Come funziona il vetro Low-e

Il vetro è uno dei materiali da costruzione più popolari e versatili utilizzati oggi, in parte grazie alle sue prestazioni solari e termiche in costante miglioramento. Un modo per ottenere queste prestazioni è attraverso l’uso di rivestimenti low-e a controllo passivo e solare. Quindi, qual è il vetro low-e? In questa sezione, vi forniamo una panoramica approfondita dei rivestimenti.

Per comprendere i rivestimenti, è importante comprendere lo spettro di energia solare o l’energia dal sole. La luce ultravioletta (UV), la luce visibile e la luce infrarossa (IR) occupano tutte parti diverse dello spettro solare – le differenze tra i tre sono determinate dalle loro lunghezze d’onda.

• La luce ultravioletta, che è ciò che causa la dissolvenza di materiali interni come tessuti e rivestimenti murali, ha lunghezze d’onda di 310-380 nanometri quando si riportano le prestazioni del vetro.
• La luce visibile occupa la parte dello spettro tra le lunghezze d’onda da circa 380-780 nanometri.
• La luce infrarossa (o energia termica) viene trasmessa come calore in un edificio e inizia a lunghezze d’onda di 780 nanometri. L’infrarosso solare è comunemente indicato come energia infrarossa a onde corte, mentre il calore che si irradia dagli oggetti caldi ha lunghezze d’onda più elevate rispetto al sole e indicato come infrarosso a onde lunghe.

I rivestimenti Low-E sono stati sviluppati per ridurre al minimo la quantità di luce ultravioletta e infrarossa che può passare attraverso il vetro senza compromettere la quantità di luce visibile trasmessa.

Quando il calore o l’energia luminosa vengono assorbiti dal vetro, esso viene spostato via spostando l’aria o ri-irradiato dalla superficie del vetro. La capacità di un materiale di irradiare energia è nota come emissività. In generale, i materiali altamente riflettenti hanno una bassa emissività e i materiali di colore scuro opaco hanno un’alta emissività. Tutti i materiali, comprese le finestre, irradiano calore sotto forma di onde lunghe, energia infrarossa a seconda dell’emissività e della temperatura delle loro superfici. L’energia radiante è uno dei modi importanti per il trasferimento di calore con le finestre. Ridurre l’emissività di una o più superfici vetrate migliora le proprietà isolanti di una finestra. Ad esempio, il vetro non rivestito ha un’emissività di .84, mentre Vitro Architectural Glass ‘ (precedentemente PPG glass )solar control Solarban® 70XL glass ha un’emissività di.02.

Qui entrano in gioco rivestimenti a bassa emissività (o vetro low-e). Il vetro Low – E ha un rivestimento microscopicamente sottile e trasparente-è molto più sottile di un capello umano-che riflette l’energia infrarossa a onde lunghe (o calore). Alcuni low-e riflettono anche quantità significative di energia infrarossa solare a onde corte. Quando l’energia termica interna cerca di sfuggire all’esterno più freddo durante l’inverno, il rivestimento low-e riflette il calore all’interno, riducendo la perdita di calore radiante attraverso il vetro. Il contrario avviene durante l’estate. Per usare una semplice analogia, il vetro low – e funziona allo stesso modo di un thermos. Un thermos ha un rivestimento d’argento, che riflette la temperatura della bevanda che contiene. La temperatura viene mantenuta a causa della riflessione costante che si verifica, così come i benefici isolanti che lo spazio aereo fornisce tra i gusci interni ed esterni del thermos, simili a un’unità di vetro isolante. Poiché il vetro low – e è costituito da strati estremamente sottili di argento o altri materiali a bassa emissività, si applica la stessa teoria. Il rivestimento silver low-e riflette le temperature interne all’interno, mantenendo la stanza calda o fredda.

Tipi di rivestimento low-e & Processi di produzione

Esistono in realtà due diversi tipi di rivestimenti low-e: rivestimenti passivi low-e e rivestimenti low-e a controllo solare. I rivestimenti passivi low-e sono progettati per massimizzare il guadagno di calore solare in una casa o in un edificio per creare l’effetto del riscaldamento “passivo” e ridurre la dipendenza dal riscaldamento artificiale. I rivestimenti low-e di controllo solare sono progettati per limitare la quantità di calore solare che passa in una casa o in un edificio allo scopo di mantenere gli edifici più freschi e ridurre il consumo energetico relativo all’aria condizionata.

