Le verre architectural est un verre utilisé comme matériau de construction. Il est le plus généralement utilisé comme matériau de vitrage transparent dans l’enveloppe du bâtiment, y compris les fenêtres dans les murs extérieurs. Le verre est également utilisé pour les cloisons internes et comme élément architectural. Lorsqu’il est utilisé dans les bâtiments, le verre est souvent d’un type de sécurité, qui comprend des verres renforcés, trempés et laminés.

Verre coulé
Des fenêtres en verre coulé, quoique avec des qualités optiques médiocres, ont commencé à apparaître dans les bâtiments les plus importants de Rome et dans les villas les plus luxueuses d’Herculanum et de Pompéi.

Verre de la Couronne
L’une des premières méthodes de fabrication de fenêtres en verre était la méthode du verre de la couronne. Le verre soufflé chaud a été coupé ouvert en face du tuyau, puis rapidement tourné sur une table avant qu’il puisse refroidir. La force centrifuge a formé le globe chaud du verre en une feuille ronde et plate. La feuille serait alors cassée du tuyau et coupée pour former une fenêtre rectangulaire pour tenir dans un cadre.

Au centre d’un morceau de verre de couronne, un reste épais du cou de bouteille soufflé original demeurerait, d’où le nom « bullseye ». Les distorsions optiques produites par le bullseye pourraient être réduites en broyant le verre. Le développement de fenêtres à treillis à couches était en partie dû au fait que trois vitres régulières en forme de losange pouvaient facilement être découpées dans un morceau de verre Crown, avec un minimum de perte et avec une distorsion minimale.

Cette méthode de fabrication de panneaux de verre plat était très coûteuse et ne pouvait pas être utilisée pour faire de grandes vitres. Il a été remplacé au 19ème siècle par les processus de cylindre, de feuille, et de plat de roulement, mais il est encore utilisé dans la construction et la restauration traditionnelles.

Verre à cylindre
Dans ce processus de fabrication, le verre est soufflé dans un moule en fer cylindrique. Les extrémités sont coupées et une coupe est faite sur le côté du cylindre. Le cylindre de coupe est ensuite placé dans un four où le cylindre se déroule en une feuille de verre plate.

Verre à vitre dessiné (procédé Fourcault)
Dessiné Le verre à vitres a été fabriqué en plongeant un guide dans une cuve de verre fondu, puis en tirant ce guide vers le haut pendant qu’un film de verre durcissait juste en dehors de la cuve – c’est ce qu’on appelle le procédé Fourcault. Ce film ou ruban a été tiré en permanence par des tracteurs sur les deux bords pendant qu’il se refroidissait. Après environ 12 mètres, il a été coupé du ruban vertical et incliné pour être encore coupé. Ce verre est clair mais présente des variations d’épaisseur dues à de faibles changements de température à l’extérieur de la cuve à mesure qu’il durcissait. Ces variations provoquent des lignes de légères distorsions. Ce verre peut encore être vu dans les vieilles maisons. Le verre flotté a remplacé ce processus.

Plaque de verre
Développé par James Hartledsay en 1848. Le verre est pris dans le four dans de grandes louches de fer, qui sont portées sur des frondes qui courent sur des rails aériens; de la louche, le verre est jeté sur le lit de fonte d’une table roulante; et est roulé en feuille par un rouleau de fer, le procédé étant semblable à celui employé pour la fabrication du verre plat, mais à plus petite échelle. La tôle ainsi laminée est rognée grossièrement chaude et molle, de manière à enlever les parties de verre qui ont été gâtées par contact immédiat avec la poche, et la feuille, encore molle, est poussée dans la bouche ouverte d’un tunnel de recuit ou de température. four contrôlé appelé un lehr, en bas duquel il est porté par un système de rouleaux.

Verre poli
Le processus de verre poli de plaque commence avec la feuille ou le verre plat laminé. Ce verre est dimensionnellement inexact et crée souvent des distorsions visuelles. Ces vitres rugueuses ont été rectifiées à plat puis polies. C’était un processus assez coûteux.

Avant le processus de flottaison, les miroirs étaient des plaques de verre car le verre en feuille présentait des distorsions visuelles similaires à celles observées dans les parcs d’attractions ou les miroirs de la fête foraine.

