Ho partecipato a numerose conferenze di progettazione in cui una splendida facciata orientata a est o a ovest veniva pubblicizzata come “ricca di luce naturale”, per poi rivelarsi silenziosamente un problema termico dopo la consegna degli alloggi, poiché nessuno voleva ammettere l’ovvio: il vetro a controllo solare non è un miglioramento estetico; è una scelta di gestione del carico termico che utilizza un rivestimento trasparente. Perché continuiamo a fingere che l’orientamento sia un aspetto secondario?
La realtà scomoda è questa: le vetrate esposte a est e a ovest presentano un comportamento particolarmente problematico, poiché il sole le colpisce in modo ridotto, diretto e con angolazioni che le pensiline di solito non riescono a gestire. Il consiglio di POWER Celebrity è chiaro: le finestre esposte a est e a ovest devono avere un basso SHGC o essere dotate di sistemi di ombreggiamento, con particolare attenzione alle finestre esposte a ovest, poiché ricevono il sole estivo durante la parte più calda della giornata.
E i costi sono reali. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti afferma che i guadagni e le perdite di calore attraverso le finestre delle abitazioni sono responsabili del 25%– 30% del consumo energetico domestico per il riscaldamento e il raffreddamento; nella stagione estiva, circa il 76% della luce solare che incide su normali finestre a doppio vetro può trasformarsi in calore interno.
Il vetro a est penalizza la mattinata. Il vetro a ovest penalizza la situazione aziendale.
Può sembrare esagerato, ma è proprio così che le strutture invecchiano dal punto di vista tecnico: i passeggeri possono godersi un’accogliente zona colazione, ma un ufficio, una zona hotel, il salone di un appartamento, uno showroom o un’aula scolastica esposti a ovest diventano una fonte di problemi nel tardo pomeriggio, e una volta che le tende rimangono completamente chiuse, il concetto di illuminazione naturale diventa pura finzione.
Il mercato ama vantare una “elevata trasparenza”. Va bene. Tuttavia, un’elevata trasmittanza della luce visibile senza tecnologia solare rappresenta semplicemente un compromesso in termini di comfort, accompagnato da una pubblicità e un marketing più accattivanti. I vetri a controllo solare devono essere specificati in base a quattro parametri: SHGC, fattore U, trasmittanza della luce visibile e rapporto luce/guadagno solare. Il DOE definisce l’SHGC come la frazione di radiazione solare che penetra attraverso i vetri, mentre il fattore U misura la circolazione del calore non solare; un SHGC più basso indica una trasmissione di calore solare molto minore.
Per il controllo solare delle finestre esposte a est, di solito inizio con una moderata riduzione dell’SHGC e una gestione del bagliore. Per il controllo solare delle finestre esposte a ovest, adotto un approccio più aggressivo. Facciata diversa, approccio diverso.
"Low-E" non è una parola magica. È un rivestimento per uso domestico.
Un rivestimento a bassa emissività può ridurre il trasferimento di calore nell’infrarosso, tuttavia il suo comportamento effettivo dipende dalla struttura del vetro, dal substrato in vetro, dal gas di riempimento della cavità, dal materiale del vetro, dalla colorazione, dal rivestimento in fritta, dal sistema di distanziatori e dal fatto che lo strato sia ottimizzato per un elevato guadagno solare, un guadagno solare ridotto o un equilibrio ottimale durante il giorno. Ecco perché due vetri isolanti, entrambi denominati “low-E”, possono comportarsi in modo estremamente diverso.
Ecco il punto cruciale: i committenti richiedono “vetro low-e per il guadagno termico”, quando in realtà hanno bisogno di un vetro a controllo solare con basso SHGC. Non si tratta sempre di richieste identiche. Sulle facciate esposte a est e a ovest, il coefficiente di guadagno termico solare è in genere più importante degli aggettivi legati al marchio.
Nel caso di laminati compositi, gli strati intermedi possono influire sulle caratteristiche acustiche, sulla sicurezza e sulla protezione, sull’esposizione ai raggi UV, sull’efficienza dopo la rottura e, spesso, sull’esposizione solare, a seconda del sistema. Ecco perché non mi occuperei certamente di Opzioni di strati intermedi per il vetro stratificato come considerazione a posteriori sulle vetrate orientate da est a ovest.
