Fattore solare G, perché è importante? Contenuti Spesso relegato in secondo piano rispetto alla trasmittanza termica, il fattore solare può...
ETFE: cos’è, vantaggi, costi e applicazioni in architettura sostenibile
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Materiale incredibilmente versatile e relativamente economico, l’ETFE è un materiale che sta diventando sempre più popolare nell’industria della costruzione. Vediamo di che si tratta.
Che cos’è l’ETFE (Etilene Tetrafluoroetilene)?
L’Etilene Tetrafluoroetilene, comunemente detto ETFE, è un materiale trasparente, leggero e resistente utilizzato sempre più frequentemente in ambito architettonico come alternativa al vetro e ad altri materiali plastici. Si ottiene mediante un processo di estrusione di una resina fluoropolimerica ad alta temperatura attraverso cui si ottengono film di diverso spessore a seconda dell’utilizzo.
Proprietà principali dell’ETFE
Le caratteristiche peculiari dell’ETFE lo rendono un materiale particolarmente interessante in quanto:
- Resistente: l’ETFE presenta un’ottima resistenza a trazione (50 MPa), è termicamente stabile (ha un rango operativo compreso tra -60 e 150 ºC), ha inoltre un’elevata resistenza chimica alla corrosione e ai raggi UV. È considerato inoltre altamente ignifugo (classe B1 secondo DIN 4102).
- Leggero: il materiale ha un peso specifico di 1700 kg/m3, ma viene impiegato in strati sottili che lo rendono molto leggero in confronto al vetro. Per certe coperture si può raggiungere un peso inferiore a 1 kg/m2.
- Isolante: l’isolamento termico è ottenuto attraverso delle intercapedini d’aria (da 1 a 5) che si generano tra diversi strati di ETFE. I valori di trasmittanza U possono variare indicativamente da oltre 5 W/m2K (comparabile a un vetro singolo, poco isolante) fino a scendere a 1,4 W/m2K (comparabile a un vetro doppio basso-emissivo). Va tuttavia ricordato che all’aumentare l’isolamento diminuisce la componente luminosa che passa attraverso la chiusura, sebbene in maniera meno drastica rispetto al vetro. A livello acustico, l’ETFE non è un invece buon isolante: non oppone infatti resistenza al passaggio del suono, ma evita il prodursi di riverberazione interna.
- Trasparente: la trasmittanza solare e luminosa dell’ETFE è elevatissima, arrivando al 90-95%. Questo significa che solo il 5-10% della luce viene riflessa o assorbita, mentre il restante 90-95% contribuisce al comfort e all’illuminazione dell’ambiente. Qualora vi fosse la necessità di limitare gli apporti, le pellicole possono essere serigrafate rendendole parzialmente opache e riducendo il fattore solare; in estate, inoltre, è possibile “eliminare” le intercapedini d’aria (qualora ve ne siano e solo in configurazioni geometriche semplici), sovrapponendo le serigrafie di ogni strato in modo alternato ottenendo così una schermatura solare stagionale efficace e comoda.
- Autopulente: grazie alla sua composizione chimica (legami forti tra fluoro e carbonio) e alle sue proprietà superficiali (bassa energia superficiale, uniformità e idrorepellenza) l’ETFE possiede proprietà antiaderenti e un’elevata resistenza alla corrosione, contribuendo così al mantenimento delle sue proprietà fisiche e richiedendo una manutenzione pressoché nulla (l’acqua piovana funge di per sé da elemento pulitore).
- Duraturo: le caratteristiche descritte anteriormente rendono l’ETFE un materiale particolarmente longevo e riciclabile alla fine della sua vita utile, che può variare dai 30 ai 50 anni.
- Economico: in sistemi complessi, come coperture che richiedono strutture importanti, il costo complessivo rispetto ad altri sistemi si riduce grazie alla leggerezza e alla resistenza del materiale, permettendo ottimizzare le sezioni e i profili di supporto.
