DuPont™ SentryGlas® –
Soluzioni più vantaggiose
per il vetro stratificato di sicurezza
Di Ingo Stelzer, DuPont Deutschland, Neu-Isenburg/Germania
Il vetro di sicurezza stratificato con interstrato ad
alte prestazioni DuPont™ SentryGlas® crea nuove
prospettive. Immaginate…
Negli ultimi anni, gli architetti, oltre ad aver esplorato le potenzialità del vetro di sicurezza stratificato come materiale per l’edilizia, si sono anche
specializzati nello sfruttare al meglio la sua eccezionale struttura e le sue prestazioni. Oggi, l’interstrato DuPont™ SentryGlas®, ancora più rigido,
unisce efficienza dei costi ad elevate prestazioni,
ampliando notevolmente il campo di applicazione
– da abitazioni private a ville di lusso, grattacieli,
impianti industriali ed edifici adibiti alla cultura.
Per secoli l’utilizzo del vetro in edilizia doveva soddisfare tre requisiti fondamentali: permettere l’entrata della luce naturale, garantire
la vista delle immediate vicinanze e nel contempo offrire protezione
dagli agenti atmosferici. Con il passare degli anni i produttori di
vetro hanno perfezionato queste proprietà. L’introduzione del vetro
stratificato di sicurezza (LSG) ha portato un notevole miglioramento
di tutti questi aspetti. La portata di questi miglioramenti è ancora
difficile da determinare attualmente, a distanza di decenni, perché
architetti e ingegneri strutturali utilizzano solo una frazione delle
sue potenziali prestazioni – soprattutto per mancanza di informazioni pertinenti, a causa di preconcetti o perché devono essere ancora definiti i requisiti legali. Di conseguenza, si è molto diffusa la
tendenza ad utilizzare strutture più grandi, più pesanti e quindi più
costose di quelle effettivamente necessarie.
DuPont™ SentryGlas® amplia gli orizzonti
Nonostante sia usato da molti anni, il vetro di sicurezza tradizionale
(singola lastra temperata), potrebbe correre il rischio di frantumarsi
improvvisamente, a causa delle inclusioni di solfuro di nickel, con la
possibilità di provocare pericolose cadute di frammenti di vetro. Il
vetro stratificato di sicurezza si comporta in modo completamente
differente, poiché due o più pannelli di vetro piano vengono stratificati insieme usando un interstrato polimerico che aderisce saldamente al vetro. Il risultato è un vetro stratificato molto trasparente,
resistente ad agenti atmosferici, atti di vandalismo, esplosioni e altri
rischi per la sicurezza. In caso di rottura i frammenti di vetro rimangono saldamente attaccati all’interstrato invece di precipitare come
pericolosi proiettili, danneggiando persone, apparecchiature o
mobili. Proprio per questo motivo il vetro stratificato di sicurezza è
l’unica forma di vetro autorizzata per installazioni di tetti e coperture, con particolari requisiti di prestazioni post-rottura.
Attualmente, nel 95% dei casi viene utilizzato l’intercalare in polivinilbutirrale (PVB, come DuPont™ Butacite®). Tuttavia, il nuovo inter-
2
strato DuPont™ SentryGlas® è sempre più presente sul mercato e il
vetro stratificato con DuPont™ SentryGlas®, sviluppato inizialmente
per vetrate nelle zone interessate da uragani, è molto più rigido del
PVB e può pertanto sopportare carichi maggiori o, a parità di peso,
può avere uno spessore minore senza compromettere la sicurezza.
Questa caratteristica crea per gli architetti nuove interessanti
prospettive e una libertà progettuale pressoché illimitata, poichè le
proprietà del nuovo interstrato rendono possibile la produzione di
vetri dalle dimensioni teoricamente illimitate – purchè si riesca a
farli entrare all’interno dell’autoclave disponibile. Il vetro più grande
mai realizzato finora misura 3 m di larghezza X 13,5 m di lunghezza.
La combinazione di trasparenza cristallina duratura, protezione pressoché illimitata contro l’ingiallimento ed eccellente stabilità dei
bordi in condizioni atmosferiche estreme, favorisce maggiormente
l’utilizzo di DuPont™ SentryGlas® per applicazioni di architettura
d’interni e per esterni.
