Gli uragani espongono finestre, porte e facciate a due gravi minacce contemporaneamente: detriti trasportati dal vento e rapidi cambiamenti nella pressione del vento. Il vetro comune può rompersi all'impatto e lasciare un'apertura nella copertura dell'edificio. Una volta che ciò accade, il vento e la pioggia possono entrare nell'edificio, la pressione interna può aumentare e il rischio di danni al tetto e alla struttura circostante cresce.
Il vetro laminato resistente agli uragani è progettato per ridurre questo rischio. Il vetro può incrinarsi quando colpito, ma il film intermedio aiuta a tenere insieme i pezzi rotti e mantenere l'apertura vetrata sostanzialmente chiusa. Questa prestazione post-rottura—non la promessa di "vetro infrangibile"—è il principio centrale dietro il vetro per impatti da uragano.
Per i produttori di vetro, la produzione di questo tipo di vetro laminato richiede più che semplicemente aumentare lo spessore del vetro. La selezione del vetro, le prestazioni dell'interlayer, la qualità dei bordi, l'eliminazione dell'aria, l'uniformità della temperatura e la ripetibilità del processo influenzano tutti il prodotto laminato finito. Il vetro deve poi essere incorporato in un sistema di cornice progettato correttamente e testato come un'assemblaggio completo.
Il vetro laminato resistente agli uragani normalmente consiste in due o più strati di vetro permanentemente incollati con un interlayer in polimeri ad alte prestazioni. Il PVB è ampiamente utilizzato, mentre gli interlayer in ionoplast possono essere scelti quando è richiesta una maggiore rigidità o prestazioni strutturali dopo la rottura.
Durante un impatto con detriti, uno o entrambi i vetri possono rompersi. L'interlayer è progettato per trattenere i frammenti, resistere alla penetrazione e continuare a coprire l'apertura mentre la finestra o la facciata è sottoposta a ripetuti cicli di pressione positiva e negativa.
Questo rende il vetro resistente agli uragani diverso dal comune vetro di sicurezza. Un prodotto in vetro stratificato standard può offrire una preziosa protezione contro gli infortuni, ma non dovrebbe essere descritto automaticamente come resistente agli uragani. Le prestazioni contro gli uragani dipendono dalla precisa costruzione del vetro, del materiale intermedio, delle dimensioni dei pannelli, del supporto dei bordi, della cornice, dei sigillanti, degli ancoraggi e del metodo di installazione.
Sia il vetro rinforzato termicamente che quello completamente temprato possono essere utilizzati in sistemi di vetrazione testati e resistenti agli uragani. La scelta corretta dipende dalle dimensioni del pannello, dalla pressione di progetto, dallo stress termico, dai requisiti di sicurezza e dalla configurazione del sistema approvata.
Il vetro laminato rinforzato a caldo è comune nelle vetrature architettoniche fisse. Quando il vetro rinforzato a caldo si rompe, di solito forma frammenti più grandi rispetto al vetro temperato completamente. Questi frammenti tendono a rimanere attaccati al interlayer e possono aiutare il laminato danneggiato a mantenersi nell'apertura. Il vetro rinforzato a caldo, inoltre, produce generalmente meno distorsione da onda di rullo e anisotropia rispetto al vetro temperato completamente, quando entrambi sono lavorati correttamente.
Il vetro laminato completamente temprato offre una maggiore resistenza iniziale al vetro e potrebbe essere richiesto per porte, vetrate a livello del pavimento, aree esposte a urti umani o applicazioni con carichi di vento particolarmente elevati. Tuttavia, quando il vetro completamente temprato si rompe, si frantuma in molte piccole particelle e il laminato perde gran parte della rigidità fornita in precedenza dal vetro integro.
Non esiste quindi una regola universale che stabilisca che ogni prodotto resistente agli uragani debba utilizzare vetro rinforzato termicamente o vetro temperato. In molte applicazioni di facciate e finestre, una costruzione in laminato rinforzato termicamente è un punto di partenza pratico. Dove i codici di sicurezza, i calcoli strutturali o un'approvazione di prodotto esistente richiedono vetro completamente temperato, bisogna seguire la costruzione in laminato temperato testata.
