Come le facciate sensibili al clima riducono drasticamente l'accumulo di calore solare
Il raffreddamento più economico è il calore che non riesce mai a entrare.
Una volta che la luce solare attraversa il vetro e colpisce pavimenti, scrivanie e persone, diventa già un carico termico, e ogni refrigeratore, ventilatore e condotto dell'edificio è dimensionato in parte per dissiparla. Una facciata cinetica a risposta climatica agisce un passo prima, bloccando la luce solare diretta esterna al vetro quando potrebbe essere dannosa e riaprendosi quando non lo è.
Quel tempismo è il vero vantaggio. L'ombreggiatura fissa non può eguagliarlo.
Punti chiave
Le schermature esterne bloccano il calore solare prima che raggiunga il vetro, risultando molto più efficaci delle tende interne.
Le schermature cinetiche si adattano alla posizione del sole, bloccando il calore e consentendo al contempo il passaggio della luce naturale e la vista.
La riduzione dinamica del SHGC delle facciate si misura al meglio attraverso la simulazione annuale del consumo energetico e della luce diurna, non tramite un singolo numero.
L'orientamento, la geometria delle lamelle e la strategia di controllo determinano la maggior parte delle prestazioni
Cosa significa il coefficiente di guadagno di calore solare
SHGC è la frazione di radiazione solare incidente che si trasforma in calore all'interno dell'edificio.
È composto da due parti: la radiazione che lo attraversa direttamente e la radiazione che il vetro assorbe e poi rilascia verso l'interno. Per le vetrate, in Nord America, la classificazione SHGC è basata sulla norma NFRC 200 ed è espressa con un numero compreso tra 0 e 1. Pertanto, un vetro con un SHGC di 0,25 lascia passare circa un quarto dell'energia solare che lo colpisce.
Un valore SHGC più basso corrisponde a una temperatura più fresca. Tuttavia, un valore SHGC inferiore per i vetri di solito implica anche vetri più scuri o più riflettenti, a scapito della luce naturale e della vista.
Perché le schermature esterne sono la soluzione migliore
La posizione determina le prestazioni.
Una tenda interna intercetta la luce solare dopo che questa ha attraversato il vetro, quindi il calore assorbito si trova già all'interno della stanza e gran parte di esso finisce comunque per essere utilizzato per il raffreddamento, mentre una lamella esterna intercetta la stessa luce solare all'esterno, dove il calore assorbito viene disperso dall'aria esterna prima che possa raggiungere lo spazio occupato.
Il risultato è un SHGC effettivo molto inferiore per finestra e tenda combinate. Semplice fisica. Difficile da battere.
| Posizione di ombreggiatura | Dove va il calore assorbito | Efficacia relativa |
| Nessuno | Dentro | Linea di base |
| Tende interne | Perlopiù al chiuso | Basso |
| tende tra i vetri | Parzialmente all'interno | Moderare |
| Schermatura esterna fissa | Al di fuori | Elevata angolazione di progetto rispetto al sole |
| Ombreggiatura esterna cinetica | Al di fuori | Elevato durante tutto il giorno e l'anno |
Perché il movimento è meglio dell'ombreggiatura fissa
Le lamelle fisse sono progettate per un solo angolo di incidenza del sole. Il sole ne ha migliaia.
Una tenda fissa dimensionata per il mezzogiorno estivo su una facciata sud potrebbe lasciare filtrare direttamente il sole basso del mattino e della sera sulle facciate est e ovest, mentre una tenda fissa profonda che blocca ogni angolazione ostruisce anche la luce naturale e la vista per gran parte dell'anno. Un sistema di schermatura cinetica per facciate, invece, segue il movimento del sole. Si chiude solo quanto necessario e solo quando il sole si trova effettivamente su quella facciata.
Nelle giornate nuvolose si apre. In inverno, nei climi freddi, può aprirsi per far entrare calore utile.
Un progetto di riferimento
Le Al Bahar Towers di Abu Dhabi sono l'esempio più noto.
La sua schermatura esterna utilizza circa 2.000 elementi ombreggianti a forma di ombrello che si piegano e si aprono seguendo il movimento del sole intorno agli edifici. I progettisti hanno riscontrato una sostanziale riduzione dell'irraggiamento solare rispetto a una torre non ombreggiata, consentendo l'utilizzo di vetri più trasparenti dietro la schermatura. Il progetto dimostra che questa strategia funziona su scala di torre in uno dei climi più esigenti del pianeta.
Orientamento e geometria
L'elevazione determina sempre la direzione delle lamelle.
Le facciate esposte a sud nell'emisfero settentrionale si prestano bene alle persiane orizzontali, che bloccano il sole alto nel cielo lasciando filtrare il sole basso invernale.
Le facciate est e ovest sono esposte al sole basso, che le lamelle orizzontali faticano a bloccare, quindi le alette verticali o le lamelle verticali rotanti di solito funzionano meglio.
Nella maggior parte dei climi, le superfici esposte a nord necessitano di poca ombreggiatura e spesso vengono lasciate fisse o aperte.
I progetti dell'emisfero australe invertono queste regole per il nord e il sud
La profondità, la spaziatura e il raggio di rotazione delle lamelle influiscono sulle prestazioni. Anche piccole modifiche fanno la differenza. Una spaziatura leggermente più stretta può eliminare centinaia di ore di luce solare diretta dal vetro nel corso di un anno.
