CONDOTTI SOLARI (Solar tube/Light pipe)

Sistemi di trasporto della luce (camini di luce) estratto da >>>> ENEA RSE <<<

essendo caratterizzati da buone prestazioni in condizioni di cielo sereno ma non in condizioni di cielo coperto. L’elemento di captazione è di solito costituito da materiale acrilico o policarbonato trasparente, rivestito con un film anti-UV che convoglia le radiazioni solari dirette e diffuse. In Fig. 1.64 è schematizzato il funzionamento di un condotto solare.

La forma e le dimensioni del captatore fisso devono essere tali da ottimizzare l’ingresso della luce attuando il miglior compromesso tra la possibilità di acquisire la maggior quantità di luce all’interno di un ambiente in un dato istante e quella di garantire adeguati livelli di illuminamento nel corso di tutto l’anno.

L’efficienza del condotto solare deriva dai dispositivi incorporati nella calotta: le lenti, che catturano la luce diurna e respingono la luce troppo intensa delle ore centrali della giornata garantendo un’illuminazione costante per tutto il giorno i riflettori, che intercettano e reindirizzano la luce solare ad angolo di incidenza ridotto aumentando l’apporto di luce.

Questi due dispositivi permettono al condotto solare di utilizzare luce che non si trova necessariamente nel diretto percorso del tubo e di ridirezionarla in modo da fornire luce dall’alba al tramonto, garantendo così una superficie effettiva di captazione della luce diurna EDCS (effecting daylight capturing surface) molto elevata.

L’elemento di conduzione, generalmente a sezione circolare (di solito con diametri di 250 mm o 350 mm), è costituito da materiale altamente riflettente e trasporta la radiazione solare grazie alle riflessioni delle sue pareti, minimizzando la dispersione dei raggi e assicurando un apporto di luce anche a distanze notevoli.

La sua sezione ha dimensioni proporzionali all’area da illuminare: esistono commercialmente varie dimensioni di tubi disponibili da utilizzare per differenti dimensioni di ambienti.

Il condotto può arrivare ad una riflettività speculare di oltre il 99% e avere nel suo percorso angoli che vanno da 0° a 90°. La trasmissione luminosa è ovviamente maggiore se il tubo è corto e dritto.

La luce solare trasportata assicura livelli di illuminamento idonei allo svolgimento delle attività e non altera la percezione dei colori naturali.

Ad oggi i nuovi prodotti fissano degli standard di rendimento elevati: con un tubo di 250 mm di diametro, la EDCS è di 1032 cm2, l’area di copertura luminosa di 14-19 m2, con una lunghezza del tubo potenziale di più di 6m e 4100 lumen in uscita.

Con l’aumento del diametro del tubo aumentano anche le prestazioni: con 350 mm di diametro, la EDCS è di 1871 cm2, l’area di copertura luminosa di 23-28 m2 , la lunghezza del tubo potenziale di più di 9m e i lumen in uscita 8200.

Nelle Fig. 1.65 e 1.66 sono illustrati a scopo d’esempio due esempi di applicazione dei condotti solari.

Rispetto ai lucernari tradizionali, questi sistemi hanno il vantaggio di un basso costo, di non essere soggetti a problemi di infiltrazioni, di dispersioni di calore, condensazione e surriscaldamento, di essere facilmente applicabili anche in edifici esistenti (il condotto può essere installato facilmente senza nessuna modifica strutturale).

I condotti solari, inoltre, riducono in modo sostanziale l’uso di energia elettrica, oltre a far godere gli utenti dei benefici aggiuntivi derivanti dall’uso di luce naturale anziché artificiale.

Possono essere applicati in edifici residenziali, scolastici, uffici, edifici commerciali, magazzini, edifici industriali e di culto. Ad oggi le opere realizzate sono per lo più di piccole dimensioni, anche se non mancano realizzazioni su larga scala dove i risparmi di energia elettrica per l’illuminazione arrivano fino al 30%, unitamente a minori costi anche per il condizionamento, visto che il carico termico dovuto alla luce naturale è minore rispetto a quello delle lampade.

Tabella 1.15. Vantaggi e svantaggi dei condotti solari.

Riassumendo:
i condotti solari sono sistemi interni/esterni, fissi e continui, che possono essere orizzontali, verticali o inclinati. Vengono utilizzati su tetti e facciate verticali. Risultano efficienti con tutte le altezze solari e condizioni di cielo sereno. In Tab. 1.15 sono indicati i vantaggi e gli svantaggi del sistema.