Entrambi i tipi di vetro low-e, controllo passivo e solare, sono prodotti da due metodi di produzione primaria – pyrolytic, o “hard coat”, e Magnetron Sputter Vacuum Deposition (MSVD), o “soft coat”. Nel processo pirolitico, che divenne comune nei primi anni 1970, il rivestimento viene applicato al nastro di vetro mentre viene prodotto sulla linea float. Il rivestimento quindi “fonde” alla superficie del vetro caldo, creando un forte legame che è molto resistente per la lavorazione del vetro durante la fabbricazione. Infine, il vetro viene tagliato in fogli di varie dimensioni per la spedizione ai fabbricanti. Nel processo MSVD, introdotto negli anni ‘ 80 e continuamente perfezionato negli ultimi decenni, il rivestimento viene applicato off-line su vetro pretagliato in camere a vuoto a temperatura ambiente.

A causa dell’evoluzione storica di queste tecnologie di rivestimento, i rivestimenti passivi low-e sono talvolta associati al processo pirolitico e ai rivestimenti low-e a controllo solare con MSVD, tuttavia, questo non è più del tutto accurato. Inoltre, le prestazioni variano notevolmente da prodotto a prodotto e produttore a produttore (vedi tabella seguente), ma le tabelle dei dati sulle prestazioni sono facilmente disponibili e diversi strumenti online possono essere utilizzati per confrontare tutti i rivestimenti low-e sul mercato.

Posizione del rivestimento

In un doppio pannello standard IG ci sono quattro superfici potenziali a cui i rivestimenti possono applicarsi: la prima superficie (#1) si affaccia all’esterno, la seconda (#2) e la terza (#3) si fronteggiano all’interno dell’unità di vetro isolante e sono separate da un distanziatore periferico che crea uno spazio d’aria isolante, mentre la quarta superficie (#4) si affaccia direttamente all’interno. Passive low-e rivestimenti funzionano meglio quando sulla terza o quarta superficie (più lontano dal sole), mentre solar control low-e rivestimenti funzionano meglio quando sulla lite più vicino al sole, in genere la seconda superficie.

Low-e Coating Performance Measures

Low-e coatings sono applicati alle varie superfici dei vetri isolanti. Sia che un rivestimento low-e sia considerato passivo o a controllo solare, offrono miglioramenti nei valori delle prestazioni. I seguenti sono utilizzati per misurare l’efficacia del vetro con rivestimenti low-e:

• Il valore U è la valutazione data a una finestra in base alla quantità di perdita di calore che consente.
• La trasmittanza della luce visibile è una misura di quanta luce passa attraverso una finestra.
• Il coefficiente di guadagno del calore solare è la frazione della radiazione solare incidente ammessa attraverso una finestra, sia trasmessa direttamente che assorbita & ri-irradiata verso l’interno. Minore è il coefficiente di guadagno di calore solare di una finestra, minore è il calore solare che trasmette.
• Il guadagno da luce a sole è il rapporto tra il coefficiente di guadagno del calore solare della finestra (SHGC) e il suo punteggio di trasmissione della luce visibile (VLT).

Ecco come i rivestimenti misurano riducendo al minimo la quantità di luce ultravioletta e infrarossa (energia) che può passare attraverso il vetro senza compromettere la quantità di luce visibile che viene trasmessa.

Quando si pensa ai disegni delle finestre: vengono in mente dimensioni, tinta e altre qualità estetiche. Tuttavia, i rivestimenti low-e svolgono un ruolo altrettanto importante e influenzano significativamente le prestazioni complessive di una finestra e i costi totali di riscaldamento, illuminazione e raffreddamento di un edificio.

Per informazioni tecniche complete sulla progettazione con vetro low-e, leggere Vitro Architectural Glass Technical Document TD-131. Per qualsiasi altra domanda sul vetro, contattare Vitro Glass o chiamare il numero 1-855-VTRO-GLS (1-855-887-6457).

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