Perché il vetro delle facciate continue appare ondulato?
Passate in auto davanti a una torre di vetro in un pomeriggio limpido e osservate le nuvole riflesse che ondeggiano al vostro passaggio.
L'edificio non si muove. Il vetro non è difettoso. Quello che vedete è una combinazione di tre effetti distinti che si verificano in quasi tutte le facciate in vetro trattato termicamente, e capire quale sia quale determina se si può fare qualcosa al riguardo.
L'ondulazione a rulli deriva dal forno di tempra. L'anisotropia deriva dal raffreddamento rapido. La deformazione a cuscino deriva dalle differenze di pressione all'interno dell'unità sigillata. Da lontano sembrano simili, ma hanno cause e rimedi completamente diversi.
Questo articolo li separa. PRANCE produce sistemi di facciate continue in vetro con tolleranze ottiche specificate.
Distorsione a onda a rullo
La causa più comune e più visibile, ed è intrinseca al processo di produzione del vetro temperato.
Quali sono le cause?
Il vetro passa attraverso un forno di tempra orizzontale su rulli di ceramica, riscaldato a circa 620 gradi Celsius. A tale temperatura il vetro è sufficientemente morbido da incurvarsi leggermente tra i rulli sotto il proprio peso.
Quel cedimento si congela durante il raffreddamento del vetro. Il risultato è un'ondulazione ripetitiva che si estende perpendicolarmente alla direzione di avanzamento attraverso il forno, con una lunghezza d'onda corrispondente alla spaziatura dei rulli.
Ogni vetro temperato orizzontalmente ne è dotato. La domanda è: in che quantità?
Come si misura?
La norma ASTM C1651 definisce il metodo di misurazione, che utilizza un dispositivo passato sulla superficie del vetro per registrare l'ampiezza picco-valle.
Vetro temperato commerciale tipico: spessore picco-valle da circa 0,08 mm a 0,15 mm
Specifiche di alta qualità: 0,08 mm o inferiore
Specifiche ottiche di alta qualità: inferiori a 0,05 mm, raggiungibili ma che restringono il campo dei fornitori.
Vetro rinforzato termicamente: generalmente inferiore rispetto al vetro completamente temperato, poiché il processo è meno aggressivo
Il test con la zebra, in cui un pannello a strisce viene riflesso sulla facciata e fotografato, è il metodo di valutazione visiva usuale. Le strisce dritte indicano una bassa distorsione, mentre quelle ondulate mostrano l'ampiezza.
Perché l'orientamento è importante?
L'ondulazione a rullo si propaga in un'unica direzione. Se i pannelli adiacenti vengono installati con l'ondulazione orientata in direzioni diverse, la facciata risulterà disomogenea anche quando ogni singolo pannello rientra nelle tolleranze.
Specificare una direzione uniforme dell'onda di rivestimento lungo tutta la facciata è economico e fa una differenza visibile. In genere, l'onda è orientata orizzontalmente in modo da correre parallelamente alle linee del pavimento, dove è meno probabile che l'occhio la percepisca.
Processi di fabbrica che creano la condizione È importante comprenderli quando si valuta un produttore, poiché sia le condizioni del forno che la velocità della linea influiscono sul risultato.
Anisotropia e segni di spegnimento
Cause diverse, aspetto diverso e spesso confuso con un difetto.
Che aspetto ha?
Sulla superficie del vetro sono visibili motivi iridescenti a forma di chiazze, macchie o strisce, spesso descritti come macchie di leopardo o segni di tempra. Appaiono e scompaiono a seconda dell'angolo di visuale, dell'illuminazione e della polarizzazione della luce.
Sono più visibili nelle giornate nuvolose, attraverso occhiali da sole polarizzati e nei riflessi di un cielo luminoso.
Quali sono le cause?
Il raffreddamento non uniforme durante la tempra crea variazioni localizzate di tensione interna. Queste variazioni di tensione modificano il modo in cui il vetro trasmette la luce polarizzata, ed è questo che rende visibile il motivo.
La luce diurna è parzialmente polarizzata, soprattutto nelle giornate nuvolose e quando si riflette su superfici bagnate; ecco perché l'anisotropia si manifesta proprio nelle condizioni in cui le persone la notano maggiormente.
Può essere eliminato?