Verre laminé (figuré)
Les motifs élaborés que l’on trouve sur les tôles laminées figurées (ou «Cathedral») sont produits de la même manière que les tôles laminées, sauf que la plaque est coulée entre deux rouleaux, dont l’un porte un motif. À l’occasion, les deux rouleaux peuvent porter un motif. Le motif est imprimé sur la feuille par un rouleau d’impression qui est amené sur le verre lorsqu’il quitte les rouleaux principaux tout en restant souple. Ce verre montre un motif en haut-relief. Le verre est ensuite recuit dans un fourré.

Le verre utilisé à cette fin est généralement de couleur plus blanche que les verres transparents utilisés pour d’autres applications.

Ce verre peut être stratifié ou trempé en fonction de la profondeur du motif pour produire un verre de sécurité.

Verre flotté
Quatre-vingt dix pour cent du verre plat mondial est produit par le procédé de verre flotté inventé dans les années 1950 par Sir Alastair Pilkington de Pilkington Glass, dans lequel du verre fondu est versé sur une extrémité d’un bain d’étain fondu. Le verre flotte sur la boîte, et se stabilise en s’étendant le long du bain, donnant un visage lisse des deux côtés. Le verre se refroidit et se solidifie lentement lorsqu’il se déplace sur l’étain fondu et quitte le bain d’étain en un ruban continu. Le verre est ensuite recuit par refroidissement dans un four appelé unher. Le produit fini a des surfaces parallèles presque parfaites.

Le côté du verre qui a été en contact avec l’étain a une très petite quantité de l’étain intégré dans sa surface. Cette qualité rend ce côté du verre plus facile à revêtir afin de le transformer en un miroir, mais ce côté est également plus doux et plus facile à rayer.

Le verre est produit en épaisseurs métriques standard de 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 et 22 mm. Le verre fondu flottant sur de l’étain dans une atmosphère d’azote / hydrogène s’étalera sur une épaisseur d’environ 6 mm et s’arrêtera en raison de la tension superficielle. Le verre plus fin est fait en étirant le verre pendant qu’il flotte sur l’étain et refroidit. De même, le verre plus épais est repoussé et ne peut pas se dilater lorsqu’il se refroidit sur l’étain.

Verre de prisme
Le verre Prism est un verre architectural qui courbe la lumière. Il a été fréquemment utilisé au tournant du 20ème siècle pour fournir de la lumière naturelle aux espaces souterrains et aux zones éloignées des fenêtres. Le verre prismatique se trouve sur les trottoirs, où il est connu sous le nom d’éclairage de la voûte, dans les fenêtres, les cloisons et les auvents, où il est connu sous le nom de carreaux prismatiques. Il pourrait être très orné; Frank Lloyd Wright a créé plus de quarante modèles différents pour les carreaux de prisme. L’éclairage de prisme architectural moderne est généralement fait avec un film de plastique appliqué à la vitre ordinaire.

Bloc de verre
Le bloc de verre, également connu sous le nom de brique de verre, est un élément architectural en verre utilisé dans les zones où l’intimité ou l’obscurcissement visuel est désiré tout en admettant la lumière, tels que les garages souterrains, les toilettes et les piscines municipales. Le bloc de verre a été initialement développé au début des années 1900 pour fournir de la lumière naturelle dans les usines industrielles.

Verre recuit
Le verre recuit est du verre sans contraintes internes provoquées par un traitement thermique, c’est-à-dire un refroidissement rapide, ou par un durcissement ou un renforcement thermique. Le verre devient recuit s’il est chauffé au-dessus d’un point de transition puis laissé refroidir lentement, sans être éteint. Le verre flotté est recuit au cours du processus de fabrication. Cependant, la plupart des verres trempés sont fabriqués à partir de verre flotté spécialement traité thermiquement.

Le verre recuit se brise en grands fragments déchiquetés qui peuvent causer des blessures graves et est considéré comme un danger dans les applications architecturales. Dans de nombreuses parties du monde, les codes du bâtiment limitent l’utilisation du verre recuit dans les zones présentant un risque élevé de casse et de blessure, par exemple dans les salles de bains, les panneaux de porte, les sorties de secours et les hauteurs.

Verre feuilleté
Le verre feuilleté est fabriqué en collant deux ou plusieurs couches de verre ensemble avec une couche intermédiaire, telle que du PVB, sous chaleur et pression, pour créer une seule feuille de verre. En cas de rupture, l’intercalaire maintient les couches de verre collées et empêche son éclatement. L’intercalaire peut également conférer au verre une meilleure isolation acoustique.