Cento volte più rigido
Se due lastre di vetro poste una sull’altra vengono sottoposte ad un
carico, inizieranno a piegarsi separatamente. Lo scorrimento si verifica tra le due superfici più interne a contatto diretto tra di loro,
perché una delle due superfici è stata allungata mentre l’altra è stata
compressa. Se entrambe le lastre fossero stratificate con interstrato
adesivo polimerico, questo dovrebbe poter compensare internamente le differenze di spostamento, in altre parole, dovrebbe poter
assorbire le forze tangenziali (fig.1).
Interstrati in PVB come DuPont™ Butacite® si comportano in
questo modo quando vengono esposti a carichi temporanei improv-
Fig. 1: Effetto sotto carico flettente
visi e di breve durata. Per questa ragione, il vetro stratificato di sicurezza realizzato con questo tipo di interstrato offre eccellente protezione contro atti vandalici, uragani o esplosioni. Tuttavia, il PVB è un
polimero elastico che a lungo termine, sotto carico, tende a flettersi.
Di conseguenza, due lastre di vetro stratificate utilizzando PVB ed
esposte ad un carico flettente a lungo termine, si comportano esattamente come due lastre che non siano state unite tra di loro.
Pertanto, recenti calcoli statici considerano solamente le proprietà dei componenti del vetro e non l’effetto globale dell’unione
tramite l’intercalare polimerico, nel vetro stratificato di sicurezza.
L’interstrato DuPont™ SentryGlas® reagisce in maniera nettamente
Fig. 3: Rigidità (modulo di taglio) del PVB e dell’ interstrato
DuPont™ SentryGlas® a temperatura ambiente e a temperature
elevate.
Fig. 2: Confronto tra PVB e interstrato DuPont™ SentryGlas® su
rigidità e sforzo a breve termine
differente. La sua resistenza durante il test di trazione è molto più
elevata rispetto al PVB e la sua rigidità a temperatura ambiente è realmente 100 volte maggiore (fig. 2). Le prestazioni sono analoghe
anche a temperature elevate (fig.3).
Balaustre per uno stadio da baseball
negli Stati Uniti
Una balaustra in vetro di sicurezza
stratificato con interstrato DuPont™
SentryGlas® nello stadio da baseball
Petco a San Diego (USA), offre agli
spettatori piena visuale del gioco.
Grazie a DuPont™ SentryGlas® non è
stato necessario utilizzare intelaiature
metalliche e corrimano.
3
I pannelli di vetro, che misurano circa 1,200 mm X 1,200 mm
sono stati fissati sul lato inferiore. In un primo test si è applicato
un carico lineare (1.5 kN/m) al bordo superiore dei pannelli di vetro
(opposto al punto di fissaggio.) In due successivi test, e’ stato applicato un carico puntuale (1.5 kN) al centro dei pannelli e uno sugli angoli più esterni. Il comportamento del vetro, ovvero la flessione del
bordo superiore, è stata misurata a temperatura ambiente. I risultati
di tutti e tre i test hanno ampiamente dimostrato che la freccia del
vetro di sicurezza stratificato con DuPont™ SentryGlas® è meno
della metà rispetto all’interstrato in PVB, e più o meno simile a
quella riscontrata nel vetro monolitico (fig. 4). La tensione meccanica accumulata nel vetro era proporzionalmente più bassa.
Fig. 4: Confronto della freccia tra i pannelli testati in vetro
temperato monolitico e vetri stratificati con PVB o DuPont™
SentryGlas®, ciascuno sottoposto a carico puntuale e lineare.
Il tetto del quartier generale Endesa
Gli architetti Kohn Pedersen Fox hanno utilizzato il vetro di sicurezza con interstrato DuPont™ SentryGlas® per il tetto del quartier
generale Endesa a Madrid, che ha le dimensioni di un campo da
football.
Foto: H.G. Esch
Vetri stratificati più sottili, maggiore sicurezza
La differenza tra le condizioni al contorno fornite da DuPont™
SentryGlas® e PVB rende logico riconsiderare il tipo di approccio
quando si progettano pannelli in vetro stratificato caricati staticamente, tenendo inoltre conto delle proprietà meccaniche dell’interstrato. DuPont mette a disposizione varie possibilità di approccio.
