Energia solare attiva e passiva

Dopo molti decenni di indifferenza, l’energia solare è tornata a essere argomento di dibattito tra progettisti, imprese e consumatori.

Si parla molto di energia solare attiva fornita dai pannelli solari termici (per la produzione di acqua calda sanitaria) o fotovoltaici (per la produzione di elettricità ), dimenticando che le fonti energetiche rinnovabili sono importanti ma sono solo un anello della catena che porta a edifici a basso consumo energetico. In altre parole il primo passo dovrebbe essere quello di isolare meglio gli edifici per poi pensare a quale tecnologia solare attiva utilizzare.

Oltre all’energia solare attiva infatti, un buon edificio sfrutta l’energia solare passiva. Quest’ultima si differenzia dai sistemi solari attivi per il fatto che, in modo completamente gratuito, raccoglie l’energia solare e la accumula, mentre i secondi la trasformano in elettricità o calore (sistemi fotovoltaici o termici).

I vestiti stesi all’aria aperta ad asciugare, il mantenimento della temperatura nelle serre sono consuetudini classificabili come sistemi solari passivi.

Saggezza antica

Le vecchie case di campagna sfruttavano il sole in maniera intelligente. Erano infatti orientate in modo da esporre la massima superficie possibile al sole e dotate di ampie finestre orientate a Sud per accumulare calore e luce durante la stagione invernale.

Al contempo avevano piccole finestre a Nord per limitarne la dispersione.

In altre parole, a causa delle carenze o della totale mancanza di impianti di riscaldamento, utilizzavano l’energia gratuita del sole. In un’abitazione moderna tutto questo non accade quasi mai: le dimensioni delle finestre sono imposte dai piani regolatori e non tengono assolutamente conto dei fattori sopra elencati.

Come intervenire per limitare i danni dovuti a una progettazione carente?

Le finestre sono senza dubbio i sistemi solari passivi più diffusi. Indipendentemente da come sono state progettate e dalle loro dimensione possono svolgere un ruolo più o meno determinante nel riscaldamento o nel raffrescamento degli ambienti.

La soluzione più semplice è senza dubbio quella di scegliere finestre con caratteristiche diverse in base alla destinazione d’uso dei locali e all’orientamento.

Giusti orientamenti

Finestre a sud:
vetri ampi con tende o persiane esterne in grado di abbattere almeno il 40% dell’irraggiamento solare

Finestre a nord:
piccole dimensioni e alti valori di isolamento termico (trasmittanza termica non superiore a 1,5kw/m2)

Nord, Sud, Est, Ovest

L’orientamento è senza dubbio l’elemento che influenza maggiormente la scelta dei prodotti. L’installazione di un’unica tipologia di serramento, anche se di ottima qualità , potrebbe non andare bene. Per le finestre orientate a Nord è fondamentale scegliere prodotti con elevato isolamento termico in modo da limitare il più possibile i consumi energetici invernali.

La trasmittanza termica di queste finestre non dovrebbe essere mai superiore a 1,5kW/m2 mentre tende o tapparelle svolgono semplicemente una funzione decorativa e di protezione ma non funzionale dal punto di vista energetico. Per le finestre orientate a Sud la scelta deve essere molto attenta.

Da un lato bisogna captare più luce possibile durante la stagione invernale (per accumulare calore solare e ridurre i consumi), dall’altro devono essere adottati accorgimenti che permettano di controllare il flusso luminoso e proteggere il vetro durante la stagione estiva. La trasmittanza termica non è determinante come per le finestre esposte a Nord ma diventa determinate scegliere tende esterne o persiane regolabili in grado di abbattere almeno il 40% dell’irraggiamento solare.

Le finestre orientate a Est e Ovest “vivono” in una situazione intermedia. In linea di massima, considerando il clima italiano, possono essere adottati gli stessi accorgimenti delle finestre orientate a Sud.

Strategie attuali

Le superfici vetrate devono quindi essere considerate come veri e propri sistemi integrati in grado di controllare in modo totale il flusso luminoso durante tutto l’arco dell’anno. In passato la tradizione insegnava a proteggerle con porticati, scuri in legno, tende, vegetazione o magari tutti questi elementi insieme.

Queste soluzioni nei nuovi fabbricati spesso non sono attuabili, ma è comunque possibile adottare molte delle strategie in precedenza descritte. Per la protezione dal calore estivo le sole vetrate non bastano.

Il mercato offre vetri filtranti in grado di abbattere il calore solare ma hanno un’efficacia limitata e riducono enormemente la quantità di luce all’interno degli ambienti con la conseguenza che d’inverno i locali restano bui.

Durante la stagione estiva la soluzione migliore è sempre quella di proteggere i vetri dall’esterno impedendo alla superficie stessa del vetro di scaldarsi. Durante l’inverno le protezioni solari dovrebbero restare sempre aperte per permettere ai raggi del sole di entrare e scaldare gli ambienti.