L'involucro trasparente dinamico e i dispositivi elettrocromici. Studio delle caratteristiche e prestazioni, proposizione di schemi di impiego in edifici per ufficio

An analysis conducted over the office buildings within Milan shows that most of them have fully glazed façades or otherwise have large transparent surfaces to meet the needs of both architecture and flexibility of use and subdivision of internal spaces. An answer to these needs, according to today’s tendency to reduce energy consumptions, comes from chromogenic materials deposited on glass substrates, especially those electrochromic, the most stable and performance, and the only ones already on the market in various countries around the world. These materials allow the building envelope to be reconceived as a dynamic element that adapts to changes of the outside/inside, modifying its transparency to solar radiation, both in terms of energy and light. After a framework of chemical principles on which these materials are based and an evaluation of the trials involving the characterization, performance and durability of electrochromic devices, the paper analyses the products on the market to understand their degree of development. Then, identifying a reference electrochromic device, with features intermediate between those of the devices already in production, it has been done a performance modelling for three office environments with this type of windows, in configuration continuous, ribbon and traditional window. These simulations show a significant improvement in natural lighting indoors and energy saving, and even in satisfaction of users. Finally is has been examined the issue of automatic or manual adjustment of these devices and the possible integration of control system with artificial lighting and internal shadings, so as to enhance the overall use of these devices, of lighting and of air conditioning mutually and continuously adjustable.

Da un’analisi svolta su edifici per ufficio in ambito milanese si evince che la maggior parte di essi presenta facciate completamente vetrate o comunque dotate di ampie superfici trasparenti, per soddisfare esigenze sia architettoniche che di flessibilità di uso e di suddivisione degli spazi interni. Una risposta a tali esigenze, nell’ottica odierna del massimo contenimento dei consumi energetici, proviene dai materiali cromogenici depositati su supporti in vetro, e specialmente da quelli elettrocromici, i più stabili e prestazionali, nonché gli unici già in commercio in vari paesi del mondo. Tali materiali permettono di riconcepire l’involucro come elemento dinamico che si adatta ai cambiamenti dell’ambiente esterno/interno, modificando la propria trasparenza alla radiazione solare, sia in termini energetici che luminosi. Dopo un inquadramento del principio chimico che sta alla base di questi materiali e una valutazione delle sperimentazioni inerenti la caratterizzazione, le prestazioni e la durabilità di dispositivi elettrocromici, il lavoro analizza i prodotti sul mercato per capirne il grado di sviluppo raggiunto. In seguito, identificando un dispositivo elettrocromico di riferimento, con caratteristiche intermedie fra quelle dei dispositivi già in produzione, si è proposta una modellazione prestazionale per tre ambienti ufficio dotati di tale tipo di chiusura, in configurazione continua, a nastro e a finestra tradizionale. Ne risulta un notevole miglioramento dell’illuminazione naturale interna e del risparmio energetico, nonché del soddisfacimento degli utenti. In ultimo viene approfondito il tema della regolazione automatica e/o manuale del funzionamento di questi dispositivi e quello delle possibili integrazioni del sistema di regolazione con gli apparecchi di illuminazione artificiale e di schermatura interna, in modo da valorizzare nel complesso l’impiego dei dispositivi di chiusura, di illuminazione e di climatizzazione regolabili reciprocamente ed in continuo.