Development of innovative materials for building envelopes in dynamic behavior for energy saving and environmental sustainability

The energy saving, the exploitation of renewable energy, respect for the environment, and living comfort, represent the objectives of the research conducted, relating to the theme of Civil and Environmental Protection, in the building sector. Specifically, innovative glasses have been developed capable of reconciling contrasting aspects such as: guaranteeing the introspection of natural light and at the same time managing the external thermal contributions. The studied prototypes are able to adapt to external stimuli, thanks to organic photochromatic elements that, under the solar radiation, gradually darken by increasing the reflected energy and ensuring the containment of internal temperatures. When the solar radiation drops, they return transparent, letting the sunlight filter through. The ratio of the glasses is the shielding of the thermal energy thanks to the assembly of Low-E glasses, reflecting the infrared radiation, with photochromatic elements able to reflect, activating, the ultraviolet band and a large part of the visible radiation. In experimental campaigns, it was possible to appreciate the performance of experimental glasses, comparing them with those of a low-emission sample module (one of the most performing and widespread products on the market). The advantages of the experimental glasses were quantified, according to the technical procedures of the Standards UNI EN 410/2000 and UNI EN 673/2011, through the evaluation of the characteristic parameters of the windows, first of all the solar factor G which is the total thermal energy transmitted by glass and the light transmission factor v representing introjected natural light. The tests have confirmed the validity of the experimental modules that, at the most obscuring, have managed to screen 25% more thermal energy, compared to the reference sample and guarantee 8 ÷ 10 degrees K less temperature inside the boxes; while, in the transparent state, they guaranteed the introspection of natural light.

Il risparmio energetico, lo sfruttamento delle energie rinnovabili, il rispetto dell'ambiente, e il comfort abitativo, rappresentano gli obiettivi della ricerca condotta, afferente il tema della Protezione Civile ed Ambientale, in 'ambito edilizio. Nello specifico sono stati sviluppati vetri innovativi capaci di conciliare aspetti contrastanti quali: garantire l'introspezione di luce naturale e nello stesso tempo gestire gli apporti termici esterni. I prototipi studiati riescono ad adattarsi agli stimoli esterni, grazie ad elementi fotocromatici organici che, sotto la radiazione solare, si oscurano gradualmente aumentando l'energia riflessa e garantendo il contenimento delle temperature interne. Al calare della radiazione solare, tornano trasparenti lasciando filtrare la luce solare. La ratio dei vetri è la schermatura dell'energia termica grazie all'assemblaggio di vetri Low-E, riflettenti le radiazioni dell'infrarosso, con elementi fotocromatici in grado di riflettere, attivandosi, la banda ultravioletta e gran parte della radiazione visibile. Nelle campagne sperimentali, è stato possibile apprezzare le prestazioni dei vetri sperimentali, confrontandole con quelle di un modulo bassoemissivo campione (uno dei prodotti più performanti e diffusi sul mercato). I vantaggi dei vetri sperimentali sono stati quantificati, secondo le procedure tecniche dalle Norme UNI EN 410/2000 e UNI EN 673/2011, attraverso la valutazione dei parametri caratterizzanti delle vetrate, primi tra tutti il fattore solare G che è l'energia termica totale trasmessa dai vetri e il fattore di trasmissione luminosa v che rappresenta la luce naturale introiettata. I test hanno confermato la validità dei moduli sperimentali che, al massimo oscuramento, sono riusciti a schermare il 25% in più di energia termica, rispetto al campione di riferimento e garantire 8÷10 gradi K in meno di temperatura all'interno dei box; mentre, allo stato trasparente hanno garantito l'introspezione di luce naturale.