Cos'è il controllo solare?

Il mondo è un bel posto e per esso vale la pena di lottare.
Cit. Albert Einstein

Effetto serra

Quando la radiazione solare raggiunge una finestra, od un superficie vetrata, grazie alla caratteristica trasparenza del vetro, un buona parte della radiazione riesce a passare attraverso la finestra, e raggiunge l'interno del locale. A questo punto, la parte residua della radiazione agisce sull'ambiente interno in maniera diversa a seconda delle varie X considerate. A noi interessa considerare solamente la parte della radiazione dello spettro solare vicina all'infrarosso, che dotata un buon livello di energia, surriscalda i corpi all'interno. Tali corpi, se supposti come corpi neri ideali riemettono tutta o quasi l'energia assorbita, ma degradandola verso valori di X maggiori (>1000 nm). I raggi infrarossi riemessi a tali valori, non riescono però più a "bucare" il vetro e ad uscire, dato che la maggior parte delle vetrate é opaco alle radiazioni con valori di X inferiori a 250 nm e superiori a 800 nm circa. In questo modo i raggi infrarossi rimanendo intrappolati nel locale contribuiscono ad aumentarne la temperatura interna, che aumenta sino a quando non si interviene ventilando il locale e schermando la finestra.

Questo fenomeno é detto effetto serra, proprio perché descrive il tipico guadagno di calore delle serre, e descrive il classico caso di guadagno termico di un locale con finestra non schermata.

Controllo solare

L'eccesso di radiazione solare influisce negativamente sulle qualità abitative di un'edificio, e quindi occorre evitare l'effetto serra e provvedere alla schermatura adeguata delle aperture vetrate.

Il controllo solare quindi è la premessa necessaria ad una accurata scelta della relativa protezione solare, in funzione degli obiettivi progettuali preposti.

La scelta della schermatura deve avvenire in base a: caratteristiche proprie di trasparenza, sia luminosa che totale e/o funzioni richieste in virtù dei parametri misurati.

Tra i molti parametri a disposizione della Teoria del Controllo Solare, alcuni sono riconosciuti come ottimi indicatori di comportamento, e sono anche di facile reperibilità sia sulla pubblicistica che sulle schede tecniche dei prodotti di Protezione Solare.

Tutti i parametri qui di seguito indicati si possono misurare in laboratorio o dedurre da calcoli basati su misure di laboratorio, sia per sistemi singoli vetrati che più complessi composti da vetro e relativa schermatura esterna, interna o integrata.

La radiazione solare incidente su una superficie in genere vetrata, o su una finestra viene:

1. Riflessa
    
2. Trasmessa
    
3.  Assorbita e trasformata (degradata) e ritrasmessa

La capacità di risposta solare di una schermatura si misura secondo due spettri principali della radiazione: lo spettro totale e lo spettro visibile.

Parametri Energetici

Le misurazioni delle risposte nel campo dello spettro totale, determinano i seguenti Parametri Energetici:

Trasmissione Energetica-TE - Si intende la parte percentuale della radiazione solare totale trasmessa per via diretta, ovviamente riferita alla curva spettrale definita. Il suo valore può oscillare da 0 a 1 oppure da 0,01% a 100%.

Riflessione energetica-RE - Si intende la parte della radiazione solare totale riflessa dalla superficie di un corpo, (ad. es. una vetrata, una parete, una piastra, un telo). Si esprime in valori tra 0 e 1 oppure da 0,01% a 100%. Nel caso di teli, con facce diverse, é proprio misurare tale valore per ciascuna faccia.

Assorbimento energetico-AE - Si intende la porzione della radiazione solare totale assorbita (e quindi ri-emessibile) da un corpo. Si esprime in valori tra 0 e 1 oppure da 0,01% a 100%. L'assorbimento di un corpo é in funzione della massa, o dello spessore (di un telo). La somma dei tre valori TE+RE+AE= 1 o (te+re+ae) =1 é sempre vera. Pertanto l'AE non viene misurato ma calcolato per sottrazione.

