Schermature solari per risparmiare energia

La prestazione energetica degli edifici è determinata sulla base della quantità di energia annuale necessaria per soddisfare le esigenze legate ad uno uso standard degli stessi e corrisponde al fabbisogno energetico annuale globale di energia primaria per il riscaldamento, il raffrescamento, per la ventilazione, per la produzione di acqua calda sanitaria e, nel settore residenziale, per l'illuminazione, gli impianti ascensori e scale mobili.
E' definita energia primaria, l'energia da fonti rinnovabili e non, che non ha subito alcun processo di conversione o trasformazione: rappresenta un unico indicatore prestazionale energetico che, tramite opportuni fattori di conversione, consente di sommare più flussi e/o vettori energetici che alimentano uno stesso edificio.
Le disposizioni legislative di risparimo energetico, applicabili agli edifici in costruzione ed in ristrutturazione, prevedono di ottenere il confort mediante impianti ed involucro ad alte prestazioni.
L'impianto di riscaldamento ha il compito di apportare calore nel regime invernale, per sopperire alle dispersioni attraverso le pareti opache ed in particolare attraverso quelle trasparenti.
Invece l'impianto di raffrescamento ha il compito di sottrarre il calore che si produce negli ambienti abitati ( per presenza persone, apparati elettrici, ecc..) ed il calore rientrante attraverso le pareti opache - per trasmissione - ed in particolare attraverso quelle trasparenti - per irraggiamento -
Per soddisfare le esigenze di confort si costituisce un sistema denominato edificio-impianto.
Evidentemente, l'impianto deve essere < coordinato > con le caratteristiche dell'involucro ( quello trasparente in particolare ) che deve essere tale limitare le <dispersioni> di calore nel regime invernale e le < rientrate > di calore nel regime estivo.
Per limitare le dispersioni nel regime invernale, si ricorre all'adozione di serramenti ad elevata prestazione termica. Invece per limitare la radiazione solare estiva è opportuno ricorrere ad adeguate schermature.
Radiazione solare ed energia
E' noto che la Terra riceve, in modo continuo, dal Sole una grande quantità di energia, sotto forma di radiazione solare, che di fatto è la principale responsabile della vita e delle condizioni climatiche che si instaurano sul Pianeta. L'energia da radiazione solare si manifesta sotto forma elettromagnetica con lunghezze d'onda comprese tra 0,28 µ e 2,5 µ ( micron ) oppure tra 280 nm e 2500 nm ( nanometri ) suddivise in tre classi: radiazione ultravioletta, radiazione visibile, radiazione infrarossa.
L'effetto serra
Quando una radiazione solare colpisce la parte trasparente /vetrata di un edificio o di una finestra, si verifica che una parte dell'energia incidente ( grazie alla caratteristica della trasparenza ) viene riflessa, mentre una parte penetra all'interno dell'edificio. La quota di energia entrante è proporzionale al fattore solare del vetro.
La radiazione solare che entra ( soprattutto nella parte dell'infrarosso ) interagisce con i corpi ( mobili, arredi, persone , animali, ecc..) presenti all'interno che assorbono l'infrarosso e quindi aumentano la loro temperatura ri-emettendo calore ancora sotto forma di infrarosso, ma a lunghezza d'onda λ maggiore di quella entrante e cioè intorno a 1.000 nm.
I raggi infrarossi a lunghezza di 1.000 nm non riescono però ad uscire attraverso il vetro ma rimangono intrappolati nel locale, facendo aumentare ulteriormente la temperatura.
Questo fenomeno, chiamato effetto serra, dal nome del tipico guadagno di calore che si verifica nelle serre di coltura, è il maggiore responsabile del dis-confort climatico negli edifici nel regime estivo.
Serramenti ad elevata prestazione termica
Dal punto di vista energetico, i serramenti hanno più funzioni: limitare le prestazioni termiche, sfruttare gli apporti solari in inverno, evitare la formazione di rugiada e limitare le rientrate di calore nel regime estivo.
Le vetrate ( isolanti ) a maggiore prestazione termica sono costituite da vetrocamera a doppio – triplo vetro, secondo la tecnologia costruttiva adottata già a partire dagli anni '70.
Il comportamento energetico-solare del vetro
Pur essendo considerato trasparente, il vetro non lo è del tutto e si comporta in modo diverso, a seconda del tipo di radiazione da cui è colpito. La risposta alla radiazione solare del vetro è diversa in base allo spettro totale o lo spettro visibile. L'energia, ovvero la radiazione solare che incide su una vetrata si propaga in base ai fenomeni di Riflessione, Trasmissione, Assorbimento, Emissione;
Dal punto di vista energetico i serramenti conferiscono specificità architettonica per la percezione di luce, però, per l'involucro, dal punto di vista energetico ed acustico, costituiscono “ elemento debole “ determinando di fatto, una dispersione termica nel regime invernale ed una rientrata di calore nel regime estivo.
