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Titolo: Riscaldare stanza con il sole dalla finestra

Tempo fa, in uno scambio su un NG (non mi ricordo dove), si e' affermato
che mettere un telo nero dietro la finestra (o su un mobile, posto
dietro la finestra) per "raccogliere" il calore solare e' inutile,
perche' in ogni caso, una stanza con finestra esposta a sud, si comporta
quasi da corpo nero, nel senso che tutta la radiazione che entra dal
doppio-vetro, rimbalzando all'interno della stanza, prima o poi viene
tutta assorbita.
In realta', la mia esperienza "pratica" era diversa, ed oggi ho
realizzato perche'. Dove sta l'errore nell'affermare che la "coperta
nera" e' inutile ?
[Messaggio Usenet via Tiscali su 
text.giganews.com
. Se leggete via Web
il sottoscritto informa che non conosce o partecipa al sito/forum Web.]
Roberto Deboni

 ?
Premessa la mia monumentale ignoranza in materia, azzardo: forse perchè,
rimbalzando rimbalzando, una parte della radiazione torna ad uscirsene
dalla finestra, mentre invece la presenza della coperta nera contribuisce
ad assorbirla quasi tutta?

in attesa del sole vi prego di illuminarmi. Io abito al centro sud, ho la
camera da letto con due finestre esposte a sudest e sud...quindi sono
molto motivato (anche perchè controllo spesso le condizioni meteo e posso
prevedere se lasciare aperte le serrande....). Ho recentemente montato
infissi con basso indice di trasmittanza: ergo, il freddo non entra ma
nemmeno il caldo?
-- 
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
Se la finestra e' una vetrocamera, la radiazione infrarossa non riesce
ad uscire.
Ed in ogni caso, anche una coperta nera irradia, tra le altre direzioni,
anche verso la finestra.
I dati sono questi: se stendo un telo nera su letto, la temperatura
nella camera, dagli 11 gradi al mattino, arriva a 15 gradi nel primo
pomeriggio. Se non metto il telo nero, la temperatura arriva a 12 gradi
al massimo (prove alternate in questi giorni).
Meccanismo: la radiazione (ultravioletta e nello spettro visibile) che
entra dalla finestra rimbalza sugli oggetti nella camera, e se non sono
particolarmente assorbenti, rimbalzano anche contro le pareti.
Prima o poi parte della radiazione viene assorbita dagli oggetti, ma
principalmente dalla pareti (perche', specialmente il soffitto, e la
parte superiore delle pareti, hanno la piu' ampia superficie).
Risultato: la radiazione che entra dalla finestra riscalda primariamente
le pareti, che forse si scaldano di 1 grado (inerzia termica).
Appena la pareti si riscaldano, cedono un po' di calore (moti
convettivi) all'aria che le circonda. Il problema e' che le pareti
dissipano anche verso l'esterno.
Direi che il bilancio del calore e' il seguente:
1) parte del calore riscalda la massa della parete
2) parte del calore riscalda gli oggetti all'interno e l'aria
3) parte del calore sfugge dalle pareti tornando fuori
Con il telo nero, il calore viene inanzitutto assorbito dal telo, che
riscaldandosi (ma non cosi' tanto da irradiare apprezzabilmente, diciamo
25-28 gradiC al massimo), per convenzione riscalda l'aria ambiente.
E' l'aria ambiente che poi cede calore alle pareti.
In conclusione, si disperde meno calore dalle pareti, ma cosa piu'
importante, si scalda prima l'aria ... che e' il mezzo in cui ci moviamo
e che ci fa percepire la temperatura.
Tra l'altro, se la porta e' aperta, si hanno moti convettivi verso il
corridoio, e quindi una parte del calore va verso gli altri locali.
IMHO (si tratta di una tesi per spiegare un fenomeno ... misurato).


 nemmeno il caldo?
il vetro lascia passare l'infrarosso, che è il calore della luce.
g.