Strategie di controllo
La logica di controllo è il punto in cui avviene la vera risposta ai cambiamenti climatici.
Inseguimento del sole
Le lamelle ruotano fino all'angolazione che blocca appena la luce solare diretta. Non oltre.
Quell'angolazione dipende dalla posizione del sole e dalla geometria delle lamelle, ricalcolate durante il giorno. La vista rimane aperta finché il sole lo consente.
Controllo della luce diurna e dell'abbagliamento
I sensori di luce regolano le lamelle per mantenere la luce naturale interna entro un intervallo predefinito. Meno abbagliamento. Meno illuminazione artificiale.
Modalità stagionale e notturna
Nei climi freddi, le persiane si aprono in inverno per far entrare il calore solare e possono chiudersi di notte per ridurre la dispersione di calore. Nei climi caldi, possono rimanere chiuse più a lungo durante le ore di punta del pomeriggio.
Sicurezza contro il vento
In caso di vento forte, le lamelle attive si spostano in una posizione di parcheggio sicura. Tale posizione potrebbe non essere adatta a fornire ombreggiatura. Impostare la soglia con attenzione.
I pannelli rotanti possono anche inviare la luce solare dove non avrebbe mai dovuto andare, quindi riflessi da lamelle rotanti dovrebbe essere verificato insieme alle prestazioni termiche.
Misurazione della riduzione dinamica del SHGC della facciata
Un singolo valore SHGC non può descrivere una tonalità in movimento. Cambia ogni ora.
La riduzione dinamica del consumo energetico relativo all'ombreggiamento (SHGC) delle facciate si valuta al meglio attraverso simulazioni annuali utilizzando strumenti come EnergyPlus, che modellano la posizione delle ombre ora per ora in base alla logica di controllo e calcolano i carichi di raffreddamento, i picchi di domanda e il consumo energetico risultanti. Le prestazioni in termini di illuminazione naturale dovrebbero essere verificate contemporaneamente utilizzando parametri quali l'autonomia spaziale della luce diurna e l'esposizione annuale alla luce solare, definiti nella norma IES LM-83.
Consumo energetico annuo per il raffreddamento rispetto a una linea di base fissa o non ombreggiata
Carico di raffreddamento massimo, che determina le dimensioni dell'impianto
Autonomia spaziale della luce diurna ed esposizione annuale alla luce solare
Ore di sole diretto nelle zone occupate
Probabilità di abbagliamento nelle postazioni di lavoro principali
Dove la risposta ai cambiamenti climatici è più importante
Climi caldi con intenso sole diretto
Edifici con elevata superficie vetrata
Prospetti est e ovest con lunghe ore di sole basso
Spazi in cui la luce naturale e la vista hanno un grande valore, come uffici e hotel.
Edifici con interni sensibili alla luce, dove proteggere gli interni sensibili alla luce è importante quanto ridurre il carico di raffreddamento
Nostro facciata cinetica i sistemi utilizzano lamelle e pannelli in alluminio, con finiture quali Finitura superficiale in PVDF per una stabilità del colore a lungo termine. Per le principali tipologie di facciata cinetica , consulta la nostra guida sui pilastri e per come il vetro dinamico si confronta con le tende mobili , vedi il nostro articolo di confronto.
Domande frequenti
1. In che modo una facciata cinetica reattiva al clima riduce l'accumulo di calore?
Blocca la luce solare diretta all'esterno del vetro quando il sole si trova a quell'altezza, in modo che il calore assorbito rimanga all'esterno. Si riapre quando il sole si sposta, mantenendo la luce naturale e la vista.
2. È preferibile una schermatura esterna rispetto a un vetro a basso SHGC?
Generalmente sì. Le schermature esterne bloccano il calore prima che raggiunga il vetro, consentendo una vetratura più trasparente e una migliore illuminazione naturale. Molti progetti combinano entrambe le soluzioni per ottenere il miglior equilibrio.
3. Quale orientamento delle lamelle è più adatto alle facciate est e ovest?
Alette verticali o lamelle verticali rotanti. Le lamelle orizzontali faticano a gestire l'angolo di incidenza basso del sole sui prospetti est e ovest.
4. Come viene calcolata la riduzione dinamica del SHGC della facciata?
Attraverso una simulazione energetica annuale che modella la posizione dell'ombreggiamento ora per ora, anziché un singolo valore SHGC. I parametri di illuminazione diurna dello standard IES LM-83 dovrebbero essere verificati contemporaneamente.
5. Le tende cinetiche sono utili nei climi freddi?
Sì. Possono aprirsi in inverno per far entrare il calore solare utile e chiudersi in estate per evitare il surriscaldamento, cosa che le schermature fisse non possono fare.
Blocca il sole, mantieni la vista
La risposta ai cambiamenti climatici è una questione di tempistica, non solo di protezione dal sole.
Scegli la giusta direzione delle lamelle per ogni elevazione, scrivi la logica di controllo per il clima reale e testala nella simulazione annuale. Inviaci i tuoi dati di elevazione e climatici e richiedere uno studio sulle prestazioni di ombreggiatura .