ITAL990001A1 - Struttura denominata "parete solare" per riscaldamento passivo di edi-fici. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: Struttura denominata "parete solare" per riscaldamento passivo di edifici

Per "parete solare" s’intende una struttura, in genere trasparente, in grado di assorbire la radiazione solare e trasmetterla a un ambiente interno dove si trasforma in calore, contenendo quanto più possibile le perdite termiche verso l’esterno.

Dna vetrata qualsiasi è già una parete solare. Per certe temperature e con adeguata insolazione, un vetro può essere sufficiente a fornire il comfort termico richiesto da un’abitazione.

Alle nostre latitudini, però, l’insolazione invernale su una parete a Sud (il caso più favorevole) è spesso inferiore a l100 Cal/dì/mq, mentre il salto termico tra interno ed esterno può superare i 20°. Con "K" (coefficiente di trasmissione termica: Cal/H/e/mq) di circa 5 (vetrata di finestra) e un salto termico di 25° si produce una fuga di 3000 Cal/dì/mq. Per confronto,·un muro di mattoni di cm 40 mediamente isolato (K = 0,5) disperde, nelle stesse condizioni, 300 Cal/dì/mq. Il vetro è necessario per l'illuminazione diurna, ma il suo contributo al bilancio termico di un'abitazione è, di norma, negativo.

Per migliorare il rendimento termico dei serramenti si aggiunge spesso un'intercapedine di aria, di circa cm 2, tra due lastre di vetro (fig. A). Perchè l'aria è un ottimo coibente. Non è però possibile, per incrementare il rendimento del sistema, incrementare l'ampiezza della camera d'aria. Oltre i cm 2 di spessore il rendimento non solo non aumenta ma diminuisce perchè nello spazio più largo risultano facilitati i moti convettivi dell'aria, che trasportano calore verso la parete fredda esterna (fig. B). Né servirebbe moltiplicare il numero delle intercapedini mantenendole in quello spessore di cm 2; se è vero che si riduce il flusso di calore in uscita, si riduce altresi quello in entrata: ogni successiva lastra riflette un po’ di radiazione verso l'esterno (fig. C). In conclusione: anche con un doppio vetro (K = 2,5) o triplo (K = 2) il bilancio energetico continua a essere, per gran parte delle giornate invernali, negativo.

Una soluzione al problema può venire dalla struttura rappresentata in fig. D: a camere orizzontali (o anche, in variante, verticali. come da fig. DI, con rendimento minore). In tal modo il flusso radiante in entrata non viene ridotto ampliando la profondità delle camere, perchè le riflessioni sulle lamine orizzontali sono ritrasmesse dall’una all’altra, ma tutte verso l'interno. Con un’altezza (spessore) delle camere di cm 2 i moti convettivi restano trascurabili (possono addirittura venir eliminati, inclinando leggermente verso l'esterno le lamelle) e l’aria contenuta può svolger la sua funzione coibente per l’intera profondità della camera (5, 10, 20 cm). Inoltre, usando i comuni materiali trasparenti (vetro o resine), si ostacola il reirraggiamento verso l’esterno. La resistenza termica (coibenza) del sistema diviene così in pratica funzione diretta della profondità della camera (dello spessore della "parete solare"). (In effetti, la struttura in argomento altro non è che un termoisolante; che, a differenza di altri - a es. i comuni espansi - può venir confezionato in modo da esser trasparente alla luce solare.)

Esperimenti con camere di profondità cm 8 hanno mostrato un K = 0,5 Ì-0,4. Dn K pari a 0,5 è sufficiente, alle nostre latitudini, per pareti mediamente soleggiate, a dare un bilancio termico positivo anche in pieno inverno. Un edificio con le pareti soleggiate costruite con questa struttura può, se le altre parti sono adeguatamente coibentate, riscaldarsi col solo calore del sole. Tale differenza - bilancio termico positivo anziché negativo -é fondamentale per identificare questa struttura, e giustificarne la denominazione "parete solare”. Essa non è semplicemente un buon coibente, non si limita a contenere le dispersioni dì calore interno nella stessa misura in cui farebbe una parete in mattoni (con spessore minore), ma cattura quello esterno, della radiazione solare. Cosa che non è in grado di fare una parete di mattoni.

