Avvicinamento al vetro ricotto piegato a caldo

Data: 26 maggio 2020

Presentato per la prima volta al GPD 2017

I progetti architettonici contemporanei di rivestimenti edilizi trasparenti con geometrie curve sfidano il settore. Gli approcci che utilizzano la razionalizzazione della geometria in combinazione con vetrate planari, vetrate piegate a freddo o vetro curvo temperato e piegato a caldo sono abbinati a vincoli geometrici e non sono sempre desiderati dal punto di vista architettonico. Il vetro ricotto piegato a caldo offre ulteriore libertà nella progettazione, in particolare la biassiale e una maggiore curvatura nella vetratura dell'involucro dell'edificio.

Il documento fornirà una panoramica dell'approccio ingegneristico attualmente applicato nel settore del vetro curvato a caldo in assenza di standard e codici. Verranno evidenziate le specifiche di progettazione delle applicazioni di vetro ricotto piegato a caldo e verranno mostrati i risultati dei test. Si tratta di un rapporto sull'esperienza di come si possano realizzare applicazioni innovative di vetro curvo ricotto con le conoscenze attualmente disponibili di progetti di ricerca, strumenti di ingegneria e test specifici del progetto.

Negli ultimi anni l’industria delle facciate si è confrontata con la tendenza degli involucri edilizi curvi. Gli elementi caratteristici degli edifici particolarmente complessi dal punto di vista geometrico sono applicazioni predestinate del vetro curvo con l'intenzione di creare involucri unici e trasparenti (Figure 1 e 2).

Figura 2 (a destra) Vetro ricotto curvato a caldo a forma libera, Museé des Confluences, Lione (Francia) ©Karin Jobst

Anche se le recenti tecnologie offrono un’ampia gamma di opportunità per risolvere inviluppi curvi, l’uso del vetro ricotto piegato a caldo è essenziale per creare curvature estreme, come dimostrato dalle seguenti limitazioni e specifiche dell’approccio:

1) Vetro curvo temperato: le dimensioni complessive del vetro e i raggi producibili sono generalmente limitati dal processo di produzione. Il vetro curvo cilindrico è producibile come vetro rinforzato termicamente e vetro completamente temperato se i raggi non sono troppo piccoli (tipicamente R>1000 mm) e se l'angolo di curvatura non supera determinati limiti [1].

Nel frattempo, il vetro a doppia curvatura può essere prodotto anche come vetro temperato termicamente per raggi su larga scala da pochi fornitori. Il processo di tempera dei prodotti in vetro curvo può essere realizzato tramite rulli regolabili. Tuttavia, la tempra e il controllo della temperatura pongono maggiori difficoltà al processo di produzione rispetto ai prodotti in vetro piano.

Pertanto, i limiti di geometria e dimensione dovrebbero essere sempre verificati in stretta collaborazione con il fornitore del vetro. Le distorsioni locali dovute alla lavorazione riducono la qualità visiva del vetro che è per lo più inferiore rispetto al vetro curvo ricotto. I rivestimenti morbidi e le fritte sono generalmente realizzabili esclusivamente sulla superficie concava dei prodotti in vetro temperato curvo (rivestimenti duri anche sulla superficie convessa).

2) Piegatura a freddo (compresa la deformazione a freddo): solitamente le lastre di vetro temperato planari verranno forzate nella forma richiesta in loco. Il processo di piegatura provoca ulteriori vincoli nella struttura del vetro; di conseguenza è possibile ottenere solo curvature basse (Figura 4).

Il grado di flessione è limitato da ulteriori sollecitazioni a lungo termine introdotte nel vetro, dalle proprietà meccaniche e di tenuta della guarnizione del bordo deformato nel caso di unità di vetro isolante o dalle proprietà meccaniche delle connessioni interstrato nel caso di laminati di vetro. Inoltre, è necessario considerare gli effetti della geometria e della stabilità utilizzando l'approccio della piegatura a freddo.

La produzione di piegatura a freddo durante la laminazione è una tecnologia che consente anche solo vetro a bassa curvatura [2] ed è un prodotto realizzato in fabbrica rispetto alla piegatura a freddo in loco. A causa della complessità tecnologica (ad es. effetto ritorno elastico dopo piegatura a freddo e laminazione) il numero di fornitori è limitato.

Il grado di curvatura realizzabile di entrambe le tecnologie di piegatura a freddo, in cantiere o in fabbrica, rientra nello stesso intervallo. I principali vantaggi degli approcci di piegatura a freddo sono l'elevata qualità ottica e la libertà di configurazioni del vetro realizzabili (fritta, rivestimento, ecc.). Le limitazioni generali di producibilità sono simili rispetto ai prodotti in vetro piano.