Il progetto Solar Energy Balanced Façade: l’innovazione di Schenker Storen per un nuovo tipo di efficienza termica
Schenker Storen e l’Istituto di Ingegneria civile (IBI) della Scuola Universitaria di Tecnica e Architettura di Lucerna hanno unito le forze e nell’ambito del progetto «Solar Energy Balanced Façade» hanno realizzato una tenda senza precedenti per un banco di prova per facciata termica. Su questo banco di prova i due partner del progetto stanno cercando un’alternativa promettente alle comuni facciate per edifici in Svizzera.
Se si prende il treno a Lucerna e si passa per Horw, la si può vedere dai binari: su un’impalcatura di legno è montata una grande struttura rettangolare con un’alta finestra, su cui è installata una tenda davvero speciale. Si tratta del banco di prova termico per il progetto Solar Energy Balanced Façade, in breve SEBF, chiamato affettuosamente dai ricercatori «nido» per la sua somiglianza con una casetta per uccellini
Nell’ambito del progetto SEBF, l’Istituto di Ingegneria civile (IBI) ha usato il banco di prova termico, appositamente costruito, per studiare un nuovo tipo di accumulo termico passivo-adattivo di una facciata a doppia pelle, al fine di influenzare positivamente il bilancio energetico di un edificio. In inverno il materiale che accumula calore nella zona del davanzale assorbe energia termica dal sole e la rilascia di notte nell’intercapedine ermetica tra le facciate.
In questo modo, quindi, a passare verso l’esterno è soprattutto l’energia termica solare accumulata, non l’energia di riscaldamento dall’interno. Così il calore nelle stanze viene trattenuto meglio, si riduce la potenza di riscaldamento necessaria e si migliora il bilancio energetico dell’edificio.
E funziona, come spiega con orgoglio Thomas Wüest, collaboratore scientifico presso IBI e ideatore del progetto SEBF, commentando i dati delle misurazioni. Inoltre questo sistema ha dimostrato di contribuire in modo ancora più significativo a un raffrescamento efficiente degli interni rispetto a quanto previsto inizialmente. In estate l’accumulatore assicura che la facciata a doppia pelle non si riscaldi troppo catturando e immagazzinando il calore del sole, continua Wüest. In questo modo occorre raffreddare di meno le stanze, il che ha a sua volta un effetto positivo sul bilancio energetico dell’edificio.
Questo è il bilancio positivo dopo tre anni e mezzo di ricerca. Ma prima di poter giungere a queste conclusioni, il team del progetto SEBF ha dovuto superare numerosi ostacoli. Oggi, per esempio, le moderne facciate a doppia pelle di solito vengono ventilate. Tuttavia, affinché l’approccio funzionasse, la facciata di prova non doveva essere ventilata in alcun modo. Di conseguenza all’inizio del progetto è stato utilizzato un sistema molto recente, la cosiddetta Closed Cavity Facade (CCF), che prevede un’intercapedine ermetica tra le facciate. Inoltre occorreva trovare un modo per regolare l’incidenza della luce e del calore sull’accumulatore, senza il quale il sistema non può funzionare. Poiché sul SEBF l’accumulatore si trova nella zona del davanzale e l’incidenza della luce in questa zona deve essere controllata in modo separato e indipendente rispetto alla superficie restante della finestra, è nata l’idea di una tenda che si muove verso l’alto. Questo permette di coprire l’accumulatore, mentre dal resto della finestra è possibile continuare a guardare verso l’esterno. Viceversa, la tenda può fornire protezione visiva e antiabbaglio nella parte superiore, mentre l’accumulatore continua ad accumulare il calore del sole nella parte inferiore. Tuttavia una tenda di questo tipo, che soddisfacesse tutti i requisiti del progetto, era piuttosto insolita. Pertanto è stato necessario cercare un produttore di tende innovativo che avesse le risorse necessarie e la volontà di affrontare questa sfida speciale.
racconta Wüest.
Una tenda per il progetto Solar Energy Balanced Façade
Di fronte a questa sfida speciale, gli esperti del reparto innovazione di Schenker Storen si sono subito rimboccati le maniche. Non occorreva solo sviluppare un sistema di tende adatto alla relativamente nuova e particolare Closed-Cavity-Fassade (CCF), che ha caratteristiche completamente diverse rispetto alle facciate e alle finestre comuni, ma serviva anche farlo nel modo più semplice e il più rapidamente possibile. Oltre al fatto che doveva trattarsi di una delle prime tende contro-rotanti mai costruita che si potesse chiudere sia dall’alto che dal basso.
