Quando è opportuno specificare il vetro trattato termicamente per una facciata continua?
Una lastra di vetro temperato si frantuma al diciannovesimo piano di un edificio già ultimato.
Niente l'ha colpita. Nessuno era nelle vicinanze. Il tempo era tranquillo, la facciata aveva superato ogni prova a cui era stata sottoposta e, tre anni dopo, un altro pannello viene rimosso su un'altra facciata per esattamente lo stesso motivo.
Si tratta di un cedimento da solfuro di nichel. Il fenomeno del "heat soaking" (sovraccarico termico) è dovuto a questo problema, il meccanismo alla base è ben compreso, i test per affrontarlo sono standardizzati da decenni, eppure la decisione di specificarlo o meno viene ancora presa in ritardo nei progetti, quando avrebbe dovuto essere automatica fin dall'inizio.
Questo articolo illustra quando è giustificato e cosa effettivamente realizza. PRANCE fornisce Sistemi di facciata continua e di vetratura e il surriscaldamento è una delle questioni relative alla vetratura che affrontiamo fin dalle prime fasi del progetto con i team.
Inclusioni di solfuro di nichel nel vetro
Particelle microscopiche di solfuro di nichel si formano occasionalmente nel vetro float durante la produzione, quando tracce di nichel contaminante incontrano lo zolfo nella massa fusa.
Sono minuscoli. Di solito ben al di sotto del millimetro.
Nel vetro ricotto non succede assolutamente nulla. Il vetro non presenta tensioni interne, quindi una piccola particella al suo interno rimane semplicemente una piccola particella al suo interno.
Il processo di tempra cambia tutto.
Perché la tempra trasforma una particella innocua in una modalità di guasto?
Il vetro temperato, per sua stessa natura, sopporta le sollecitazioni: le superfici sono in compressione, il nucleo in tensione, ed è proprio questo equilibrio a conferire al materiale la sua resistenza.
Un'inclusione situata nella zona di tensione rappresenta un caso diverso, poiché la particella stessa è instabile. Ad alta temperatura esiste in una forma cristallina. A temperatura ambiente si converte lentamente in un'altra che occupa un volume leggermente maggiore, comunemente indicato come un aumento di volume del due-quattro percento.
Il rapido raffreddamento durante il processo di tempra congela la particella nella sua forma ad alta temperatura. Nel corso di mesi e anni, questa si trasforma, si espande e, se si trova in una posizione errata con una tensione sufficiente intorno ad essa, il pannello si rompe.
Nessun impatto. Nessun preavviso.
Lo schema temporale
In genere, le rotture si manifestano tra uno e sette anni dopo l'installazione, con un picco nei primi anni.
Il calore accelera la trasformazione, quindi le facciate con forte esposizione solare tendono a deteriorarsi prima di quelle ombreggiate. Il test sfrutta proprio questa relazione.
Il vetro temprato termicamente presenta una tensione del nucleo molto inferiore, motivo per cui è molto meno suscettibile. Il processo del forno alla base del rischio di inclusione è identico, ma lo stato di stress che trasforma un'inclusione in un pannello rotto semplicemente non è presente nella stessa misura.
Come funziona il test di resistenza al calore
Accelerare deliberatamente la conversione in modo che i pannelli più vulnerabili si rompano in un forno di fabbrica anziché su un edificio.
La norma EN 14179-1 disciplina il processo, specificandone i dettagli.
Fase di riscaldamento: i pannelli vengono portati alla temperatura di mantenimento in condizioni di rampa controllata.
Temperatura di ammollo: circa 290 gradi Celsius, mantenuta entro una ristretta tolleranza
Tempo di mantenimento: un periodo di mantenimento minimo, comunemente indicato come due ore alla temperatura
Fase di raffreddamento: raffreddamento controllato
Posizionamento del lotto: il vetro è posizionato in modo che ogni lastra raggiunga e mantenga effettivamente la temperatura
Il processo è volutamente distruttivo. I pannelli contenenti inclusioni critiche si rompono nel forno, e sono proprio quei pannelli che altrimenti si sarebbero rotti durante l'utilizzo anni dopo.