Architettura ed energia. Dalla preistoria all'emergenza climatica
Barnabas Calder
Anno: 2022
Attraverso questa storia dell'architettura Calder ci mostra come fin dall'antichità l'architettura sia dipesa dalla capacità delle società di produrre energia: dai ripari primordiali dei cacciatori-raccoglitori alle piramidi egizie, dai Greci e Persiani all'Impero Romano e alla dinastia Song, dalla rivoluzione industriale ottocentesca ai giorni nostri.
Il surplus crescente di cibo ha infatti permesso, storicamente, un'indipendenza e specializzazione crescenti della forza lavoro, con edifici monumentali eretti per celebrare e ostentare il potere e le capacità dei sovrani di quelle che inevitabilmente si convertirono in società fortemente gerarchizzate. Una storia dell'architettura inedita e interessante, che non ti lascerà indifferente!
Vantaggi dell’ETFE rispetto ad altri materiali
Quando parliamo dei vantaggi dell’ETFE rispetto ad altri materiali, ci riferiamo tendenzialmente a ciò che lo rende preferibile al vetro o ad altre plastiche comunemente utilizzate per le chiusure trasparenti. Nella tabella a continuazione possiamo vedere una comparazione tra ETFE, vetro e policarbonato rispetto a diversi parametri o indicatori come la resistenza meccanica, l’isolamento termico, la trasmissione solare o il costo. Si può osservare come l’ETFE risulti particolarmente versatile e risulti migliore sotto molti punti di vista, e ciò spiega il crescente interesse e utilizzo in ambito architettonico.
Particolarmente evidente è la differenza nella vita utile rispetto al policarbonato, dove il trascorrere del tempo e la radiazione solare possono compromettere la resistenza ai raggi UV e liberare molecole di Bisfenol-A, potenzialmente pericoloso per la salute.
Proprietà
ETFE
VETRO
POLICARBONATO
Trasmittanza (W/m2K)
1,40-5
0,50-5,70
1-5
Fattore solare g (%)
0-95
25-85
50-85
Resistenza
meccanica
Duttile e elastico. Impiegato a trazione
Alta resistenza a compressione
Duttile a trazione e compressione
Resistenza a UV
Alta
Alta
Si degrada con il tempo
Peso (kg/m3)
1.700
2.500
1.300
Prezzo (€/m2-ud)
30-70
80-250
20-30
Ciclo di vita (anni)
25-50
50+
15-80
Tabella comparativa ETFE vetro policarbonato: trasmittanza, prezzo, peso
Quanto costa l'ETFE rispetto al vetro?
Il prezzo dell’ETFE varia notevolmente a seconda che si consideri il solo materiale o il sistema completo installato. Come solo film, il costo si aggira tra 30 e 70 €/m² — inferiore al vetro (80-250 €/m²) e superiore al policarbonato (20-30 €/m²). Il sistema completo a cuscino pneumatico, che include struttura di supporto in alluminio e sistema di gonfiaggio, può salire invece a 650-950 €/m² per progetti di media-grande scala (e fino a 1.500 €/m² per configurazioni più complesse).
Va comunque considerato il costo a livello di sistema, non solo di materiale: essendo l’ETFE fino a 30 volte più leggero del vetro (un cuscino a doppio strato pesa circa 0,7 kg/m², contro i 30 kg/m² di una vetrocamera standard), la struttura portante richiesta risulta significativamente più leggera, con una riduzione dei costi strutturali stimata tra il 40 e il 60% rispetto a un sistema equivalente in vetro.
Applicazioni dell’ETFE in architettura e ingegneria
L’ETFE trova applicazione in innumerevoli progetti nei quali la necessità di limitare la spesa economica si unisce a particolari esigenze architettoniche come l’illuminazione naturale, la resistenza meccanica, l’isolamento termico, la schermatura solare, la pulizia e il mantenimento.
Tra gli impieghi principali ci sono le chiusure trasparenti, in genere di copertura, di spazi come hall, padiglioni sportivi, centri commerciali o stadi da calcio. Particolarmente interessanti sono le applicazioni bioclimatiche in atri e serre solari.