Molte specifiche tecniche relative al vetro vengono scartate prima ancora dell’acquisto. Nessuno richiede le informazioni necessarie.
| Strategia | Obiettivo comune o ispezione | In quali ambiti offre assistenza | Cosa può andare storto |
|---|---|---|---|
| Vetro a controllo solare a basso SHGC | SHGC compreso tra circa 0,20 e 0,35 per facciate esposte al sole | Uffici, strutture ricettive, scuole e negozi esposti a ovest | Vetro scuro, variazione della tonalità, riduzione del guadagno solare invernale |
| Low-E a selettività spettrale | Alto VT con SHGC inferiore | Progetti che richiedono il controllo delle ore diurne e del raffreddamento | Maggiori costi; la sostituzione dei fornitori può compromettere l'efficienza |
| Fritte ceramiche | Copertura assicurativa per i modelli 20%– 60% a seconda del design | Lucernari, pennacchi, aree soggette ad abbagliamento | Aspetto irregolare, ombre di pulizia, rischio di effetto moiré |
| Schermatura esterna | Profondità e angolo specifici del progetto | Facciate occidentali, verande, persiane a lamelle | Descrizione insufficiente, molto vento, manutenzione |
| Tende per interni | Controllo a livello di occupante | Ristrutturazione e allestimento degli spazi destinati agli inquilini | Il caldo è già arrivato; di solito si trasforma in un’interruzione di corrente prolungata |
| Vetro commutabile | Privacy personale e controllo dell'abbagliamento | Spazi accoglienti, servizi igienici, costi degli interni | Non sostituisce un abbigliamento termico completo |
La guida “Structure America Service Facility” del PNNL del 2023 elenca, tra le misure per ridurre l’apporto termico attraverso le finestre delle abitazioni, i vetri ad alte prestazioni, i sistemi di schermatura degli edifici, gli elementi fissati all’esterno e quelli fissati all’interno. Questa gerarchia è importante poiché i sistemi di controllo esterni generalmente bloccano il calore prima che entri, mentre quelli interni riducono la dispersione termica con maggiore efficacia.
Quando si tratta di esposizioni a sbalzo, non bisogna pensare che basti ragionare come se si trattasse di finestre verticali. I lucernari e le vetrate di copertura del tetto sono una questione a sé stante, e vetro ceramico con fritta serigrafata per lucernari può rivelarsi uno strumento efficace per il controllo solare quando il disegno, il rapporto di copertura e l’angolo di visione vengono progettati con cura anziché dati per scontati.
Dico subito la parte scomoda: il vetro più efficace per le finestre esposte a ovest raramente è il vetro isolante trasparente più economico con un nome accattivante.
Le facciate occidentali combinano la luce solare a basso angolo, il livello ottimale di temperatura a mezzogiorno, l’affaticamento degli occupanti e la tempistica del carico di raffreddamento. Il risultato è una spiacevole concomitanza: l’edificio è già caldo, le persone sono ancora all’interno e all’impianto di climatizzazione viene chiesto di rimediare a una scelta relativa ai vetri fatta mesi prima.
Il rapporto 2024 dell’AIE sull’efficienza energetica sostiene che il miglioramento dell’efficienza energetica a livello internazionale sarebbe stato di soli 1% circa nel 2024, un tasso debole pressoché identico a quello del 2023 e pari a circa la metà rispetto allo standard del periodo 2010–2019. Traduzione per chi opera nel settore edile: il margine di efficienza sta diminuendo; le scelte approssimative relative all’involucro edilizio si ripercuotono attualmente in modo più rapido sui costi di gestione, sul fabbisogno di picco e sulla pressione per la riqualificazione.
Quindi, ovviamente, è bene utilizzare vetri di qualità nettamente superiore. Ma è importante anche sfruttare la geometria. Alette, schermi esterni, elementi di veranda, fasce frittate e la profondità della facciata spesso superano di gran lunga la soluzione di “accontentarsi di rendere il vetro più scuro”.