Ci sono due cose che vengono fraintese.
Non si tratta di un trattamento. Il trattamento termico non ha alcun effetto sul vetro che lo supera. Non conferisce maggiore resistenza né modifica le proprietà del vetro. Serve solo a rimuovere i pannelli che si sarebbero comunque rotti.
Non si arriva a zero. Lo standard riduce sostanzialmente la probabilità e rimane un certo rischio residuo, e nessun fornitore affidabile vi dirà il contrario.
Vetro termotrattato per facciate continue: quando è giustificato?
La decisione si basa sulle conseguenze piuttosto che sulla probabilità. Su ogni singolo riquadro le probabilità sono basse. Ciò che conta è cosa succede quando si verifica l'evento a bassa probabilità e dove.
Specificare dove
Il vetro è posizionato in alto perché la caduta di frammenti di vetro temperato rappresenta un pericolo per la sicurezza pubblica.
L'accesso per la sostituzione è difficile o costoso , il che significa accesso tramite funi, operatori su alberi o mobilitazione di gru.
La vetrata è posizionata sopra , al di sopra di qualsiasi elemento occupato o trafficato.
La facciata è strutturalmente vetrata , e un eventuale cedimento solleva dubbi anche sull'assemblaggio incollato.
Il vetro costituisce una balaustra o un elemento di protezione , il cui cedimento ha conseguenze immediate per la sicurezza.
Il progetto è un punto di riferimento , dove un eventuale guasto avrebbe un impatto significativo sulla reputazione.
Lo richiedono le normative o le specifiche , cosa che sta diventando sempre più comune
Conta meno dove
Il vetro è rinforzato termicamente anziché completamente temperato.
La vetrata si trova a livello del suolo, con facile accesso e senza nulla sopra la testa.
Il vetro è laminato , poiché uno strato danneggiato rimane trattenuto dallo strato intermedio
Quest'ultimo punto merita attenzione. La laminazione risolve la conseguenza, mentre il trattamento termico risolve la causa, e nelle applicazioni più esigenti entrambi i processi vengono specificati, anziché considerarne uno come sostituto dell'altro. Come si comporta ogni tipo di vetro quando si rompe espone correttamente l'argomentazione relativa alla fidelizzazione.
Costo e impatto sul programma
Entrambi, ed entrambi devono essere inclusi nel programma fin dall'inizio.
Il sovrapprezzo rispetto al vetro temperato standard è significativo, ma modesto se si considera il costo complessivo di una facciata. Il problema maggiore, in genere, risiede nella tempistica, poiché ogni ciclo di trattamento richiede diverse ore e la capacità del forno è limitata.
Ne conseguono tre conseguenze:
Il tempo di consegna si estende , per lotto anziché una sola volta
La sostituzione dei pannelli richiede più tempo , il che è un problema quando un'unità viene danneggiata durante la costruzione.
La rottura del forno comporta la sostituzione dei pannelli , quindi nella quantità dell'ordine va previsto un margine per la perdita di resa.
Ordina le scorte di ricambio nello stesso lotto di produzione. In questo modo si preserva la corrispondenza dei colori ed si evita di dover eseguire un ciclo completo di lavaggio per un singolo pannello diciotto mesi dopo.
Formulazione delle specifiche
Requisiti vaghi vengono interpretati in modo altrettanto vago. Quattro elementi sono necessari per renderli vincolanti.
Tutto il vetro completamente temperato deve essere sottoposto a prova di resistenza al calore secondo la norma EN 14179-1.
Le prove devono essere eseguite sui pannelli finali tagliati e lavorati , dopo tutte le lavorazioni.
Verranno forniti certificati che identificheranno il lotto, il forno, i dati del ciclo e i pannelli coperti
La temperatura di mantenimento e il tempo di mantenimento devono essere registrati e resi disponibili per l'ispezione.
La seconda clausola è più importante di quanto sembri. Il vetro immerso in acqua prima della lavorazione finale non è coperto da alcuna operazione successiva, e questa lacuna è quella che viene più comunemente sfruttata.