Purtroppo nonostante le notevoli prestazioni riferite alla riduzione della trasmittanza Ug ed Uw i serramenti non soddisfano allo stesso modo le esigenze di contenimento della radiazione solare, da qui nasce l'esigenza di installare schermature solari fisse o mobili.
Le schermature solari fisse possono essere: zenitali, ortogonali alla facciata oppure verticali paralleli al serramento. Invece le schermature mobili possono essere zenitali a lamelle orientabili, zenitali avvolgibili, verticali scorrevoli, verticali avvolgibili, verticali impacchettabili.
La funzione primaria delle schermature solari o chiusure oscuranti ( tapparelle, persiane, scuri, ecc..) è di proteggere dalla radiazione solare incidente sui serramenti nella stagione estiva, ma è del tutto evidente che limitano anche la dispersione termica attraverso i serramenti nel periodo notturno invernale, quando il serramento, a causa dell'abbassamento della temperatura esterna, potrebbe raggiungere temperatura di rugiada formando cosi condensa superficiale.
Ovviamente la schermatura esterna al serramento ha migliore prestazione rispetto a quella interna in quanto riflette la radiazione prima che questa colpisca il vetro.
Per scegliere la posizione della schermatura ( parallela alla facciata o perpendicolare alla facciata ) bisogna fare uno studio ( i raggi solari devono poter entrare in inverno e poter essere respinti in estate ) in base alla posizione ed all' orientamento delle facciate, tenendo conto del fatto che nelle nostre latitudini nel versante Sud in estate il Sole assume inclinazione tra 70° e 80°
Schermature solari e risparmio energetico: gli obblighi di legge
In base alla definizione riportata nell'Allegato A del D.Lvo 192 /2005 e . m. e i. , le schermature solari esterne sono sistemi che, applicati all'esterno di una superficie vetrata trasparente, permettono una modulazione variabile e controllata dei parametri energetici e ottico-luminosi in risposta alle sollecitazioni solari.
Già il D.P.R. 02.04.2009 n. 59 “ Regolamento di attuazione dell'art. 4, comma 1, lettere a) e b) del D.Lvo 19.08.2005 n. 192, concernete attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia”
al comma 19 riporta:
< Per tutte le categorie di edifici, cosi come classificati in base alla destinazione d'uso all'art. 3 del D.P.R. 412/93 , ad eccezione delle categorie E.6 ed E.8 , al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nel caso di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni di edifici esistenti di cui all'art. 3, comma 2, lettere a) , b) , c) numero 1, quest'ultimo limitatamente alle ristrutturazioni totali, del D.Lvo , è resa obbligatoria la presenza di sistemi schermanti esterni. Qualora se ne dimostri la non convenienza in termini tecnico-economici, detti sistemi possono essere omessi in presenza di superfici vetrate con fattore solare ( UNI-EN 410) minore o uguale a 0,5. Tale valutazione deve essere evidenziata nella relazione tecnica di cui al comma 25 >
Il D.M. 26.06.2015 – Cosiddetto Decreto Edifici – fissa i parametri dell'edificio di “riferimento” e quelli per gli edifici esistenti soggetti a riqualificazione energetica.
L'edificio di “riferimento” è inteso come un edificio geometricamente identico per sagoma, volume, superficie calpestabile, caratteristiche costruttive degli elementi costruttivi e dei componenti, orientamento, ubicazione territoriale, destinazione d'uso.
Per gli edifici di nuova costruzione e per quelli esistenti soggetti a riqualificazione energetica, il fattore di trasmissione solare totale ggl+sh per componenti finestrati con orientamento da EST ad OVEST passando per SUD, in presenza di una schermatura mobile, è ggl+sh = 0,35 ( 35% )
Per le schermature solari è prevista detrazione fiscale 50%
La legge 27 dicembre 2017 n. 205 ( Cosiddetta Legge di Bilancio 2018 ) prevede detrazione fiscale ( imposta sui redditi IRPEF ed IRES ) del 50% per acquisto e posa in opera di schermature solari, quali: tende alla veneziana, tapparelle, persiane e battente, alla veneziana o a soffietto, tende esterne a bracci pieghevoli o rotanti, a rullo, verticali, oppure per lucernari e finestre su tetto.