Le diverse opzioni vengono illustrate attraverso test effettuati
esternamente su vetrate per balaustre [1], dove uno strato monolitico
(19 mm temperato) viene paragonato a due vetri stratificati (10 mm di
vetro temperato/1.52 mm di PVB/10 mm di vetro temperato e 10 mm
di vetro temperato/1.52 mm di DuPont™ SentryGlas®/ 10 mm di
vetro temperato.)
4
Dal test appena citato e dai successivi, si traggono le seguenti
conclusioni: la rigidità di DuPont™ SentryGlas® è così elevata che il
trasferimento di carico tra le lastre di vetro è quasi perfetto. Questa
proprietà permane a un’ampia gamma di temperature, anche a lungo
termine. DuPont™ SentryGlas® offre la possibilità di produrre vetri
stratificati in grado di sopportare un carico molto elevato, con un eccezionale rapporto prestazioni/peso.
In confronto a vetri stratificati in PVB, ci sono ottime opportunità
per:
• una riduzione dello spessore del vetro, spesso di circa uno o due
spessori nominali
• l’installazione di pannelli più ampi con determinati carichi, o
• una riduzione del numero di punti fissaggio per vetrate prive di
intelaiatura.
Per l’utilizzatore, questo permette da un lato una certa riduzione
dei costi, dall’altro una riduzione del peso complessivo della vetrata,
particolarmente apprezzato quando occorre movimentare yachts o
vagoni ferroviari.
I vantaggi dell’interstrato DuPont™ SentryGlas® in tema di resistenza all’impatto vengono illustrati nella figura 5. I vetri stratificati,
ognuno composto da due strati di vetro con intercalare rispettivamente in PVB e in DuPont™ SentryGlas®, sono stati sottoposti ad una
serie di impatti alla temperatura di -12°C. I test hanno avuto inizio
con 25 impatti da 4,300 N, seguiti da 10 impatti da 8,600 N. Entrambi
i vetri stratificati hanno sopportato il test iniziale senza rompersi.
I vetri stratificati con PVB hanno ceduto al secondo impatto di
12,900 N. Il vetro con DuPont™ SentryGlas® ha sopportato altri 10
impatti e ha ceduto solamente ad un terzo impatto di 17,200 N.
Maggiore sicurezza post-rottura
Per applicazioni in architettura, il vetro stratificato di sicurezza è
l’unico vetro di sicurezza con elevate qualità ottiche che rimane intatto dopo la rottura. A seguito di un impatto forte il vetro si rompe
mentre i pericolosi frammenti di vetro rimangono saldamente attaccati all’interstrato. Di conseguenza, il rischio di infortuni per i passanti è notevolmente ridotto e, al contempo, rimangono inalterati
alcuni vantaggi come la protezione da vento e pioggia.
Misure comparative dimostrano che questo aspetto positivo è
molto più evidente nei vetri stratificati con DuPont™ SentryGlas®
che non in quelli con PVB (fig.6.) Durante il test entrambi i vetri
stratificati sono stati caricati con 3,300 N, successivamente il vetro è
stato frantumato lasciando il carico. La deformazione (spostamento
del centro) è stata registrata nel tempo. La deformazione dell’intercalare in PVB è stata maggiore rispetto all’interstrato in DuPont™
SentryGlas®. In più, l’interstrato in PVB si è lacerato dopo circa
7 minuti mentre quello in DuPont™ SentryGlas® è rimasto intatto.
Fig. 5: Confronto della resistenza all’impatto dei vetri stratificati,
rispettivamente con DuPont™ SentryGlas® e con PVB.
Fig. 6: Confronto post-rottura sullo scorrimento plastico (creep)
nei vetri stratificati con PVB e in quelli con DuPont™ SentryGlas®.
Facciata sud del “Triangolo di Colonia”
I 2500 m² di vetro di sicurezza stratificato con interstrato
DuPont™ SentryGlas® rendono la facciata sud del “Triangolo di
Colonia” una sfida alle leggi dell’aerodinamica e della trasparenza. Josef Failer di Flachglas-Wernberg, società che si è occupata del progetto e della stratificazione del vetro, ha affermato:
“Utilizzando il nostro vetro stratificato SiglaPlus®, abbiamo soddisfatto i requisiti di resistenza strutturale al carico del vento di
architetti, ingegneri e autorità locali, con una soluzione di vetro
stratificato più sottile del 20% rispetto a quella tradizionale.”