Per fornire la soluzione di ombreggiamento più semplice possibile e nel minor tempo, sono stati scelti dei componenti esistenti. L’approccio tecnico è stato sviluppato in varie riunioni di brainstorming e d’intesa con l’IBI, spiega Thomas Stöckli, responsabile del reparto innovazione di Schenker Storen. Alla fine la soluzione prevedeva di costruire un prototipo basato sulle nostre comprovate lamelle a pacco Economy 70. Solo che questo prototipo è formato da due tende, anziché da una. La tenda in alto funziona normalmente, mentre quella in basso è messa in tensione da una molla. Il bilanciatore a molla viene deviato tramite rulli, in modo che la lamella superiore, quindi la barra finale, venga sempre tirata verso l’alto. Questa, per così dire, sostituisce la gravità, ma verso l’alto anziché verso il basso. Il motore muove poi la lamella più alta verso il basso e verso l’alto contro la forza della molla, di conseguenza tutte le lamelle vengono spostate verso l’alto e verso il basso tramite le cordicelle.
Il risultato è stato un nuovo prototipo, una tenda contro-rotante che permette di ombreggiare sia l’accumulatore di calore che la restante superficie della finestra in modo indipendente l’uno dall’altro. Due di questi prototipi sono stati installati sul banco di prova termico e sono stati testati approfonditamente per quasi un anno, insieme all’intero sistema di accumulo del calore. I risultati parlano da soli.
sottolinea Stöckli.
Innovazioni del futuro
Il team di innovazione di Schenker Storen si era già occupato in passato della CCF e anche di elementi che possono essere mossi dal basso verso l’alto. Possedeva quindi già l’esperienza necessaria per contribuire a questo progetto. Anche l’esperienza acquisita dal progetto SEBF potrà avere ulteriori sviluppi, come sottolinea Stöckli. Infatti Schenker Storen sta affrontando con grande determinazione il tema dell’energia e dell’influenza della protezione solare sul bilancio energetico degli edifici.
I dispositivi di protezione solare assicurano già oggi che l’apporto di luce e di energia dei componenti trasparenti, come finestre e vetrate, sia adatto alle varie condizioni atmosferiche. Al giorno d’oggi questo è molto importante, perché l’edilizia tende sempre più verso finestre a tutta parete e grandi vetrate. Impianti progettati in modo adeguato possono ridurre le spese per il riscaldamento in inverno e diminuire il raffreddamento attivo in estate. Numerosi prodotti di Schenker Storen sono certificati Minergie e vengono offerti insieme ad altre soluzioni Smart Home per un comando comodo ed efficiente. Schenker Storen si considera un centro di innovazione per creare la tecnologia di protezione solare del presente e del futuro all’insegna dell’efficienza energetica e della sostenibilità.
Per questo, come chiarisce Stöckli, Schenker Storen ha fornito gratuitamente il suo supporto all’innovativo e promettente progetto SEBF dell’IBI e continuerà a sostenere il progetto di Thomas Wüest.
Efficiente, poco soggetto a guasti e conveniente – High Impact with low-tech
Molti ricercatori si concentrano sulle nuove tecnologie, mentre lo sviluppo di quelle esistenti tende ad essere «trascurato», spiega Wüest. Nel progetto SEBF e per il prototipo delle tende si è quindi cercato di fare affidamento su approcci il più possibile low-tech di tecnologie collaudate.
«Si dovrebbe evitare di utilizzare una tecnologia complicata e forse soggetta a errori o, quantomeno, dovrebbe essere usata e comandata in modo intelligente», spiega Wüest. L’accumulatore di calore installato in modo sperimentale, per esempio, non è altro che un serbatoio di alluminio verniciato di nero e riempito di acqua addensata. Gli esperimenti stanno dando comunque risultati impressionanti, sottolinea Wüest con un sorriso soddisfatto.
Il prototipo di tenda di Schenker Storen riflette e supporta questo atteggiamento low-tech efficiente ed economico di Thomas Wüest. Per questo motivo abbiamo fatto affidamento sulla tecnologia semplice e collaudata delle lamelle a pacco Economy e l’abbiamo sviluppata di conseguenza.
È stato così possibile dimostrare sia in modo teorico che pratico l’effetto positivo di un tale accumulo termico passivo-adattivo su una facciata a doppia pelle. Il successo del progetto SEBF supporta l’approccio «High Impact with low-tech». Thomas Wüest è ottimista: «Molti progetti di ricerca si stanno muovendo in una direzione simile: si stanno allontanando da complesse soluzioni high-tech verso applicazioni low-tech robuste e intelligenti, anche relativamente all’energia grigia.»
I prodotti di protezione solare certificati Minergie di Schenker Storen soddisfano le massime esigenze in termini di isolamento termico ottimale e contribuiscono alla costruzione di facciate sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico. Maggiori informazioni su questo argomento sono disponibili qui.