Vetri cromogenici: caratteristiche e tipologie

10/01/2022 - L'architetto Richard Rogers, uno dei massimi esponenti della corrente architettonica dell’hi-tech, già nel 1978 affermava che “a building becomes a chameleon which adapts”, vale a dire l'edificio deve diventare come un camaleonte che si adatta.
 
Con questa citazione l'architetto Rogers si riferiva alla possibilità di utilizzare tecnologie e materiali alternativi al fine di conseguire il risparmio energetico. Tra questi ritroviamo i vetri cromogenici, ovvero quei vetri in grado di modificare le loro proprietà, trasparenza e controllo solare, in base alle sollecitazioni a cui sono sottoposti e di conseguenza di regolare sia la quantità che la qualità della luce che entra nell'edificio.
 
In un serramento o in una facciata continua il telaio, ovvero l'orditura metallica, è quella parte che ha il compito di contenere i flussi termici e acustici. Tuttavia, i vetri, che siano solo una componente di un infisso o che costituiscono intere facciate continue, sono parte integrante dell'involucro edilizio e quindi giocano un ruolo fondamentale su quella che è la qualità in termini prestazionali ed energetici.
 
Infatti, sul mercato sono presenti già tantissime soluzioni innovative e performanti come i vetri basso emissivi, selettivi o riflettenti.
 
I vetri cromogenici sono un'evoluzione ulteriore delle tecnologie fin qui elencate e il loro principio di funzionamento persegue i principi del daylighting design, la disciplina progettuale che promuove un maggiore utilizzo della luce naturale all’interno degli edifici.
 
I vetri cromogenici sono chiamati anche smart window, perchè in base alla reazione che si innesca hanno la capacità di oscurarsi e ritornare nuovamente trasparenti. Una vetrata intelligente controlla la quantità di radiazione solare o di luminosità che entra nell’edificio secondo uno schema di gestione razionale dell’energia e del comfort ambientale. Inoltre, la caratteristica di cambiare e adattarsi all'ambiente esterno permette di creare delle architetture non solo performanti ma anche che interagiscono con il contesto in cui sono inserite.
 
I vetri cromogenici sono utilizzati anche in altri campi diversi dall'edilizia, come il settore dell'ottica, settore dell'agricoltura in particolare per le serre e il settore automobilistico.
 
I vetri cromogenici possono essere suddivisi in due grandi categorie:
1) non attivati elettricamente, che presentano il vantaggio di autoregolarsi;
2) attivati elettricamente, che presentano il vantaggio di poter essere controllati a comando.
 
I vetri cromogenici non attivati elettricamente assorbono le radiazioni solari, parzialmente o totalmente, e in base alla tipologia di reazione si definiscono:
- vetri fotocromici, quando la trasparenza varia in base all'intensità luminosa, il vetro passa da chiaro-trasparente a colorato;
- vetri termocromici, quando la trasparenza varia in base alla temperatura, il vetro passa da trasparente a lievemente colorato;
 
Ci sono poi i vetri elettrocromici che appartengono alla categoria dei vetri cromogenici attivati elettricamente. In questo caso la trasparenza varia in base alla variazione di una tensione elettrica. Il vetro passa da trasparente, quando lo stato elettrico è attivo, a colorato (blu, grigio, porpora) quando lo stato elettrico è disattivato.
 
Per tutte queste nuove tipologie la ricerca è ancora in atto per cercare di limitare gli svantaggi ed esaltarne, invece, i vantaggi. Sicuramente fra le tre tipologie quella che ha trovato maggiore applicazione in edilizia è quella dei vetri termocromici, che sono usati per realizzare vani scala, coperture, atri e strutture a corte, lucernari e pannelli di facciata.
 
I vetri elettrocromici nel settore dell’edilizia sono impiegati per realizzare finestre a controllo dinamico.
 
Di seguito alcune sperimentazioni contemporanee sugli involucri con vetri cromogenici:
- Casa solare, a Saint-Nicolas, Italia, un progetto del 2011 a cura dello Studio Albori.

 ©Archilovers

- Crossway, a Staplehurst, nel Regno Unito, un progetto del 2008 a cura di Eight Associates.
 
 ©Archilovers

Diverse sono state le realizzazioni in tutto il mondo, a titolo semplificativo si riportano due referenze italiane:
- 28 Duca d'Aosta complex realizzato a Brescia nel 2009 dallo Studio Fuksas, in cui è stato utilizzato il vetro magnetronico per il controllo solare Pilkington Suncool™ di PILKINGTON ITALIA.

 ©Archilovers

- il Dipartimento Emergenza Urgenza (DEU) degli Ospedali Riuniti di Foggia, in cui è stato utilizzato il vetro a controllo solare COOL-LITE® SKN 154 prodotto da Saint -Gobain Glass.
 
 ©Saint - Gobain Glass

Diverse sono anche le ricerche realizzate su queste prodotti, come quella portata avanti dall’ENEA durante il periodo 2017-2018, dal titolo “Analisi di componenti trasparenti dinamici: prestazione energetica, comfort e strategie di controllo”, che ha avuto lo scopo di valutare l’influenza delle strategie di controllo di tecnologie trasparenti dinamiche attive (ovvero i vetri elettrocromici) sulla prestazione energetica degli edifici e sul comfort termico e visivo, andando ad investigare anche le implicazioni in termini di flessibilità energetica e profilo di domanda dell’edificio rispetto alla rete elettrica nazionale.
 
In sintesi, i vantaggi dell’integrazione di componenti dinamici vetrati di involucro controllati attivamente sono:
- riduzione dei fabbisogni energetici;
- miglioramento del comfort visivo interno;
- riduzione dei carichi di picco dell’impianto e conseguentemente della rete elettrica.
 
Tuttavia, nel report finale della ricerca viene più volta sottolineato che per assicurare la corretta integrazione in edilizia di tecnologie dinamiche trasparenti, risulta necessaria una corretta progettazione delle strategie di controllo.