La struttura, non dovendo svolgere di per sé funzioni statiche, può anche venir costruita, più opportunamente che non con vetro, con meno costosi e più leggeri fogli di resine sintetiche (non alterabili dalla luce solare). La morfologia essendo semplice e modulare, la produzione non presenta particolari difficoltà.

Tra le possibili applicazioni si citano le seguenti:

1) in sostituzione di pareti esterne. In tal caso si richiedono strutture portanti e parti esterne sufficientemente robuste;

2) in sostituzione degli usuali serramenti esterni (finestre); in tal caso la struttura non si differenzia da quella dei comuni serramenti se non per il maggior spessore della parte vetrata;

3) in addizione a serramenti già esistenti (finestre); la struttura può infatti, grazie alla propria leggerezza (costruita con fogli di resine sintetiche), essere installata su parti esistenti, a esempio appesa al telaio allo stesso modo di una tenda (nella variante verticale, la disposizione delle lamelle "a fisarmonica" ne facilita l'installazione e la rimozione);

4) appoggiata (fissata) su muri esterni (soleggiati) esistenti; in tal caso i muri detti devono essere opportunamente tinteggiati di scuro, per fungere da buoni collettori della radiazione solare, e la struttura "parete solare" dotata di schermatura manovrabile dall’interno, perlomeno per i piani alti;

5) appoggiata (fissata) su pareti orizzontali (terrazzi, lastrici solari), anche questi opportunamente tinteggiati di scuro, e sovrastati da lastre di materiali idonei a reggere i carichi prevedibili (grandine, accumulo di neve); i moti convettivi non sono impediti come nelle strutture poste su pareti verticali (a camere orizzontali) ma risultano comunque ostacolati.

Ovviamente, allorquando il calore non è desiderato (stagione estiva) occorre poter annullare la funzione della parete solare. A ciò si può provvedere in due modi: 1) rimuovendo la parete o le lamelle: a esempio richiudendole a libro, o a mo' di tapparelle, si che l’aria interna, non più impedita nei moti convettivi, disperda il calore; o anche, nel caso di struttura confezionata in materiale flessibile, ripiegando la struttura medesima su se stessa, arrotolandola o disponendo le lamelle in verticale, sì che queste, sovrapponendosi l'una all’altra, formino un corpo riflettente, in grado di rimandare verso l’esterno una quota consistente della radiazione solare; praticamente tutta, ove le lamine venissero ricoperte, sul margine, da una striscia di materiale riflettente anziché trasparente; 2) schermando la struttura dalla radiazione solare: con ante mobili, tapparelle, avvolgibili, tende o simili, manovrabili anche a distanza.

Claims (3)

1. R IV E N D I C A Z IO N I Il trovato accoppia due funzioni: A) alto grado di resistenza termica (coibenza); B) alta trasparenza alla radiazione solare. 1) Mentre la trasparenza è data dall’uso di materiali adatti (vetro o resine sintetiche), la resistenza termica è assicurata dal disegno della struttura, che consiste in una pluralità di camere divise da lamelle in materiale trasparente, poste in orizzontale o in verticale (comunque ortogonali alla superficie ricevente la radiazione). Funzione di tali camere è di ostacolare i moti convettivi dell'aria contenuta, riducendo il passaggio di calore.
2. 2) Le lamelle possono venir strutturate e connesse in varie guise: a libro, a fisarmonica, giuntate tra loro formando rombi, triangoli o altre figure, per una più facile lavorazione, posa o manovrabilità: il principio informatore non muta comunque.
3. 3) Le lamelle possono essere confezionate, in tutto o in parte, con materiali semitrasparenti (es.: carta lucida) o addirittura opachi (es.: carta bianca patinata, ordinata in strisce che, quando disposte orizzontalmente, sono in grado di lasciar passare, per riflessione sulla propria superficie, la luce solare, e quando invece richiuse a tapparella in verticale la impediscono). Il tali varianti il rendimento, pur risultando minore, non è nullo; e il principio informatore rimane, con ogni evidenza, quello qui illustrato. E’ chiaro infatti che la capacità termoisolante del trovato in argomento è funzione non del materiale usato bensì del disegno: della geometria delle "camere".