Foto: DuPont, © Jens Willebrand
5
Eccellente resistenza agli agenti atmosferici
Se paragonato con interstrati standard, DuPont™ SentryGlas® è inoltre più resistente all’umidità e agli agenti atmosferici a temperature
che vanno da -30°C a +70°C. Questi sono gli impressionanti risultati
di test di laboratorio e ricerche effettuate per applicazioni esistenti.
I bordi dei pannelli in vetro stratificato venivano coperti per nascondere eventuali danni causati dalle intemperie. Grazie all’eccezionale
Balaustra curva per le scale del cinema
La balaustra curva in vetro di sicurezza stratificato con
DuPont™ SentryGlas® rende le scale a chiocciola del cinema
multisala di Genova, trasparenti e talmente belle, che vengono usate volentieri dai visitatori, nonostante discendano
per due piani in uno spazio strettissimo. Fondamentale per il
successo di questo progetto è stato il fatto che i dispositivi di
fissaggio fissati per punti potessero essere ancorati direttamente all’interstrato DuPont™ SentryGlas® e non al vetro.
Questo fattore ha diminuito la tensione sul vetro ed è stato
un elemento cruciale per ottenere un raggio così stretto in un
vetro stratificato curvo. Inoltre, un altro vantaggio è rappresentato dall’integrità post rottura di DuPont™ SentryGlas®.
6
stabilità dei bordi dell’interstrato DuPont™ SentryGlas®, non sono
stati riscontrati effetti indesiderati come delaminazione su nessuna
di queste applicazioni, neanche su pannelli con bordi aperti, esposti
al clima caldo e umido della Florida per sette anni.
Quando usati in combinazione con un sigillante siliconico
standard, gli elementi fissati di testa con interstrato DuPont™
SentryGlas® non mostrano scolorimento né altre forme di danni sui
bordi, anche dopo anni di esposizione alle intemperie. I vetri di sicurezza con interstrato DuPont™ SentryGlas® vengono usati in tutto il
mondo per applicazioni esterne. Anche a distanza di anni offrono lo
stesso livello di sicurezza e conservano i bordi intatti come all’inizio.
Vetrate leggere per yachts
Viraver Technology srl (Padova), fornitore di vetro stratificato
e decorativo, impiega l’ interstrato strutturale DuPont™
SentryGlas® per la realizzazione delle vetrate frontali e laterali dei
nuovi yacht costruiti nel cantiere navale dell'azienda Sanlorenzo
Spa. La combinazione di trasparenza, resistenza all’impatto e agli
agenti atmosferici assicura che i pannelli di vetro stratificato, con
lunghezza variabile da 1 a 3 metri per una larghezza da 1 a 1,5
metri, mantengano trasparenza e resistenza all’impatto anche
dopo anni di esposizione alle intemperie. Inoltre, è stato possibile ridurre lo spessore complessivo delle vetrate, poichè il vetro
con l'interstrato DuPont™ SentryGlas® può sostituire il vetro monolitico in termini di resistenza, con un peso totale però inferiore,
elemento fondamentale per la progettazione nautica.
Foto: Sanlorenzo S.p.a.
Massima trasparenza per molti anni
Oltre ad elevata rigidità, l’interstrato DuPont™ SentryGlas® offre un
ulteriore vantaggio: rende possibile la realizzazione di vetrate estremamente trasparenti. Dopo anni di utilizzo, l’interstrato conserva la
sua trasparenza originale. Il suo tasso di ingiallimento è 1.5 o inferiore e non aumenta in modo significativo. Interstrati standard
hanno valori di ingiallimento tra 6 e 12. In più, i vetri stratificati con
DuPont™ SentryGlas® non richiedono adesivi, né altri coadiuvanti
per stratificazione o plastificanti, che potrebbero essere causa di
scolorimento.
