Il layout delle finestre è fondamentale per sfruttare le viste e ridurre al minimo i costi mensili delle utenze.
Le finestre portano in una casa vista, comfort, ventilazione ed efficienza energetica. Le finestre portano anche grandi guadagni di calore solare e spingono il sistema di raffreddamento in overdrive, per non parlare dei dannosi raggi UV che sbiadiscono mobili, tendaggi e tappeti. Sia che una casa sia progettata per adattarsi al sito dei tuoi sogni o che tu stia lavorando con un costruttore per selezionare le migliori opzioni per una casa di quartiere, è possibile ottenere una maggiore efficienza energetica e costi di riscaldamento e raffreddamento ridotti pianificando attentamente il posizionamento delle finestre.
Proteggersi dal sole ha senso per un grande dollaro. Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, una famiglia media spende oltre il 40% del proprio budget energetico annuale totale per i costi di riscaldamento e raffreddamento. Nel sud della Florida, i consumatori possono spendere così tanto solo per i costi di raffreddamento. Questi costi possono essere ridotti in media del 15% semplicemente passando a finestre a risparmio energetico e pianificando il posizionamento, l’ombreggiamento e la ventilazione delle finestre.
Da che parte girarsi
Prima di tutto, i proprietari di casa devono prestare attenzione alla direzione in cui è rivolta la loro casa. L’angolo del sole in estate e la durata dell’esposizione diretta sono estremi sui lati orientali e occidentali della casa.
L’esperto energetico californiano Steve Easley spiega come evitare quel sole cocente, il tutto capendo che nessuno vuole un muro bianco senza finestre. “Orienta il bicchiere in modo che sia rivolto a sud”, dice Easley. “Il sole è più alto in estate, quindi colpisce il vetro con un angolo meno diretto. Evita anche grandi quantità di vetri sulle pareti est e ovest dove il sole la riscalda ad angolo diretto per lunghi periodi di tempo “.
Per una casa con clima caldo, combattere il sole e controllare i costi di raffreddamento sono l’obiettivo fondamentale per i calcoli di progettazione e energia. In alcune aree del paese, le revisioni e le approvazioni del progetto si concentrano sulla capacità di un edificio di controllare il guadagno di calore solare. I comitati di revisione progressivi vogliono conoscere l’impatto del guadagno di calore solare sui carichi di raffreddamento o quanta energia ci vuole per ridurre la temperatura di una casa. Queste schede richiedono strategie per ridurre il guadagno di calore senza un consumo eccessivo di energia. Controllare il consumo di energia nei climi caldi significa controllare il guadagno di calore.
“Quando abbiamo creato la Palm Springs EnergyWise House, abbiamo progettato prima per le viste”, dice Dennis Cunningham, un costruttore di Palm Springs Modern Homes, “poi abbiamo fatto i calcoli per vedere se riuscivamo a farlo funzionare. Siamo stati fortunati con questo progetto che le viste erano nord-nordovest. Di conseguenza, non otteniamo alcun sole battente “.
Evitare l’accumulo di
calore Il guadagno di calore solare è il più grande nemico energetico nelle case di tutto il paese. È meglio posizionare finestre panoramiche, porte scorrevoli e finestre palladiane svettanti rivolte a nord e sud piuttosto che subire l’estremo aumento di calore che le finestre che guardano ad est e ad ovest porteranno. Per una casa in un clima settentrionale, questo approccio ha un vantaggio secondario in quanto le finestre rivolte a sud attireranno i raggi diretti del riscaldamento domestico durante l’inverno. Indipendentemente da dove si trova una casa, una buona pianificazione delle finestre si concentra sul controllo del guadagno di calore solare durante i mesi estivi. Se quello stesso controllo può portare più calore nella stagione di riscaldamento, consideralo un bonus.
Easley utilizza una porta scorrevole a vetro singolo come esempio di come la selezione e il posizionamento del vetro possono influire sul carico di raffreddamento e sul consumo energetico di una casa. Il sole diretto sul vetro genererà 250 Btu per piede quadrato di vetro all’ora, la stessa unità di misura utilizzata per misurare la produzione di un forno.
Per una porta in vetro scorrevole media di 6 piedi per 7 piedi, ciò fa 10.000 Btu all’ora dalla sola porta. Ci vorrebbe quasi una tonnellata di aria condizionata per compensare questo aumento di calore. Poiché una casa media utilizza tre tonnellate di aria condizionata all’ora, il dispositivo di scorrimento utilizzerebbe un terzo di tale energia di raffreddamento all’ora. Il guadagno di calore solare avviene ovunque, sottolinea Easley. “Anche nel Midwest puoi ancora avere bollette dell’aria condizionata che costano tanto quanto la bolletta del riscaldamento, quindi non sottovalutare mai l’impatto del tuo vetro”, dice.
Soluzioni progettuali
Adottare misure per ridurre il guadagno di calore solare in estate. In primo luogo, creare ombra laddove possibile e fornire sporgenze per finestre che ricevono grandi quantità di luce diretta in estate. “Qui fuori dobbiamo evitare il sole battente occidentale”, dice Cunningham. “Il sole dell’ovest qui è un sole così abbagliante, riscaldante e che scioglie le candele che brucia i mobili all’interno, li sbiadisce.”
Per compensare, Cunningham e l’architetto Dan Thornbury hanno affrontato la EnergyWise House a nord, con il suo lato inclinato a nord-ovest, il che ha permesso alla casa di proiettare la propria ombra sul lato est-sud-est della casa. Thornbury ha posizionato una torre scala sulla facciata rivolta a ovest, che è punteggiata da un mix di finestre di varie dimensioni per fornire una vista teaser delle montagne senza vetro aggiunto e il conseguente guadagno di calore. Un certo numero di piccole finestre delle torri delle scale sono anche utilizzabili e funzionano per fornire la ventilazione delle brezze trasversali quando le porte a scomparsa vengono spalancate a est.
Finestre intelligenti
Un altro modo per ridurre il guadagno di calore solare dalle finestre è installare finestre rivestite ad alta efficienza progettate per bloccare il trasferimento di calore in inverno e in estate. La selezione di un’unità di vetro rivestita a basso emissivo a doppio vetro può far risparmiare centinaia di dollari sulle bollette annuali. Passare a un vetro a bassa emissività spettralmente selettivo in un’unità di vetro isolante a doppio vetro (IGU) porterà i maggiori risparmi ed efficienza di tutti. Queste finestre hanno uno strato sottile di metallo che riflette il calore verso la sorgente. I rivestimenti spettralmente selettivi deviano i raggi che causano l’accumulo di calore e la degradazione dei raggi UV, consentendo la penetrazione della luce visibile.
“In media il vetro standard lascia entrare il 90 percento del calore del sole. Un vetro basso emissivo standard lascia entrare circa il 70 percento. Un vetro rivestito spettralmente lascia entrare solo il 40 percento del calore del sole “, afferma Easley.
Bloccare l’aumento di calore in estate è una strategia intelligente. Easley incoraggia la costruzione di cantilever sopra le facciate orientate a ovest e ad est per ombreggiare le finestre sottostanti. Pianta alberi da ombra, aggiungi sporgenze o tende da sole e usa l’ etichetta del National Fenestrations Rating Council . Le etichette NFRC indicano quanta luce lascerà entrare una data finestra (VLT), quanta perdita di calore è probabile che subisca (fattore U) e quanto guadagno di calore solare consente (SHGC). L’etichetta Energy Star inoltre abbina le finestre al loro clima.