Non si tratta di un problema che si verifica esclusivamente nel vetro trattato termicamente. È una conseguenza del processo di tempra, piuttosto che un errore di fabbricazione.
Può essere ridotta attraverso un attento controllo del raffreddamento e una corretta manutenzione del forno, e alcuni produttori ottengono una consistenza nettamente migliore rispetto ad altri. Laddove l'aspetto è fondamentale, il vetro ricotto non presenta alcuna anisotropia, sebbene non possa essere utilizzato dove sono richiesti vetri di sicurezza o resistenza alle sollecitazioni termiche.
È importante chiarire fin da subito le aspettative con il cliente e il team di progettazione, perché l'anisotropia viene spesso segnalata come difetto dopo la consegna da persone a cui non è mai stato detto che si tratta di una caratteristica intrinseca del prodotto.
Deformazione e rigonfiamento del vetro isolante
Il terzo effetto, quello che varia in base alle condizioni meteorologiche.
Quali sono le cause?
Un'unità sigillata contiene un volume fisso di gas alla pressione e alla temperatura della fabbrica in cui è stata prodotta.
Variando la pressione o la temperatura ambiente, il gas si espande o si contrae. Di conseguenza, i vetri si flettono verso l'esterno o verso l'interno, producendo una superficie convessa o concava che distorce i riflessi.
Tre fattori scatenanti:
Variazioni della pressione barometrica , che si verificano continuamente con il tempo atmosferico
Variazioni di temperatura , con il riscaldamento solare che espande il gas della cavità
Differenza di altitudine tra l'impianto di fabbricazione e il cantiere.
L'altitudine è l'aspetto che sorprende di più. Un'unità sigillata a livello del mare e installata a 1.500 metri si incurverà permanentemente verso l'esterno, a volte in modo visibile.
Cosa si può fare?
I tubi capillari o di sfiato consentono l'equalizzazione della pressione durante il trasporto e vengono poi sigillati in loco, compensando così le differenze di altitudine. Tuttavia, compromettono il riempimento del gas, pertanto le unità riempite di argon perdono parte delle prestazioni termiche.
Il vetro più spesso resiste meglio alla flessione, a scapito però del peso e del costo.
I pannelli più piccoli offrono una minore imbottitura rispetto a quelli più grandi a parità di differenza di pressione.
Le cavità più strette contengono meno gas e producono una minore deflessione, sebbene ciò vada a scapito delle prestazioni termiche e acustiche.
Ricostruzioni con più di una cavità Il comportamento è ancora diverso, poiché un'unità a triplo vetro ha due volumi di gas separati che rispondono in modo indipendente.
Confronto dei tre effetti
| Effetto | Causa | Aspetto | Variabile nel tempo | Può essere eliminato |
|---|---|---|---|---|
| Onda a rullo | Rulli del forno durante la tempra | Onda ripetitiva, in una direzione | No, fissato in fase di produzione | Ridotto, non eliminato |
| Anisotropia | Raffreddamento di tempra non uniforme | Macchie e strisce iridescenti | Appare con illuminazione e angolazione | Solo evitando il trattamento termico |
| Cuscino | Variazione di pressione della cavità sigillata | arco ampio, convesso o concavo | Sì, con il tempo e la temperatura | Gestito, non eliminato |
Riepilogo indicativo. Tutti e tre possono essere presenti contemporaneamente sulla stessa facciata.
In che modo la progettazione delle facciate rende più visibili le distorsioni?
Quattro fattori amplificano ciò che è già presente.
Rivestimenti riflettenti. Più il vetro è riflettente, più chiaramente evidenzia le irregolarità della superficie. Una facciata a controllo solare altamente riflettente mostra distorsioni che una facciata con vetro trasparente nasconderebbe.
Pannello interno o interno scuro. Un retro scuro trasforma il vetro in uno specchio migliore, il che a sua volta rende la distorsione più leggibile.
Grandi vetri. Le unità più grandi avvolgono maggiormente e offrono una superficie maggiore su cui l'occhio può seguire il percorso di un'onda.
Angolo di visuale. La distorsione è più visibile da angolazioni oblique, che è esattamente il modo in cui le persone vedono una facciata quando ci passano accanto.
Geometria che amplifica le irregolarità della superficie Un'ulteriore considerazione riguarda le opere curve e sfaccettate, dove il vetro si discosta già da un piano piatto.
