Progettare il Fattore Solare delle finestre è un lavoro nel quale vi siete imbattuti sicuramente, sia che siate progettisti, serramentisti o vetrai.
Il calore, diversamente da quanto accade con il freddo, cambia molto in base all’orientamento dell’abitazione rispetto al sole, l’ora del giorno o la stagione.
Per questo motivo, se per il freddo possiamo semplicemente scegliere un unico valore di trasmittanza termica U e restare sotto il valore di legge, cosa ben diversa è invece per il caldo, dove non è possibile scegliere un unico valore di Fattore Solare “g” uguale per tutte le finestre della casa, per tutti i tipi di abitazioni, per tutti gli orientamenti, per tutte le dimensioni delle finestre, per tutte le stagioni.
Ecco che bisogna rispondere a due domande:
- come si fa a progettare il Fattore Solare delle finestre?
- qual è la schermatura migliore da abbinare?
Nell’articolo di oggi vi voglio parlare dei principi fondamentali della progettazione del Fattore Solare e di uno strumento chiamato “Solar Scanner” che potrà semplificarvi la vita.
Per cominciare, definiamo cos’è il Fattore Solare: è la percentuale di calore solare che entra dentro l’ambiente attraverso i vetri. Ma perché è così importante?
Un esempio potrà chiarire meglio il concetto.
Prendiamo una finestra di un metro per un metro. La nostra preoccupazione nel passato era quella di impedire che disperdesse calore in inverno. Se facciamo i conti scopriamo che in una notte fredda invernale esce, da questa finestra dotata di vetro termico con Ug 1.1, una quantità di calore pari a 28 Watt circa. Mentre, sempre la stessa finestra munita di un vetro con un Fattore Solare g del 60% fa entrare, nel peggior periodo, estivo 460 Watt.
Si nota subito la forte differenza tra i due valori. Questo accade perché, quando il sole ci riscalda, la temperatura esterna dell’aria conta poco, perché l’energia solare (infrarosso di onda corta) che entra attraverso la vetrata isolante ha una forza maggiore.
Da questo dato risulta evidente che creare un ambiente ben sigillato (senza spifferi), ben isolato (con cappotto termico) e con finestre isolanti ci fa risparmiare in inverno ma, questi stessi accorgimenti, possono creare altri problemi.
Se nel periodo invernale, in mancanza di aerazione l’umidità aumenta, nel periodo estivo il problema, se non gestito, diventa più grande e la casa diventa come una serra con temperature proibitive.
Questo non significa assolutamente che non dobbiamo avere case isolate e senza spifferi, ma, piuttosto, che dobbiamo anche progettare il Fattore Solare delle finestre, la luminosità degli ambienti e il relativo comfort estivo.
Un problema di tutti noi è che conosciamo tante cose ma non viviamo in base alle nostre conoscenze. Sappiamo che il sole cambia la sua posizione durante il giorno e durante le stagioni. Il vantaggio che dobbiamo trarne è che questo movimento è conosciuto e prevedibile e quindi, a seconda del luogo dove ci troviamo, possiamo sapere le traiettorie del sole.
In inverno il sole nasce a sud-est e tramonta a sud-ovest facendo una traiettoria molto corta di circa 120°, praticamente solo 1/3 del nostro orizzonte. Questo comporta che le giornate, in inverno, sono più corte e il sole viaggia poco più alto dell’orizzonte.
All’opposto, in estate il sole nasce a nord-est e tramonta a nord-ovest, percorrendo una lunga traiettoria pari a circa 240° (2/3 del nostro orizzonte) e le giornate sono molto più lunghe.
In estate sulle nostre case arriverà un forte irraggiamento, in modo particolare a est e a ovest dove il sole è sempre molto basso ed è lì che è importante avere sempre delle schermature parallele al vetro.
Al contrario a sud, in estate, il sole passa sempre molto alto sull’orizzonte e influenza meno il surriscaldamento delle abitazioni per cui un piccolo balcone è sufficiente a proteggere dall’irraggiamento, anche se occorre sempre una schermatura esterna.
Se l’estate è il periodo più critico, un altro periodo particolarmente importante e da non prendere in poca considerazione è quello delle “mezze stagioni”. È proprio in autunno e in primavera che le abitazioni correttamente “isolate e sigillate” diventano poco confortevoli ed è importante progettare tenendo presente anche questo periodo.
Nella stagione autunnale e primaverile il sole irraggia ancora molto forte, la sua traiettoria è ancora abbastanza lunga ma la sua inclinazione è più bassa rispetto a quella che ritroviamo in estate. Inoltre la temperatura dell’aria è di poco inferiore a quella degli ambienti interni.
In autunno e in primavera il sole sorge a est e tramonta a ovest e compie una traiettoria che occupa la metà dell’orizzonte. Per questo tutte le finestre orientate a sud, a sud-est e sud-ovest, che vengono irraggiate da un infrarosso di onda corta relativamente basso, hanno bisogno di schermature solari parallele al vetro oppure di balconi aggettanti molto ben progettati che fungano da elemento protettivo.
Finora abbiamo parlato dell’orientamento del serramento, ma un altro elemento importante da considerare è la sua dimensione (piccola/media/grande) che non deve essere individuata nei suoi metri quadrati, ma occorre rapportare la finestra ai metri quadrati della stanza.
Come al solito un esempio chiarisce meglio il concetto.
Ipotizziamo di avere una stanza di mt 5x4, quindi di 20mq:
- un serramento, per essere definito piccolo deve avere un rapporto non superiore al 10% della superfice della stanza. In poche parole, non deve superare i 2mq.