I seguenti esempi illustrano costruzioni che possono essere incontrate sul mercato:
vetro temprato da 5 mm + PVB di grado impatto da 2,28 mm + vetro temprato da 5 mm
vetro temperato di 6 mm + PVB di grado impatto da 2,28 mm + vetro temperato di 6 mm
Vetro rinforzato a caldo o temperato + interstrato in ionoplastica approvato + vetro rinforzato a caldo o temperato
Unità di vetro isolante composta da un vetro esterno monolitico, uno spazio d'aria e un vetro laminato resistente agli urti
Questi esempi non sono specifiche universali. Gli spessori richiesti per il vetro e l'interlayer possono variare in base alle dimensioni e al rapporto d'aspetto del pannello, all'altezza dell'edificio, alla pressione del vento di progetto, al livello dei proiettili, al sistema di incorniciatura e al codice edilizio locale.
Un interlayer PVB di 2,28 mm o 0,090 pollici è frequentemente trovato nelle approvazioni per il vetro antiurto negli uragani in Nord America, ma lo spessore da solo non stabilisce la conformità. La formulazione del PVB deve essere adatta per l'applicazione d'impatto prevista e l'intero sistema deve superare i test richiesti. Sostituire uno spessore di vetro, un prodotto interlayer, un sigillante o un dettaglio del telaio può invalidare la configurazione testata.
Prima dell'impatto, i plies di vetro sostengono la maggior parte del carico. Dopo la rottura, l'interlayer diventa la barriera principale che previene la penetrazione dei detriti e mantiene la copertura dell'apertura. Le sue prestazioni dipendono da diverse proprietà:
adesione al vetro;
resistenza allo strappo e alla penetrazione;
rigidità alla temperatura di servizio prevista;
allungamento e assorbimento dell'energia;
resistenza all'umidità e stabilità a lungo termine dei bordi;
compatibilità con rivestimenti, fritti, sigillanti e altri materiali del sistema.
L'utilizzo di strati aggiuntivi di PVB ordinario non dimostra, di per sé, la resistenza agli uragani. I produttori di vetro dovrebbero collaborare con il fornitore dell'interlayer e il progettista del sistema per selezionare un prodotto convalidato e definire adeguate condizioni di stoccaggio, manipolazione e laminazione.
La certificazione per uragani normalmente si applica all'intero assemblaggio di finestre, porte o pareti a tendina, e non a un semplice vetro isolato. Negli Stati Uniti, le procedure comunemente citate includono ASTM E1886 e ASTM E1996. I progetti nella Zona degli Uragani ad Alta Velocità possono anche fare riferimento ai requisiti TAS 201, TAS 202 e TAS 203 di Miami-Dade.
A seconda della classificazione richiesta, il campione potrebbe essere sottoposto a:
Impatto da missili di grandi o piccole dimensioni specificati in posizioni definite.
Carico di pressione ciclica positiva e negativa dopo l'impatto.
Test di pressione del vento strutturale, infiltrazione d'aria e resistenza all'acqua.
Verifica del telaio, ritenzione del vetro, ancoraggi, fissaggi e dettagli di installazione.
Trasmettere l'evento di impatto è solo una parte della sfida. Il vetro danneggiato deve rimanere sufficientemente fissato durante migliaia di successivi cicli di pressione. Pertanto, il morso del vetro, il silicone strutturale, il nastro per vetri, la rigidità del telaio e l'ancoraggio sono altrettanto importanti quanto il vetro stratificato stesso.
I produttori dovrebbero sempre confermare il codice edilizio applicabile, la pressione di progetto, la zona d'impatto e il metodo di prova approvato per il mercato di destinazione.
Produrre vetro trasparente non è sufficiente. Un laminato ad alte prestazioni ha bisogno anche di una buona adesione forte e costante e di bordi stabili per tutta la sua vita utile. I controlli di processo importanti includono i seguenti.