Applicazione universale
Grazie alle eccellenti proprietà ottiche dell’interstrato DuPont™
SentryGlas®, architetti e designer possono realizzare vetrate di sicurezza ad elevata trasparenza con vetro extrachiaro. Tra le molteplici
applicazioni troviamo:
• Uffici ed edifici pubblici che necessitano l’entrata di una maggiore quantità di luce solare
• Vetrine di esercizi commerciali di grandi e piccole dimensioni
• Vetri di sicurezza per vetrine di gioiellerie
• Finestre panoramiche
• Lucernari
• Vetrate trasparenti ad elevata sicurezza
• Vetri per serre
• Finestre con colori neutri per studi d'arte e fotografici
Architetti e ingegneri edili che vogliano ottenere il massimo dai particolari vantaggi di DuPont™ SentryGlas®, possono trovare in tutto il
mondo laminatori specializzati nella produzione di vetro stratificato
ad elevate prestazioni. Il processo di laminazione è quasi identico a
quello usato per il vetro stratificato standard.
Letteratura
[1] John Colvin, JCGC Ltd.: Comparison of Monolithic and Laminated
Glass; Glass Performance Days 2007, Tampere/Finland, Conference Proceedings, Pagine 648 - 649, www.gpd.fi
Facciata di un ipermercato nel Nord Italia
Teleya, azienda italiana specializzata nel campo delle facciate
continue e dei rivestimenti esterni, ha progettato e brevettato
una nuova soluzione per facciate estremamente minimalista e
molto trasparente, che sfrutta le proprietà esclusive di
trasmissione del carico dell'interstrato strutturale DuPont™
SentryGlas®. Il sistema di facciata fissata per punti ha visto una
delle sue prime applicazioni nell'ipermercato Conad di Cesena.
Oltre all’ elevata resistenza e rigidità degli intertstrati, la loro
aderenza diretta al metallo è fondamentale per la stabilità complessiva della facciata, poichè consente un trasferimento dei
carichi ai dispositivi in acciaio inossidabile fissati per punti, di
aspetto molto minimalista.
Foto: Paola di Petri
7
DISPONIBILE PRESSO I MIGLIORI
STRATIFICATORI E INSTALLATORI
DI VETRATE
Esperti stratificatori di vetro, specialisti
di intelaiature e facciate e costruttori di
vetrate sono disponibili in tutto il
mondo per rispondere alle necessità di
architetti e progettisti con soluzioni in
DuPont™ SentryGlas®.
FILIALI NAZIONALI DI
DUPONT™ SENTRYGLAS®
DuPont Glass Laminating Solutions
Wilmington, Delaware U.S.A.
Telephone +1 302 992 4557
Toll-free (USA) 800 438 7225
Fax +1 302 892 7390
DuPont do Brasil, S.A.
Barueri, Sao Paulo Brasil
Telephone +55 11 4166 8000
Fax +55 11 4166 8736
DuPont China Holding Co., Ltd.
Pudong New District, Shanghai
Telephone +86 21 3862 2888
Fax +86 21 3862 2889
DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH
Neu-Isenburg
Telephone +49 6102 18-2638
Fax +49 6102 18-2930
Tutte le informazioni di carattere tecnico qui riportate sono fornite a titolo gratuito e basate sulle notizie tecniche che DuPont reputa affidabili. Tali
notizie sono riservate all'uso da parte di persone con preparazione tecnica e sotto la loro completa responsabilita'. Le informazioni precauzionali qui
contenute sono fornite con l'intesa che coloro che le utilizzeranno, si assicureranno che, nelle specifiche condizioni di utilizzo, non vi siano pericoli per
la salute o per la sicurezza.
Dal momento che le condizioni di utilizzo del prodotto sono fuori dal nostro controllo, non rilasciamo alcuna garanzia espressa od implicita in
relazione a cio', e, percio', non accettiamo alcuna responsabilita' in relazione all'utilizzo di queste informazioni.
Niente di quanto qui contenuto deve intendersi quale licenza operativa ovvero raccomandazione a violare alcun brevetto.
Copyright© 2008 DuPont. Tutti i diritti riservati. Il logo ovale DuPont, DuPont™ e The miracles of science ™ e tutti i prodotti contrassegnati ® o ™
sono marchi commerciali registrati o marchi commerciali di E. I. du Pont de Nemours and Company o di sue società affiliate.
Per maggiori informazioni visitate il sito
http://www.safetyglass.dupont.com
o scrivete un’email all’indirizzo [email protected]