Il vetro della serra intrappola l’energia termica nello stesso modo in cui l’atmosfera terrestre mantiene caldo il pianeta: attraverso la trasformazione delle onde luminose e attraverso la convezione dell’aria all’interno della serra. La radiazione solare raggiunge la serra, attraversa il vetro e viene assorbita dal terreno e dalle piante. Lo convertono in energia termica, che non può sfuggire attraverso il vetro. L’aria all’interno della serra viene mantenuta calda per convezione, il che significa semplicemente che l’aria più calda vicino al suolo sale e l’aria più fredda vicino al soffitto della serra scende. Poiché il vetro mantiene l’aria intrappolata all’interno, il processo di convezione consente all’aria di assorbire sempre più calore ogni volta che sale e scende.
Il sole fornisce tre tipi fondamentali di onde luminose: onde ultraviolette (UV), onde luminose visibili e onde luminose infrarosse. Ognuna di queste onde luminose ha una lunghezza d’onda relativamente corta e passerà facilmente attraverso la maggior parte dei tipi di vetro, incluso il vetro da serra. Una volta all’interno della serra, le onde vengono assorbite dalle piante e dal terreno, dove vengono utilizzate per la fotosintesi e trasformate in energia termica. Poiché l’energia termica ha una lunghezza d’onda molto più lunga delle onde luminose, non può passare attraverso il vetro e rimane intrappolata all’interno. Questo è indicato come l’effetto serra; è lo stesso processo che mantiene calda la Terra e rende caldo l’interno di un’auto in una giornata di sole.
Insieme alla trasformazione dell’onda luminosa, un altro processo chiamato convezione aiuta a mantenere il calore all’interno di una serra. L’aria più vicina al suolo e alle piante viene riscaldata dall’energia termica radiante; poiché l’aria calda è più leggera dell’aria fredda, sale naturalmente. Nell’atmosfera, l’aria calda alla fine raggiungerà un’altezza in cui verrà nuovamente raffreddata. Tuttavia, il vetro della serra intrappola l’aria prima che possa raggiungere questa altezza e raffreddarsi completamente. Poiché l’aria sale e scende continuamente all’interno della serra, mantiene il suo calore e diventa ogni volta leggermente più calda.
Il termine “vetro serra” si riferisce comunemente sia al vero vetro che alle plastiche in policarbonato utilizzate anche per costruire serre. Il vetro e la plastica trasparente funzionano sostanzialmente allo stesso modo, consentendo il passaggio della luce, ma intrappolando il calore all’interno. La scelta se utilizzare il vetro o la plastica dipenderà dal tipo di struttura in costruzione, dalla quantità di denaro disponibile per il progetto e dalla durata prevista della struttura. Le materie plastiche sono generalmente più leggere e meno costose, ma non così resistenti agli agenti atmosferici e all’età. Le serre di vetro tendono ad essere strutture semi-permanenti che costeranno di più per la costruzione inizialmente, ma reggeranno meglio nel tempo.
La principale differenza tra la serra e il vetro normale è il tipo di rivestimento, o vetratura, applicato su di essa. Il vetro della serra è tipicamente temperato per sicurezza, il che significa che è stato laminato, simile al parabrezza di un’auto; se si rompe, si sbriciola in piccoli pezzi con bordi relativamente lisci che hanno meno probabilità di essere tagliati rispetto a frammenti grandi e frastagliati. Il vetro temperato è altamente raccomandato per le applicazioni in serra, poiché il vetro verrà installato sopra la testa e sottoposto a vento, grandine e sollecitazioni dovute al peso della neve nei climi più freddi.
Inoltre, a questo tipo di vetro può essere applicata una vetratura basso emissiva. La vetratura Low-E è un sottile strato di metallo semitrasparente che riflette la maggior parte dei raggi UV e una parte della luce infrarossa nell’atmosfera, pur consentendo alla luce visibile di penetrare nella serra. Bloccando le onde UV più intense, il vetro low-E può proteggere le tenere piantine dal ricevere troppa radiazione solare. Aiuta anche a mantenere una temperatura più costante all’interno della serra bloccando alcuni infrarossi in entrata o ondate di calore. Con un’adeguata ventilazione, il vetro low-E può aiutare a prevenire il surriscaldamento della serra.