Modelli applicati e come vengono interpretati dall'esterno possono anche interagire, poiché la fritta e i motivi incisi forniscono un riferimento visivo che la distorsione disturba.
Specificare la qualità ottica
La maggior parte delle specifiche non menziona la distorsione, il che significa che il progetto accetta qualsiasi sia la normale produzione del fabbricante.
Quattro clausole che cambiano la situazione:
L'ampiezza dell'onda di rullo non deve superare un valore dichiarato, misurato aASTM C1651
La direzione dell'onda di rullo deve essere uniforme su tutta l'elevazione e orientata come indicato
L'anisotropia deve essere ridotta al minimo attraverso il controllo del raffreddamento rapido, tenendo presente che non può essere eliminata nel vetro trattato termicamente.
La valutazione visiva dovrà essere effettuata su un prototipo alla distanza di osservazione specificata, in condizioni di luce diurna, e l'accettazione dovrà essere concordata prima della produzione.
Quest'ultimo punto è il più utile. La distorsione è tanto una valutazione visiva quanto una misurazione, e concordare l'accettazione su un prototipo evita discussioni successive.
Nostro documentazione del processo produttivo copre le fasi di cottura e controllo qualità che sono alla base di queste caratteristiche.
Domande frequenti
1. Il vetro ondulato è un difetto di fabbricazione?
Di solito no. L'ondulazione a rulli è una caratteristica intrinseca della tempra orizzontale, l'anisotropia è intrinseca al raffreddamento rapido e la formazione di cuscini è una normale risposta alle variazioni di pressione in un'unità sigillata. Tutte e tre sono caratteristiche del vetro trattato termicamente e isolante, non difetti, sebbene la loro gravità vari a seconda del produttore.
2. Che cos'è la distorsione a onda di rullo e come viene misurata?
Un'ondulazione ripetitiva lasciata dai rulli ceramici in un forno di tempra orizzontale, perpendicolare alla direzione di avanzamento. Viene misurata come ampiezza picco-valle secondo la norma ASTM C1651, con valori tipici per il vetro commerciale compresi tra circa 0,08 mm e 0,15 mm e specifiche di alta qualità pari o inferiori a 0,08 mm.
3. Perché vedo delle macchie sul vetro attraverso gli occhiali da sole polarizzati?
Si tratta di anisotropia, causata da sollecitazioni non uniformi derivanti dal processo di tempra. La luce diurna è parzialmente polarizzata e gli occhiali da sole accentuano questo effetto, rendendo visibile la distribuzione delle sollecitazioni. È una caratteristica intrinseca del vetro trattato termicamente e non può essere completamente eliminata.
4. Perché il vetro appare incurvato in alcuni giorni e non in altri?
All'interno dell'unità sigillata si verifica una deformazione a cuscino. Il gas al suo interno si espande e si contrae in base alla pressione barometrica e alla temperatura, flettendo i pannelli verso l'esterno o verso l'interno. La differenza di altitudine tra l'impianto di fabbricazione e il sito di installazione produce una versione permanente dello stesso effetto.
5. È possibile ridurre la distorsione tramite la specificazione?
Sì, sostanzialmente. Specificare un limite di onde di rotolamento misurato secondo la norma ASTM C1651, richiedere un orientamento uniforme delle onde lungo tutta la facciata, valutare l'utilizzo di vetro temprato termicamente anziché completamente temperato laddove la struttura lo consenta e concordare l'accettazione visiva di un prototipo prima dell'inizio della produzione.
Gestire insieme aspettative e specifiche
Stabilite quale livello di qualità ottica l'edificio richiede, quindi specificatelo nel capitolato allegando uno standard di misurazione. Concordate l'accettazione visiva su un modello in scala a una distanza di osservazione realistica, anziché rimandare la questione a una discussione successiva alla consegna.
Quindi, comunicate al team di progettazione e al cliente cosa non può essere eliminato, perché l'anisotropia in particolare viene spesso segnalata come difetto da persone a cui non è mai stato detto che si tratta di una proprietà del materiale.
PRANCE produce vetrate per facciate continue con tolleranze di ondulazione specificate, orientamento dell'onda controllato e supporto per la valutazione del prototipo. Invia i tuoi requisiti di qualità ottica e le viste in elevazione della facciata e richiedere una discussione sulle specifiche .