Il vetro deve essere tagliato e bordato senza scheggiature profonde, conchiglie o microfessure che potrebbero ridurre la sua resistenza al carico del vento. Tutte le forature, le incisioni e le lavorazioni del bordo devono essere completate prima del trattamento termico. Le dimensioni finali e la finitura del bordo devono corrispondere al sistema testato.
Olio, polvere, residui di lucidatura, impronte digitali e acqua di risciacquo di scarsa qualità possono interferire con l'adesione. Una macchina per il lavaggio dei vetri adeguata dovrebbe garantire una pressione stabile delle spazzole, un risciacquo finale pulito e un'asciugatura completa, in particolare nei bordi del vetro.
La condizione PVB influisce notevolmente sul processo di lavorazione e sull'adesione. I rotoli devono essere conservati e maneggiati secondo le istruzioni fornite dal fornitore dell'interstrato. L'esposizione ai rotoli aperti, l'umidità del laboratorio, la condensa e il tempo intercorso tra la posa in opera e la laminazione devono essere controllati.
Il vetro e l'interlayer devono essere correttamente allineati senza pieghe, contaminazioni intrappolate o eccessive perturbazioni dei bordi. Per interlayer spessi o multilayer, il metodo di produzione deve prevedere un percorso continuo per l'uscita dell'aria.
L'aria residua è una delle principali fonti di bolle e difetti di adesione locali. Una macchina per laminare il vetro PVB affidabile dovrebbe garantire un'evacuazione uniforme su tutto il pannello e mantenere il vuoto durante le fasi di riscaldamento critiche.
La macchina deve riscaldare in modo uniforme l'assemblaggio del vetro intercalare. Il riscaldamento non uniforme può creare difetti ottici locali, legami incompleti o eccessivo flusso dei bordi. Le ricette devono considerare il totale dello spessore del vetro, la costruzione dell'intercalare, le dimensioni del vetro e il carico effettivo.
Un produttore che intende entrare nel mercato del vetro antiurto per uragani dovrebbe valutare una linea di produzione di vetro laminato in base alla capacità del processo, non solo in base alla dimensione massima del vetro o alla potenza installata.
Le domande importanti sull'attrezzatura includono:
Il sistema può elaborare il totale richiesto di spessore del vetro e dell'interlayer?
Come viene rimossa l'aria dal centro dei grandi pannelli?
La pressione e la temperatura vengono continuamente monitorate e registrate?
Possono essere memorizzate diverse ricette per diverse strutture di vetro e carichi?
Come gestisce il sistema l'umidità del PVB durante il processo?
La temperatura del prodotto è uniforme nell'area di lavoro utilizzabile?
Sono disponibili dati di produzione per la tracciabilità della qualità?
Il produttore dell'attrezzatura può supportare prove di processo e lavori di qualificazione?
Questi controlli sono particolarmente importanti nella produzione di costruzioni spesse in PVB perché la finestra di processo può essere più ridotta rispetto a quella del normale vetro stratificato architettonico.
Sagertec sviluppa attrezzature per la produzione di vetri laminati in PVB senza autoclave per processori di vetri architettonici e di sicurezza. La serie ALAM combina lavorazione in vuoto, riscaldamento controllato, trasporto automatico e gestione delle ricette basata su PLC senza la necessità di un'autoclave convenzionale ad alta pressione.
Per le fabbriche che gestiscono dimensioni miste e ordini personalizzati, una linea di vetro laminato senza autoclave può offrire diversi vantaggi pratici:
investimento ridotto nelle infrastrutture delle caldere a pressione;
un layout di produzione compatto e configurabile;
vacuum continuo durante le fasi critiche di elaborazione;
ricette flessibili per diverse spessori di vetro e carichi di produzione;
riduzione della gestione manuale quando integrato con attrezzature per carico automatico, lavaggio, posizionamento, stesura di film e scarico;
dati di produzione che supportano il controllo dei processi e la tracciabilità.
Sagertec offre diverse configurazioni per soddisfare requisiti produttivi differenti. La Linea Automatica di Laminazione del Vetro PVB integra il caricamento del vetro, il lavaggio, il posizionamento, l'alimentazione del film, l'assemblaggio, la laminazione e lo scarico. L'ALAM Pro fornisce una produzione flessibile di PVB/EVA, mentre l'ALAM Ultra aggiunge un raffreddamento controllato per applicazioni ad alta capacità.