Esempi famosi di strutture in ETFE
Uno degli esempi più noti di architetture realizzate in ETFE è l’Allianz Arena di Monaco di Baviera, campo da gioco della squadra di calcio locale realizzato nell’anno 2002 su progetto dello studio Herzog & De Meuron. Capace di colorare la propria pelle in ETFE a seconda delle occasioni in modo alquanto suggestivo, questo stadio è un emblema delle potenzialità dell’ETFE in architettura.
Con il passare del tempo, il suo impiego è diventato sempre più comune, con sperimentazioni innovative come l’edificio MediaTic a Barcellona (anno 2009), opera di Enric Ruiz Geli. In questo edificio le facciate sud-est e sud-ovest sono rivestite da una pelle in ETFE con due soluzioni differenti che filtrano la radiazione solare e danno vita a un cuscinetto termico isolante che riduce le dispersioni termiche verso l’esterno, garantendo allo stesso tempo l’entrata di luce naturale ove necessario.
Esempi altrettanto esotici li ritroviamo in progetti di archistar high-tech come Foster & Partners (Centro Jan Shatyr) o Diller + Scofidio (The Shed).
Altri progetti, meno conosciuti, che possiamo citare sono:
- Il centro commerciale Islazul a Madrid (L35 Arquitectos)
- La copertura della chiesa di Sant Pere d’Ebre (Vizoso, Bordas)
- La stazione centrale a Lussemburgo (AREP)
- L’hotel Villa Laguardia a Laguardia (SGA)
- L’università di Aveiro in Portogallo (AT.93)
ETFE e sostenibilità ambientale
L’ETFE è considerato un materiale ambientalmente sostenibile in quanto leggero, riciclabile e chimicamente inerte.
La sua leggerezza permette di ridurre in modo significativo l’energia necessaria per il trasporto e la quantità di risorse impiegate nelle strutture di supporto, garantendo così un minor consumo di materiali complessivi. Tuttavia, il carbonio incorporato nei processi di produzione può risultare relativamente elevato in comparazione con altri materiali.
Essendo riciclabile al termine del suo ciclo di vita, può essere recuperato e riutilizzato senza generare grandi quantità di rifiuti. La stabilità chimica dell’ETFE evita infine il rilascio di sostanze nocive durante l’uso e in fase di smaltimento.
Conclusioni: perché scegliere l’ETFE per progetti innovativi
Come abbiamo visto, la scelta di utilizzare l’ETFE dipende da molti fattori, dal costo alle proprietà meccaniche, chimiche e fisiche. Un aspetto non trascurabile è sicuramente quello estetico, che rende i progetti realizzati in ETFE chiaramente distinguibili e particolari. Grazie alla sua versatilità e alla capacità di dare risposta a svariate esigenze progettuali, può risultare quindi la scelta ideale a livello pratico contribuendo allo stesso tempo in modo significativo alla definizione architettonica dell’edificio.
FAQs
Quanto dura l’ETFE?
L’ETFE, grazie alle sua composizione chimica e alle proprietà anticorrosive, ha una vita utile molto lunga, dai 25 ai 50 anni, ed è in grado di sopportare condizioni climatiche estreme.
L’ETFE è sicuro in caso di incendio?
L’ETFE è un materiale altamente ignifugo, classificabile come B1 secondo la DIN 4102. Sottoposto a temperature estreme, si contrae su se stesso senza cadere sullo spazio sottostante.
L’ETFE è più economico del vetro?
Come materiale, sì: il film di ETFE costa 30-70 €/m², contro gli 80-250 €/m² del vetro. Il sistema completo installato può arrivare invece a 650-950 €/m², ma la minore struttura di supporto necessaria compensa spesso la differenza.
Dove si usa l’ETFE in edilizia?
L’uso dell’ETFE è relazionato principalmente alla realizzazione di coperture trasparenti di grandi spazi come atri o padiglioni, ma non è difficile trovarne esempi anche in facciate di edifici o stadi.
L’ETFE è riciclabile?
Al termine del ciclo di vita utile, l’ETFE può essere riciclato integralmente, riducendo l’impatto ambientale e fomentando un’economia di tipo circolare.
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