Cos'è il rivestimento low-E a sputtering? Uno specchio termico ad alte prestazioni per il vetro

In sostanza, un rivestimento low-E a sputtering è una pellicola metallica microscopica e trasparente applicata al vetro sottovuoto per migliorarne drasticamente l'isolamento termico. Questo rivestimento ad alte prestazioni è progettato per riflettere il calore (energia infrarossa a onde lunghe) verso la sua origine, mantenendo il calore all'interno durante l'inverno e all'esterno durante l'estate, consentendo al contempo il passaggio della luce visibile. La parte "a sputtering" si riferisce specificamente al sofisticato processo di produzione utilizzato per crearlo.

La cosa più importante da capire è che i rivestimenti a sputtering, noti anche come "soft coat", offrono il più alto livello di prestazioni energetiche disponibile. Tuttavia, questa prestazione comporta un compromesso: il rivestimento è delicato e deve essere protetto all'interno di un'unità di vetro isolante (IGU) sigillata.

Come i rivestimenti a sputtering controllano il calore

Per comprendere il valore di un rivestimento a sputtering, devi prima capire il principio "low-E". "E" sta per emissività, che è la capacità di un materiale di irradiare energia. I materiali ad alta emissività irradiano facilmente il calore, mentre i materiali a bassa emissività no.

### Il principio della bassa emissività

Il vetro standard non rivestito ha un'alta emissività. Assorbe il calore e lo irradia prontamente in tutte le direzioni. Ciò significa che in inverno, il calore del tuo sistema di riscaldamento interno viene assorbito dalla finestra e irradiato all'esterno, e in estate, il calore esterno viene irradiato all'interno.

Un rivestimento low-E è come uno specchio termico. Ha una bassissima emissività, quindi riflette l'energia infrarossa a onde lunghe (calore) invece di assorbirla e ri-irradiarla. Ciò riduce drasticamente il trasferimento di calore attraverso la finestra.

### Filtro selettivo della lunghezza d'onda

I moderni rivestimenti a sputtering sono spettralmente selettivi. Ciò significa che sono progettati per differenziare tra diverse lunghezze d'onda dell'energia solare.

Consentono il passaggio di alti livelli di luce visibile (energia a onde corte), mantenendo gli interni luminosi. Allo stesso tempo, bloccano la luce ultravioletta (UV) e l'energia infrarossa a onde lunghe (calore), proteggendo gli interni dai danni del sole e dal guadagno di calore indesiderato.

Il processo di sputtering spiegato

Lo sputtering è un tipo di deposizione fisica da fase vapore (PVD) che avviene in una grande camera a vuoto. È un processo "offline", il che significa che viene eseguito dopo che il vetro è già stato prodotto.

### Una partita a biliardo microscopica

Pensa al processo come a una partita a biliardo atomico microscopica. All'interno della camera a vuoto, un campo elettrico ad alta tensione energizza un gas (tipicamente argon), creando un plasma di ioni carichi.

Questi ioni vengono accelerati e sparati contro un "bersaglio" realizzato con il materiale di rivestimento desiderato, più comunemente l'argento. Quando gli ioni colpiscono il bersaglio, staccano, o "sputterano", atomi individuali.

### Costruire il rivestimento, strato per strato

Questi atomi sputterati viaggiano attraverso la camera e si depositano sulla superficie fresca del vetro, formando una pellicola eccezionalmente sottile e uniforme.

La vera potenza dello sputtering è la capacità di creare più strati distinti. Un tipico rivestimento low-E a sputtering ad alte prestazioni può avere da 5 a 10 strati, inclusi uno, due o anche tre strati di argento per le massime prestazioni, con altri materiali che fungono da strati protettivi o antiriflesso.

Comprendere i compromessi: a sputtering rispetto a pirolitico

L'alternativa a un "soft coat" a sputtering è un "hard coat" pirolitico. Comprendere la differenza è fondamentale per specificare correttamente il materiale.

### "Soft Coat" a sputtering

I rivestimenti a sputtering offrono le massime prestazioni. Il processo consente più strati di argento, con conseguenti fattori U estremamente bassi (una misura della perdita di calore) e un'ampia gamma di coefficienti di guadagno di calore solare (SHGC) per sintonizzare il vetro per un clima specifico.

Tuttavia, questi rivestimenti sono delicati. Gli strati di argento si ossideranno e degraderanno se esposti all'aria o all'umidità. Per questo motivo, i rivestimenti a sputtering devono essere posizionati su una superficie protetta all'interno di un'unità di vetro isolante (IGU) a doppio o triplo vetro.

### "Hard Coat" pirolitico

I rivestimenti pirolitici vengono applicati "online" durante il processo di produzione del vetro stesso. Il materiale di rivestimento viene spruzzato sul nastro di vetro caldo, fondendolo con la superficie.

Ciò crea un "hard coat" estremamente durevole e resistente ai graffi. Il suo vantaggio principale è che può essere utilizzato su finestre a vetro singolo o su superfici esposte.

Lo svantaggio sono le prestazioni. Un rivestimento pirolitico è meno efficace nel riflettere il calore rispetto a un rivestimento a sputtering di fascia alta, con conseguente fattore U più alto (peggiore). Offre anche meno flessibilità nel controllo del guadagno di calore solare.

Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo

La tua scelta tra un rivestimento a sputtering o pirolitico dipende interamente dai requisiti di prestazione e dall'applicazione del progetto.

• Se la tua attenzione principale è la massima efficienza energetica: Il low-E a sputtering è la scelta definitiva. Le sue proprietà isolanti superiori sono essenziali per gli edifici ad alte prestazioni e per i progetti che mirano a ridurre al minimo il consumo energetico.
• Se la tua attenzione principale è la durata in un'applicazione esposta: Il low-E pirolitico è l'unica opzione. È adatto per progetti come finestre antitempesta o in applicazioni in cui è richiesta una singola lastra di vetro.
• Se hai bisogno di mettere a punto il controllo solare per un clima specifico: Il low-E a sputtering offre la flessibilità di scegliere un rivestimento che blocca l'enorme calore solare in un clima caldo o consente il guadagno di calore solare passivo in un clima freddo.

In definitiva, comprendere il processo di produzione ti consente di selezionare la tecnologia del vetro che soddisfa precisamente gli obiettivi energetici del tuo progetto.

Tabella riassuntiva:

Caratteristica	Low-E a sputtering (Soft Coat)	Low-E pirolitico (Hard Coat)
Prestazioni	Massima efficienza energetica, fattore U più basso	Buono, ma prestazioni inferiori rispetto allo sputtering
Durabilità	Delicato, deve essere protetto all'interno di un IGU	Estremamente durevole, utilizzabile in applicazioni a vetro singolo
Applicazione	All'interno di unità di vetro isolante (IGU) sigillate	Può essere utilizzato su superfici esposte
Controllo solare	SHGC altamente sintonizzabile per climi specifici	Minore flessibilità nel controllo del guadagno di calore solare

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