Le fabbriche che sviluppano un prodotto in vetro laminato resistente agli uragani dovrebbero seguire un processo di ingegneria controllato:
Identificare il mercato di destinazione, il codice edilizio, la classificazione dell'impatto e la pressione di progetto.
Seleziona un sistema approvato esistente o collabora con un ingegnere specializzato in facciate/finestrature.
Conferma il tipo di vetro, lo spessore, il trattamento termico, l'interlayer, il telaio e il sistema di sigillatura.
Esegui prove di produzione utilizzando una ricetta di laminazione documentata.
Controlla la qualità ottica, le condizioni dei bordi e la coerenza dell'incollaggio.
Eseguire test meccanici e ambientali preliminari.
Testa l'assemblaggio smaltato completo attraverso un laboratorio accreditato.
Congelare il piano approvato dei materiali e dei parametri di produzione.
Mantieni la tracciabilità dei lotti e le procedure di controllo qualità di routine.
Questo approccio previene un errore comune e costoso: sviluppare prima un laminato visivamente accettabile e considerare la certificazione del sistema solo dopo che la produzione è iniziata.
No. Il vetro può rompersi sotto un impatto grave. Il suo scopo è resistere alla penetrazione, trattenere i frammenti rotti e aiutare a mantenere l'apertura dell'edificio protetta durante i successivi cicli di pressione del vento.
Il vetro stratificato temperato è frequentemente utilizzato in applicazioni architettoniche fisse perché i suoi frammenti rotti più grandi tendono a rimanere attaccati al film intermedio. Il vetro stratificato temperato può essere scelto dove si applicano requisiti di maggiore resistenza iniziale o sicurezza in caso di impatto umano. La specifica del sistema testato ha sempre la priorità.
Molti sistemi approvati in Nord America utilizzano approssimativamente 2,28 mm o 0,090 pollici di PVB di grado impatto, ma questo non è un minimo universale. È necessario considerare il tipo di interlayer, le dimensioni del vetro, la struttura e la classificazione dell'impatto.
Sì. Una linea di laminazione del vetro senza autoclave può produrre vetro laminato PVB di alta qualità per sistemi di vetrature resistenti agli uragani. Utilizzando la configurazione del vetro appropriata, un'intercapedine PVB qualificata e un processo di laminazione controllato con precisione, la macchina può raggiungere la qualità di laminazione e le prestazioni di adesione richieste. L'intero sistema di finestra, porta o facciata deve quindi superare i test di impatto e di pressione ciclica applicabili per ottenere la certificazione di resistenza agli uragani.
Normalmente, l'approvazione per gli uragani si basa sull'assemblaggio completo, compresi vetro, interlayer, telaio, materiali per la vetratura, ancoraggi e metodo di installazione. Cambiare uno di questi componenti potrebbe influire sull'approvazione o annullarla.
Il vetro laminato resistente agli uragani è un sistema di sicurezza progettato piuttosto che una semplice ricetta per il vetro. Le prestazioni affidabili derivano dall'interazione di vetro trattato termicamente, di un opportuno strato intermedio resistente agli urti, di una laminazione controllata, di una solida ritenzione dei bordi e di un telaio correttamente ancorato.
Per i processori di vetro, il primo obiettivo di produzione dovrebbe essere la ripetibilità: vetro pulito, condizioni dell'interlayer controllate, disoperazione efficace, riscaldamento uniforme, raffreddamento gestito e registri di produzione completi. Una linea di produzione di vetro laminato capace fornisce le basi, mentre l'analisi ingegneristica e i test del sistema completo stabiliscono il rating finale per gli uragani.
Se stai pianificando un progetto di vetro laminato PVB o valutando attrezzature per la produzione di vetro resistente agli urti, contatta Sagertec per discutere delle dimensioni del vetro, della costruzione degli strati, della capacità richiesta e della configurazione della linea di produzione ALAM più adatta.