- un serramento, per essere definito medio deve avere un rapporto non superiore al 20% della superfice della stanza. In poche parole, non deve superare i 4mq.
- un serramento, per essere definito grande deve avere un rapporto superiore al 20% della superfice della stanza. In poche parole, deve superare i 4mq.
L’importante, quindi, non è la dimensione del serramento, ma la sua proporzione rispetto alla stanza.
Perciò, prendete carta e penna e misurate la superficie del vetro e dividetela per la superficie della stanza e verificate che tipo di finestre dovete realizzare.
Progettare il fattore solare
Ora che abbiamo parlato dell’orientamento delle finestre e della loro dimensione abbiamo gli elementi per progettare il Fattore Solare che deve avere la vetrata della nostra finestra per evitare il surriscaldamento dell’ambiente.
La tecnologia ci viene in assistenza, utilizzando uno strumento molto semplice che è il “Solar Scanner”. Grazie a questo, assieme a una bussola e uno smartphone munito di App per la lettura di QrCode, riusciamo a progettare il giusto Fattore Solare.
Il suo utilizzo è molto semplice:
- si appoggia il Solar Scanner alla superficie del vetro
- si orienta la bussola
- si definisce la dimensione del serramento (piccola/media/grande) rapportandola alla superficie della stanza
- si leggono le caratteristiche tecniche della vetrata e della schermatura da realizzare nella tabella riportata sul Solar Scanner.
Per gli amanti della tecnologia è possibile utilizzare “Glass Advisor”, che mette a disposizione una piattaforma web che suggerisce la soluzione ottimale per ogni situazione individuata col Solar Scanner. Grazie a questo, andremo a valutare le criticità, i suggerimenti, i valori consigliati del vetro e potremmo trovare direttamente una serie di schermature da un grande database in grado di soddisfare le esigenze della situazione, con una suddivisione in base alla destinazione d’uso degli ambienti.
Inoltre, ogni schermatura è descritta nei dettagli con i pro e i contro di eventuali vincoli architettonici.
Le schermature solari
Abbiamo visto che non è il sud l’orientamento più critico in estate, bensì è molto più severo l’irraggiamento a est e ovest. Questi orientamenti ricevono lo stesso irraggiamento e occorre bloccare l’infrarosso di onda corta prima che entri all’interno della casa, riscaldandola e trasformandosi in un infrarosso di onda lunga. Tale infrarosso, una volta entrato e trasformatosi in onda lunga, per la presenza dei vetri basso emissivi, non riuscirà più ad uscir fuori e creerà, quindi, un “effetto serra”.
Vi ricordo che da ottobre 2015 è in vigore il Decreto 26/06/2015 denominato dei “Requisiti Minimi” dove, tra le varie cose, è stato disciplinato il Fattore Solare “gtot” di 0,35 da rispettare per legge per le finestre esposte da est a ovest passando per il sud.
Tale valore sta a significare che la vetrata, assieme allo schermo esterno, deve avere un Fattore di protezione del 35%: ossia non può entrare in casa più del 35% dell’energia incidente.
A dire il vero il valore del Fattore Solare individuato dalla legge è molto alto e andrebbe sostituito con un valore del 15% o, addirittura del 10%. Questo significa che occorre che ci sia una schermatura esterna e che sia anche di ottima fattura, così da permettere la protezione e, al tempo stesso, la vivibilità degli ambienti in termini di illuminazione e di privacy.
A tale proposito un esempio ci semplifica ancora le cose.
Immaginiamo di avere una cucina di 20mq e di avere una porta finestra orientata a ovest di 6mq (grande) munita di una vetrata con Ug 1.1 (protezione dal freddo) e FS 60% (protezione dal caldo) e di tapparella esterna (schermatura).
Siamo nel periodo estivo, il 15 luglio, e sono le ore 15:30. Se abbiamo tenuto la tapparella alzata dal mattino per godere della luce naturale, adesso la nostra cucina è diventata un forno.
La soluzione sarebbe stata quella di tenere abbassata la tapparella ma, in questa maniera non avremmo usufruito della luce naturale del sole e avremmo dovuto accendere la luce artificiale. Oppure, la soluzione ideale sarebbe stata quella di avere un frangisole esterno, una vetrata con un FS minimo di 0,36 e un TL (trasmissione luminosa) 72.
Purtroppo la realtà non è questa e le conseguenze sono che continuiamo a utilizzare condizionatori “a palla” e provochiamo black out energetici per l’eccessivo consumo. Senza considerare tutti i problemi ambientali che causiamo.
Questo esempio fa emergere l’importanza di considerare la destinazione d’uso dell’ambiente.
Infatti, quel tipo di tapparella sarebbe andata bene in una camera da letto utilizzata solo di notte. In questo ambiente, se durante il giorno la tapparella è abbassata, la stanza rimane “fresca” mentre, nel caso della nostra cucina, questa soluzione non va assolutamente bene.
I sistemi che fanno pieno oscuramento sono ottimi in una stanza da letto ma non sono adatti per le zone giorno. I sistemi filtranti costituiscono una valida soluzione per le zone giorno e si suddividono in quei sistemi che danno o non danno privacy notturna e, per una corretta scelta occorre considerare le criticità degli ambienti.
Conclusioni
Individuare il giusto vetro da “sposare” con la schermatura adatta è una valutazione molto complessa. Rivolgiti a dei veri professionisti che potranno aiutarti ad analizzare le tue necessità e realizzare, così, la tua casa dei sogni evitando il surriscaldamento estivo.
