnologicamente evoluti. Il vetro è un materiale che da
sempre viene utilizzato in edilizia e nelle opere architettoniche e per questo
non poteva mancare all’appello. Le superfici vetrate sia di modesti
edifici residenziali ma anche e soprattutto di grandi edifici come ad esempio
le
torri e i grattacieli, sono diventate negli ultimi anni al centro dell’attenzione. Se pensiamo ad
un serramento di una finestra ad esempio, il veto infatti è la parte più
“debole” ovvero la parte più disperdente di calore.

Ovviamente a contenere i flussi termici e acustici è il sistema serramento ma
il vetro svolge un ruolo chiave. Per questo sono stati ideati molte
tipologie di vetro
in grado di rispondere a diverse esigenze come ad esempio i
vetri selettivi, i vetri basso emissivi, etc.

Cosa sono i vetri cromogenici

I vetri cromogenici (o smart windows) sono dei particolari tipi di
vetro che regolano sia la quantità che la qualità della luce che entra
nell’edificio. La
luce naturale
infatti è una componente molto importante per determinare la qualità della
vita delle persone che vivono e lavorano all’interno di un ambiente.

Inoltre dalla quantità di luce che entra dipende poi la quantità di calore che
entra e quindi la necessità o meno di utilizzare
impianti di climatizzazione e riscaldamento. Inoltre i vetri cromogenici sono in grado di assolvere ad altre funzioni come
ridurre l’abbagliamento, proteggere la vista e favorire l’aerazione. In
pratica i vetri cromogenici sono un
filtro tra ambiente interno ed esterno assorbendo la radiazione solare
in maniera totale o parziale: assumono un diverso comportamento in funzione
della luce esterna, dalla temperatura e dal potenziale elettrico, per questo
vengono anche definiti vetri oscurabili.

Vetri cromogenici: tipologie

Come abbiamo appena visto i vetri cromogenici sono dei vetri che possono
assumere un comportamento diverso in base alla luce, alla temperatura e alla
differenza di potenziale elettrico applicata.

In base al fattore determinante della reazione i vetri cromogenici possono
essere suddivisi in tre sotto categorie:

• vetri fotocromici: la trasparenza varia nel tempo in base alla radiazione
  solare e alla quantità di luce presente;
• vetri termocromici: in questo caso la trasparenza invece varia in base alla
  temperatura esterna;
• vetri elettrocromici: stessa cosa la trasparenza e il controllo solare del
  vetro si modificano quando viene applicata una tensione elettrica.

Vediamo meglio nello specifico queste tre tipologie di vetri cromogenici.

Vetri fotocromici

I vetri fotocromici sono in grado di oscurarsi e variare la loro trasparenza
in funzione della quantità della radiazione solare presente e della loro
esposizione ai raggi ultravioletti UV. Più i raggi solari sono intensi e più
il vetro diventerà scuro, viceversa più è buio e più il  vetro tornerà
trasparente. Questo tipo di vetro attualmente ha trovato pochissime
applicazioni in edilizia e viene utilizzato principalmente per le lenti degli
occhiali da sole.

Vetri termocromici

I vetri termocromici cambiano le loro proprietà in funzione della temperatura:
più la temperatura è alta e più il vetro diventa opaco. Questo tipo di vetro è
utilizzato anche in edilizia ma in questo caso occorre prestare attenzione ad
avere una temperatura che sia nell’intervallo del benessere termico e visivo
per l’uomo.

Vetri elettrocromici

I vetri elettrocromici sono un pò più complessi degli altri due tipi di vetri
cromogenici: essi sono formati da più strati, la struttura è simile ad una matriosca. In pratica c’è un elettrolita che viene inglobato tra due
elettrodi inseriti tra due conduttori trasparenti messi nell’intercapedine
della vetrocamera. Se viene applicata una tensione elettrica succede una
reazione elettrochimica che genera una variazione del colore del vetro. Per
avere condizioni di trasparenza basterà invertire le polarità: variando così il
potenziale elettrico applicato al vetro è possibile modulare la trasmissione
luminosa e infrarossa all’interno degli ambienti.

Vetri a cristalli liquidi

I vetri a cristalli liquidi sono un ulteriore tipo di vetro cromogenico e con
un comportamento simile ai vetri elettrochimici. Applicando una differenza di
potenziale i cristalli liquidi cambiano orientamento tra gli elettrodi del
sistema. In questo modo se il sistema è acceso la vetrata in questione diventa
trasparente, se viceversa il sistema è spento il vetro diventa
semi-trasparente e traslucido. Stesso meccanismo avviene per i vetri con
sistema a particelle sospese.

Conclusioni

Quando si progetta un nuovo edificio o si procede con una ristrutturazione è
di fondamentale importanza scegliere nel modo più appropriato il tipo di vetro
migliore in grado di migliorare le prestazioni energetiche e la qualità della
vita degli abitanti. La ricerca e lo studio di nuovi materiali e le tecnologie
hanno reso possibile soluzioni impensabili fino a qualche anno fa e che sono
in grado di controllare e gestire la dinamiche che avvengono tra ambiente
interno ed esterno.