 anche verso la finestra.
Hmmm ... a pensarci meglio, lei ha ragione.
La finestra e' opaca alla radiazione nel infrarosso piu' lungo. Oltre i
2 ľm di lunghezza d'onda il normale vetro e' opaco, cioe' per buona
parte degli IR-B (infrarosso corto) e tutto l'IR-C (infrarosso medio,
lungo e lontano).
Invece l'infrarosso vicino, IR-A (meno di 1,4 um) passa attraverso il
vetro comune, insieme alla luce.
Per esempio. per certe bande di assorbimento anche l'aria e' opaca e le
relative frequenze sono assenti dalla radiazione solare osservata sulla
terra. L'aria diventa nuovamente trasparente tra 3 e 5 ľm, che
corrisponde all'emissione di corpi molto caldi, percio' e' la banda
utilizzata dai missili a ricerca termica (percio' un modo per non essere
individuati e' quello di spostare la banda di emissioni dei motori al di
fuori delle finestre di trasparenza).
D'altra parte, altre sostanze, che al nostro occhio sembrano opache,
sono in realta' trasparenti. Ad esempio, silicio e germanio sono
trasparenti. Oppure la plastica bianca con cui si protegge i sensori
infrarossi, che a voi sembra opaca, in realta' per l'infrarosso e'
perfettamente trasparente (della serie, quello che l'occhio vede non e'
detto corrisponda). Anche il fumo e' piu' trasparente all'infrarosso che
al visibile, percio', in caso di ambienti pieno di fumo, l'utilizzo di
visori infrarossi puo' aiutare a muoversi.
Tornando alla nostra stanza e finestra, un telo nero, nel riscaldarsi,
di fatto effettua una conversione della frequenza, abbassandola cosi'
tanto che poi non riesce piu' ad uscire dalla finestra.
Invece, le riflessioni su superfici chiare, riflettono buona parte della
luce cosi' com'e', percio' anche dopo essere rimbalzata, e' ancora in
grado di uscire dalla finestra e tornarsene all'esterno, portandosi con
se buona parte dell'energia.
Insomma, il ragionamento e' quello dei collettori solari.
Pensiamo ad un pannello solare con le serpentine tappate, quindi non
scorre fluido. Per quale motivo dovrebbe riscaldarsi, se la radiazione
solare, rimbalzando dovrebbe in teoria tornare fuori dal pannello ?
Che e' quello che accade, specialmente se la superficie interna del
pannello e' uno specchio piatto.
In realta' la superficie interna del pannello e' fabbricata in modo che
sia particolarmente assorbente, si riscalda e non riflette, ma emette
radiazione a frequenza molto piu' bassa di quella ricevuta. Frequenza
cosi' bassa che non riesce piu' a passare dal vetro da cui e' entrata.
Quindi, se volete sfruttare al massimo il calore del sole d'inverno,
dovete posare di fronte alle finestre (ad un metro di distanza o piu')
una superficie assorbente, anche una tenda nera, curando che ai lati non
sia "chiusa", ma che l'aria possa circolare. Questa superficie, invece
di riflettere la radiazione come ricevuta (come fanno le tende bianche),
principalmente l'assorbe e poi, riscaldandosi, la riemette a frequenze
molto basse, lontano infrarosso che non e' in grado di passare
attraverso il vetro. Inoltre, una parte del calore viene gia' utilizzata
direttamente per riscaldare l'aria per convenzione. E solo alla fine di
tutto questo processo, si passa a riscaldare i muri, da cui poi
l'energia si disperde verso l'esterno.
Gia' che ci sono, aggiungo una informazione. Molti credono che quella
che riscalda e' solo la radiazione infrarossa. Sbagliato. Anche la
"luce" e gli ultravioletti, quando assorbiti, riscaldano. Non per nulla,
la luce solare, concentrata con una lente d'ingrandimento, nonostante
che il vetro blocchi la radiazione infrarossa, riesce ad incenerire
carta e legno. O viceversa, il filamento di tungesteno riesce emette
anche nella banda luminosa (ricordo che c'e' simmetricita').