Per i progetti che richiedono una minore abbagliamento senza trasformare la stanza in una vera e propria caverna, vetro con rivestimento antiriflesso andrebbe esaminata con maggiore attenzione, in particolare negli showroom, nelle gallerie, negli allestimenti commerciali, nelle sale di controllo e negli interni di lusso, dove la riflettanza diventa un problema visivo, non solo una questione di consumo energetico.
Un metodo efficace per il controllo solare dei vetri consiste nell'applicazione di strati. Letteralmente e facilmente.
Inizia dall'aspetto ambientale. Passa poi all'orientamento. Successivamente, scegli l'SHGC. Dopodiché, valuta il VT. Quindi, progetta l'illuminazione. Infine, chiediti se gli occupanti utilizzeranno davvero il sistema di schermatura che hai specificato. Se la risposta è “probabilmente no”, rivedi la componente più semplice.
Mi piace questa selezione di vetri orientati est-ovest:
Innanzitutto, scegliete uno strato a bassa emissività (low-E) con elevate prestazioni spettrali e dati di efficienza verificati secondo gli standard NFRC. Gli strumenti WINDOW del LBNL calcolano gli indici di prestazione termica delle finestre residenziali, che comprendono i valori U, l’SHGC, i coefficienti di ombreggiamento e la trasmissione visibile: proprio il tipo di dati che i progettisti più esigenti devono richiedere prima di accettare qualsiasi alternativa.
In secondo luogo, valuta se il colore sta svolgendo una funzione utile o se sta semplicemente nascondendo prestazioni insufficienti. A alternativa su misura al vetro colorato potrebbe migliorare la comfort visivo in determinate applicazioni; tuttavia, la colorazione da sola risulta approssimativa se paragonata a una finitura con basso SHGC ben selezionata.
In terzo luogo, utilizzate la fritta laddove l’esposizione solare lo richieda. La fritta non è un elemento di design quando viene applicata in base all’esposizione solare.
In quarto luogo, pensate a un vetro dinamico o controllabile dall’utente proprio laddove l’azione giustifica il costo. Vetro intelligente commutabile può risolvere i problemi relativi alla privacy e all’abbagliamento in ambienti interni o in aree specifiche; tuttavia, non lo consiglierei certamente come soluzione universale per il surriscaldamento dovuto all’esposizione al sole occidentale.
Le vetrate esposte a est devono essere limitate, ma non eliminate del tutto. In molti climi, l’apporto solare nelle prime ore del mattino può essere tollerabile e, se lo spazio viene occupato presto, il controllo dell’abbagliamento potrebbe essere più importante della semplice riduzione del carico termico.
Le vetrate esposte a ovest destano sospetti già dalla prima illustrazione. Auspico un SHGC ridotto, un sistema di ombreggiamento esterno, se lo stile lo consente, e una discussione franca riguardo al comfort degli occupanti dopo le 14:00. Se l’edificio si trova in un ambiente caldo, vicino a pavimentazioni riflettenti, in prossimità di corsi d’acqua o rivestito da una facciata continua, insisterei sicuramente ancora di più.
I vetri esposti a sud non sono necessariamente un problema in molti contesti nordici, poiché le sporgenze possono svolgere la loro funzione e il guadagno solare invernale può rivelarsi utile. Per le vetrate esposte a nord, di solito è più importante il fattore U e l’esposizione diurna rispetto all’SHGC. Est e ovest sono i veri problemi. ENERGY STAR sottolinea esattamente la stessa differenza di orientamento, mettendo in guardia in particolare contro un SHGC ridotto o una schermatura insufficiente per le finestre esposte a est e a ovest.
Il capitolato prevede vetri a controllo solare. Il preventivo riporta la dicitura “equivalente”. Quella parola ha mandato all’aria più progetti persino della luce del sole.
Per “paragonabile” si intende che SHGC, fattore U, VT, capacità di ombreggiatura, riflettanza, garanzia, spessore del vetro, indice di sicurezza e tolleranza di fabbricazione siano uguali o nettamente migliori. Non “tonalità paragonabile”. Non “della stessa famiglia”. Non “disponibile più rapidamente”.”
