Transparent envelope retrofitting applications : a case study on energy saving and human thermal comfort by applying window solar films

The Energy needs of a building is influenced by many elements In the present paper the attention will be focused on a specific factor, increasingly important in the modern building construction: the transparent envelope. The Italian law, from different perspectives, neglects this relevant element, that very often is the cause of hygrothermal discomfort and energy waste, especially during the warmer season. Considering these two aspects, the concept of thermal shield is presented in relation with an analysis of how transparent films are useful to filter solar radiations reducing the related thermal load and improving the human comfort sensation inside a building. The aim of this study is to present in detail the technical characteristics of the product and the benefits derived from its application. To efficiently pursue this goal a comprehensive analysis and a in depth study of the film main categories is needed. Taking into consideration the importance of the energy redevelopment for the Italian building heritage, in recent times solar films studies have gained a strategic value. Due to the difficult of installing the product on preexisting buildings, different solutions for the upgrading of transparent envelopes were considered, among them: The substitution of the window frame with more advanced technologies like double glass low – emissivity, triple glazing systems etc. To add value to the present analysis, the case study involved a building with a business use, considering all the related issues. Indeed this type of construction is very often characterized by large glazed surfaces, that generally implicates an high energy use and the problem of internal overheating. This crucial aspect offers an interesting case study on energy saving solutions and for the useful improvement of thermal condition in a working environment. The analysis was implemented on a building located in Milan, characterized by two different type of façade: bow window and curtain wall. In this way it was possible to make a comparison between the building energy needs and the different dimensions of the transparent side. In this study, it was crated two scenarios characterized by different typology of retrofit solutions to obtain the buildings energy requalification and to evaluate human thermal comfort. The results it obtain with a deeply study of each aspects of technology, starting to the optical property to reduce the net flux of the radiation and consequently the energy demand of energy

Il fabbisogno energetico dell’edificio è caratterizzato da innumerevoli fattori. Nel persente lavoro si desidera focalizzare l’attenzione su un importante carattere, ormai sempre più preponderante costruzione moderna, quale l’involucro trasparente. La normativa italiana sotto alcuni aspetti trascura l’importanza di questa componente sensibile dell’edificio che spesso è causa di notevi sprechi energetici, specialmente nelle stagioni estive, e discomfort igrotermico per gli utenti. Considendo questo duplice aspetto, si è voluto approfondire il concetto di schermature statica, quale film trasparenti capaci di filtrare parte della radiazione solare riducendo il conseguente carico termico generato dall’irraggimento, abbinandolo al concetto di comfort percepito dagli utenti. La scelta di questo studio nasce dalla volontà di voler caraterizzare questa tipologia di prodotto per comprenderne approfonditamento le caratteristiche ottiche spettrali ed i benifici derivanti da un eventuale applicazione. Per fare ciò è necessaria una completa analisi e studio delle principali categorie di questa tipologia di prodotto in maniera tale da raggiungere la consapevolezza ed il potenziale. Considerata la necessità di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio italiano, lo studio pellicole a controllo solare, essendo una tecnologia retrofit, diventa strategico. Ammettendo il limite di applicabilità del prodotto su edifici esistenti si è scelto di confrontare diverse soluzioni per la riqualifica di invocri trasparenti quali: la sostituzione del serramento con tecnologie maggiormente all’avanguardia come vetrocamera basso emissivi, triplo vetro, ecc. Per conferire ulteriore valore aggiunto alla presente analisi si è scelto di studiare il prodotto applicato ad un edificio con destinazione d’uso per uffici, considerando tutte le probelmatiche ad esso connesse. Infatti suddetta tipologia essendo spesso caratterizzata da ampie superfici vetrate, se non ben progettate, è immediamente soggetta a problematiche legate all’elevato consumo energetico nochè a il surriscaldamento dell ambiente interno. Questo aspetto cruciale non solo offre un interessante campo di applicazione dello studio di blande soluzioni per la riqualifica energetica ma permette di studiarne anche il carattere di benessere che in un ambente lavorativo diventa fondamentale. Per qualificare l’analisi si è scelto di analizzare un edificio collocato a Milano con due differenti tipologie di facciata quali bow window e curtain wall. In questo modo è stato possibile correlare il fabbisogno energetico dell’edificio con le diverse dimensioni della parte trasparente. Nel presente lavoro, si sono dunque costruiti scenari caratterizzati da diverse tipologie di intervento finalizzato alla riqualificazione energetica e alla valutazione di benessere, approfondendo ogni singolo aspetto a partire dalla necessità di controllare l’ingresso della radiazione per ridurre il fabbisogno energetico dell’edificio.