Fattore Solare-FS o g - Nel complesso gioco degli apporti energetici, il Fattore Solare (g) misura la quantità' totale di energia passante attraverso un sistema dotato di schermatura. La radiazione assorbita (AE) da parte dei materiali componenti il sistema schermante (serramento) viene riemessa, in quantità' variabile in funzione delle caratteristiche morfotropiche per via diretta e indiretta (ovvero tramite meccanismi di convezione, induzione ed irraggiamento). Tale apporto viene influenzato da vari fattori quali: tipologia, spessore, colore, e dalle proprietà' termo-ottiche (TE,RE,AE). Il Fattore Solare si esprime sempre in percentuale come il rapporto tra la quantità' di energia incidente e quella entrate, con valori ricompresi tra 0 e 1. 

Secondo la terminologia europea vengono utilizzate le seguenti diciture:

• gv Fattore Solare della vetrata (tenda, tessuto, lamella)
• gTOT Fattore Solare combinato della vetrata + protezione solare

Il Fattore Solare caratterizza quindi la prestazione globale d'insieme di una schermatura. Il Fattore Solare di una vetrata con tenda, (serramenti, tenda e/o protezione solare) è calcolato sommando i singoli valori di g della tenda e del serramento tenendo in debito conto che il Fattore Solare dipende prevalentemente:

• dalle caratteristiche energetiche e termiche della vetrata (g e U del vetro)
•  dalle caratteristiche energetiche della tenda (pe,xe,ae)
• dalla posizione della tenda rispetto alla vetrata (esterno, interno, incorporata)
• dalla distanza della tenda rispetto alla vetrata
• dalle condizioni di posa (spazi intorno al telo liberi per la ventilazione)
• dalla permeabilità all'aria da parte della tenda (coefficiente di apertura per i teli)

La ventilazione della tenda riveste un ruolo principalmente favorevole per una tenda da esterno (l'aria riscaldata a contatto della tenda risale verso l'esterno), e sfavorevole per una tenda da interno.

Il Fattore Solare dipende altresì dalle condizioni ambientali esterne ed interne:

• temperature esterna ed interna 
• intensità del flusso radiattivo solare
• tipologia dell'irraggiamento solare (proporzione della diffusione rispetto all'apporto diretto)
• angolo di incidenza della radiazione solare
• velocità dell'aria

Problematiche del controllo solare

Il Fattore Solare (g) si può calcolare o in casi particolari può anche essere determinato sperimentalmente con dispositivi di misurazione molto sofisticati, misurando e confrontando il flusso totale di radiazione e il guadagno risultante dopo la schermatura, poiché è fortemente influenzato dalle condizioni esterne. 

Coefficiente di Ombreggiatura (CS) - Si intende il rapporto tra il Fattore Solare (gTOT) di un dato sistema schermante (telo, tenda, vetrata) e il relativo Fattore Solare (gV) di una vetrata singola chiara da 3 mm(la normativa sperimentale Europea vuole caratterizzare altre vetrate). Questo parametro non è più tra quelli utilizzati, poiché viziato dal valore di tale vetrata che non é più usata in Europa. Si continua a menzionare il CS solamente per permettere il confronto tra tabelle e valori di sistemi già largamente pubblicati. Il rapporto tra g e CS é pari a 0,84 (tale é infatti il valore gV di un vetro singolo da 3mm). E' quindi possibile riconvertire CS a g moltiplicandolo per 0,84.

Indice di Protezione Solare (IPS) - Un altro fattore per determinare l'apporto di protezione solare della tenda è il suo Indice di Protezione Solare IPS:

L'IPS rappresenta la percentuale di apporti solari eliminati attraverso l'installazione della tenda. Come per gTOT, dipende dal tipo di vetrata con il quale è stato ottenuto. Una tenda ideale con un valore di IPS del 100% conferisce la protezione solare totale.

Fattore di riduzione dell'irraggiamento solare (FR) - Questo fattore corrisponde alla protezione solare della tenda se utilizzata da sola (tenda da Sole, cappottino, copertura da Terrazzo, tenda non associata ad una finestra).

E' il rapporto fra il flusso KTOT trasmesso dalla tenda verso l'interno, la tenda stessa, ed il flusso solare KS che riceverebbe ina ssenza di protezioni solari. Nel caso di tende da Sole, questo valore FR viene ad assumere prevalenza sul g, proprio data la peculiarità dell'installazione tipiciamente isolata e distante dalla vetrata tipica della tenda da Sole, e che viene determinata dalla relazione:...

Fonte Assites® - "Tende e schermature solari, storia tecnica normativa" Ed. Edinterni srl 2004"