Richiedete al produttore di vetro i registri del trattamento termico e la certificazione del forno al momento della gara d'appalto. Non alla consegna. Documentazione tecnica per il resto del sistema di facciata deve essere incluso nello stesso pacchetto di documentazione.
Quali problemi non risolve il trattamento termico a caldo?
Vale la pena essere diretti, perché a volte viene trattata come un'assicurazione generica.
Rottura da stress termico, no. Questa è causata dalle differenze di temperatura attraverso il vetro e viene gestita tramite il tipo di vetro e i dettagli di ombreggiatura.
Danni ai bordi dovuti alla manipolazione, no. Si tratta di qualità di fabbricazione e installazione.
Rottura da impatto, no.
E non ha alcuna influenza su quanto bene il pannello si lega al suo telaio, poiché incollaggio strutturale su pannelli trattati termicamente Dipende dalle condizioni della superficie e dalla compatibilità del sigillante, piuttosto che da qualcosa che accade all'interno del vetro.
Se un terzo riquadro modifica il calcolo è indipendente da tutto ciò. Ogni vetro temperato comporta un proprio rischio di inclusione, quindi un'unità a triplo vetro con tre lastre temperate presenta un rischio di inclusione tre volte superiore rispetto a una singola.
Domande frequenti
1. Il trattamento termico a caldo elimina il rischio di rottura spontanea del vetro?
No. Riduce sostanzialmente la probabilità, causando la rottura dei pannelli sensibili all'interno del forno anziché durante l'utilizzo, e un rischio residuo rimane. Nessun fornitore dovrebbe dichiarare una certezza assoluta e le specifiche dovrebbero essere redatte su questa base.
2. Il vetro temprato termicamente è soggetto a rottura da solfuro di nichel?
Molto meno. Il vetro temprato termicamente ha una tensione del nucleo molto inferiore rispetto al vetro completamente temperato, quindi è considerevolmente meno probabile che un'inclusione provochi una rottura, ed è questo uno dei motivi per cui gli strati temprati termicamente sono così spesso presenti nelle facciate continue laminate.
3. Quando si verifica solitamente la rottura del solfuro di nichel?
In genere, il processo avviene tra uno e sette anni dopo l'installazione, con un picco nei primi mesi. L'elevata esposizione solare accelera la conversione, pertanto le facciate esposte al sole tendono a deteriorarsi prima di quelle in ombra.
4. Il vetro stratificato necessita di un trattamento termico?
Dipende dalle conseguenze. La laminazione trattiene uno strato rotto, impedendo al pannello di cadere e risolvendo così il principale problema di sicurezza. Per edifici multipiano, opere aeree e vetrate strutturali, molte specifiche richiedono entrambe le soluzioni, poiché una affronta la causa e l'altra il risultato.
5. Il trattamento termico deve avvenire prima o dopo la lavorazione finale?
Dopodiché, senza eccezioni. Il vetro deve essere già tagliato e lavorato prima di essere introdotto nel forno, poiché qualsiasi lavorazione successiva non rientra nel test. Le specifiche devono indicarlo esplicitamente.
Prendere la decisione
Valuta le conseguenze, non la probabilità.
In quota, sopraelevate, su superfici vetrate strutturali o ovunque la sostituzione richieda l'utilizzo di attrezzature di accesso, il trattamento termico è economico rispetto al costo effettivo di un singolo guasto spontaneo, considerando i disagi, gli interventi di ripristino, l'ispezione di ogni altro vetro dell'edificio e la conversazione con il cliente.
A livello del suolo, con facile accesso e struttura laminata, la custodia è molto più debole e i soldi potrebbero essere spesi meglio altrove.
Inviaci le specifiche della facciata e l'altezza dell'edificio. Il nostro team esaminerà con te la composizione del vetro, compresa la necessità di includere il test di resistenza al calore nelle specifiche e come questo debba essere documentato. Puoi parla con il nostro team addetto alle facciate per cominciare.