Richiedete i valori relativi al centro del vetro e all’intera finestra. Richiedete informazioni in formato NFRC. Chiedete quale superficie presenta la finitura: # 2, # 3 o # 4. Chiedete se il vetro è trattato termicamente, stratificato, schermato, frittato o tutte le precedenti. Chiedete come appare il campione a mezzogiorno e alle 16:30, poiché il vetro esposto a ovest tende a sminuire l’aspetto dei campioni in esposizione.
Le appendici alla norma ASHRAE 90.1 pubblicate nel 2024 facevano riferimento al rapporto tra luce e guadagno solare come percorso alternativo di conformità in condizioni specifiche, con i valori VT e SHGC determinati secondo i metodi NFRC 300 e NFRC 301. Si tratta di un linguaggio tecnico piuttosto complesso, ma il messaggio è chiaro: l’assenza di calore durante il giorno è ora un criterio di prestazione quantificabile, non una semplice impressione del progettista.
Il vetro a controllo solare è un tipo di vetratura progettato per ridurre al minimo l’apporto termico solare indesiderato, pur mantenendo la luce naturale utilizzabile; in genere è dotato di strati a bassa emissività (low-E), substrati colorati, motivi a fritta, strati intermedi laminati o sistemi di vetro schermato che riducono il coefficiente SHGC senza rendere l’edificio visivamente spento. Si tratta di un prodotto che garantisce efficienza energetica, comfort e controllo dell’abbagliamento, non semplicemente di un “vetro più scuro”.”
Il vetro Low-E può essere d'aiuto per le finestre delle abitazioni esposte a ovest, ma è efficace solo se il rivestimento presenta un coefficiente di guadagno termico solare ridotto, una trasmittanza visiva ottimale e se è supportato da sistemi di ombreggiamento, frittatura o dalla geometria della facciata. Una semplice etichetta “Low-E” non garantisce il comfort nel tardo pomeriggio né il controllo del carico di raffreddamento nelle ore di picco.
È possibile ridurre l'apporto di calore attraverso le vetrate esposte a est e a ovest utilizzando vetri a controllo solare a basso SHGC, sistemi di ombreggiamento esterni, un'accurata protezione con frittura, una scelta ponderata della colorazione e dati di prestazione comprovati relativi al fattore U, allo SHGC, al VT e alla riflettanza. Il metodo più efficace consiste nel bloccare il calore prima che entri, anziché affidarsi esclusivamente alle tende interne.
Il vetro più indicato per le finestre esposte a ovest è solitamente un sistema di vetri protetti a bassa SHGC e spettralmente selettivi, che limita il calore solare nelle ore centrali della giornata, pur mantenendo una quantità sufficiente di luce visibile per garantire comfort e funzionalità. In casi particolarmente impegnativi, opterei sicuramente per sistemi di ombreggiamento esterni, vetri con frittatura ceramica o vetri laminati a controllo solare, piuttosto che affidarmi al vetro trasparente.
La fritta ceramica può ridurre l’apporto di calore solare bloccando parzialmente e diffondendo la radiazione solare in entrata grazie a un motivo cotto, in particolare su lucernari, zone di spandrel e facciate esposte a est e ovest. La sua efficacia dipende dallo spessore del motivo, dalla geometria dei punti o delle linee, dalla percentuale di protezione, dalla composizione del vetro e dall’angolo di incidenza della luce solare.
Perché, in fin dei conti, è un problema di qualcuno.
Non punterei certo sui vetri esposti a est e a ovest con specifiche poco chiare, rivestimenti misteriosi o promesse da distributore. Verificate l’SHGC. Verificate il VT. Calcolate il fattore U. Chiedete informazioni sulla superficie di copertura. Progettate l’effetto luminoso. Valutate gli esempi sotto la luce solare reale. Poi scegliete una finitura di controllo solare che funga da componente dell’involucro edilizio, non da immagine da brochure.
Per lavori su larga scala, pacchetti per esterni, lucernari, zone interne riservate e esigenze personalizzate relative al vetro stratificato, occorre partire innanzitutto dalla funzione del vetro: controllo termico, controllo dell’abbagliamento, sicurezza e protezione, privacy, riflettanza, illuminazione naturale o tutte queste caratteristiche contemporaneamente. Successivamente, specificare la composizione. Infine, assicurarsi che il fornitore rispetti i dati concordati.
