Fattore solare
Il fattore solare è il rapporto tra l'energia termica proveniente dal sole ed entrante nell'ambiente, e l'energia che arriva sulla superficie esterna della lastra.Per il calcolo del fattore solare si considerano le lunghezze d'onda comprese tra i 0,3 ed i 2,5 mm, quindi, oltre alle radiazioni visibili, una parte dell'ultravioletto (<0,380 mm) ed una parte di infrarosso (>0,78 mm).La figura mostra come si ripartisce il flusso radiante incidente Fe.
- Una parte è riflessa: reFe
- re è detto coefficiente o fattore di riflessione;
- una parte direttamente trasmessa: teFe
- te fattore di trasmissione;
- una parte assorbita: aeFe
- ae fattore di assorbimento. Questa parte di energia assorbita è poi riemessa verso l'interno e verso l'esterno
- qeFe è la parte riemessa all'esterno
- qe è il fattore di scambio termico secondario verso l'esterno
- qiFe è la parte riemessa all'interno
- qi è il fattore di scambio termico secondario verso l'interno
Valgono le relazioni di figura fs.10 per i vari coefficienti.
Per la definizione data di fattore solare si ha allora:g = te + qi
Calcolo di te
Il procedimento di calcolo è, per quanto riguarda te simile a quello della trasmissione luminosa. La sorgente luminosa è in questo caso la radiazione solare globalizzata, il cui andamento spettrale è mostrato in figura fs.11
I valori della curva sono normalizzati in modo tale che l'area sottesa dalla curva abbia valore unitario. Si moltiplicano ora i valori di questa curva per i corrispondenti valori di trasmittanza spettrale. Si ottiene in tal modo l'andamento spettrale dalla radiazione solare trasmessa. L'area che sta sotto questa curva, sempre inferiore ad 1, è il fattore te.
Le figure fs.12 ed fs.13 sono due esempi con vetri diversi. Il primo è relativo ad un vetro chiaro; il secondo ad un vetro a controllo solare. La curva mediamente più bassa è la radiazione trasmessa e, come si può notare dall'area sottesa il vetro solare lascia passare meno energia, a tutte le lunghezze d'onda ma, in particolare, nel campo dell'infrarosso (da 760 a 2500 nm).
Calcolo di qi
Il fattore di trasmissione secondaria verso l'interno che, sommato alla trasmissione solare diretta, fornisce il fattore solare, si calcola con: qi = ae*hi/(hi + he)
dove hi ed he sono i coefficienti di scambio termico verso l'interno e verso l'esterno, che dipendono dalle condizioni al contorno della vetrata. Assumendo condizioni convenzionali ( vetrata verticale; vento: velocità=4m/s; convezione naturale all'interno) si ha: he= 23 W/(m2*K)
hi = 3,6+ 4,4*e /0,837 W/(m2*K) con e emissività corretta della superficie interna mentre ae è il coefficiente di assorbimento solare ricavabile dalla prima uguaglianza in fig. 10. Si deve per questo determinare il coefficiente di riflessione esterno re. Il procedimento è del tutto simile a quello usato per il coefficiente di trasmissione diretta, ovviamente utilizzado i valori relativi alla riflettanza spettrale. Si moltiplicano cioè i valori della radiazione solare per i valori della riflettanza spettrale ricavando le curve la cui area, corrisponde proprio a re.
Note
Il calcolo delle aree è un calcolo integrale e può essere implementato su un foglio di calcolo EXCEL utilizzando la tabella del prospetto 2 ( per il fattore solare), o del prospetto 1 per la trasmissione luminosa, della Norma più volte citata (EN 410).
Esiste un database internazionale, denominato IGDB, accessibile via Internet, e periodicamente aggiornato, dove i produttori più importanti e più attenti alle necessità di conoscenza e di documentazione dei costruttori di vetrate isolanti, inseriscono i dati dei loro prodotti. E' pubblico anche un software sviluppato dalla LBLN finanziata dal governo degli USA che consente di calcolare i parametri termici e luminosi di ogni composizione vetraria che faccia uso dei prodotti vetrari inseriti in IGDB