Il existe plusieurs types de verres feuilletés fabriqués en utilisant différents types de verre et intercalaires qui produisent des résultats différents lorsqu’ils sont brisés.

Le verre feuilleté fait de verre recuit est normalement utilisé lorsque la sécurité est un problème, mais le trempe n’est pas une option. Les pare-brise sont généralement des verres feuilletés. Lorsqu’elle est cassée, la couche de PVB empêche le verre de se briser, créant un motif de craquelure « toile d’araignée ».

Le verre feuilleté trempé est conçu pour se briser en petits morceaux, évitant ainsi d’éventuelles blessures. Lorsque les deux morceaux de verre sont cassés, cela produit un effet de « couverture humide » et il tombera de son ouverture.

Le verre feuilleté renforcé à la chaleur est plus résistant que recuit, mais pas aussi résistant que trempé. Il est souvent utilisé lorsque la sécurité est une préoccupation. Il a un motif de rupture plus large que trempé, mais parce qu’il tient sa forme (contrairement à l’effet «couverture humide» du verre feuilleté trempé) il reste dans l’ouverture et peut supporter plus de force pendant une plus longue période, ce qui le rend beaucoup plus difficile passer à travers.

Verre renforcé de chaleur
Le verre renforcé à la chaleur est un verre qui a subi un traitement thermique pour induire une compression superficielle, mais pas au point de le faire «dé» à la rupture à la manière du verre trempé. Lors de la rupture, le verre renforcé par la chaleur se brise en morceaux pointus qui sont typiquement un peu plus petits que ceux trouvés sur le verre recuit de rupture, et est intermédiaire dans la force entre les verres recuits et trempés.

Verre chimiquement renforcé
Le verre chimiquement renforcé est un type de verre qui a une résistance accrue. Lorsqu’elle est brisée, elle éclate encore en éclats longs et pointus semblables au verre flotté (recuit). Pour cette raison, il n’est pas considéré comme un verre de sécurité et doit être laminé si un verre de sécurité est requis. Le verre renforcé chimiquement est typiquement six à huit fois plus résistant que le verre recuit.

Le verre est renforcé chimiquement en immergeant le verre dans un bain contenant un sel de potassium (typiquement du nitrate de potassium) à 450 ° C (842 ° F). Cela provoque le remplacement des ions sodium dans la surface du verre par des ions potassium de la solution de bain.

Contrairement au verre trempé, le verre renforcé chimiquement peut être coupé après renforcement, mais perd sa force supplémentaire dans la région d’environ 20 mm de la coupe. De même, lorsque la surface du verre renforcé chimiquement est profondément rayée, cette zone perd sa force supplémentaire.

Du verre renforcé chimiquement a été utilisé sur certains auvents d’avions de combat.

Verre à faible émissivité
Le verre revêtu d’une substance à faible émissivité peut refléter l’énergie infrarouge rayonnante, en encourageant la chaleur radiante à rester du même côté du verre dont il est issu, tout en laissant passer la lumière visible. Cela se traduit souvent par des fenêtres plus efficaces parce que la chaleur radiante provenant de l’intérieur en hiver est réfléchie à l’intérieur, tandis que le rayonnement infrarouge du soleil pendant l’été est réfléchi, le gardant plus frais à l’intérieur.

Verre chauffant
Le verre chauffant électriquement est un produit relativement nouveau, qui aide à trouver des solutions tout en concevant des bâtiments et des véhicules. L’idée de chauffer le verre est basée sur l’utilisation d’un verre à faible émissivité à faible consommation d’énergie qui est généralement un simple verre de silicate avec un revêtement spécial d’oxydes métalliques. Le verre chauffant peut être utilisé dans tous les types de vitrages standards, en bois, en plastique, en aluminium ou en acier.

Verre autonettoyant
Une innovation récente (2001 Pilkington Glass) est ce que l’on appelle le verre autonettoyant, destiné aux applications techniques du bâtiment, de l’automobile et autres. Un revêtement à l’échelle nanométrique de dioxyde de titane sur la surface extérieure du verre introduit deux mécanismes qui conduisent à la propriété d’auto-nettoyage. Le premier est un effet photocatalytique, dans lequel les rayons ultraviolets catalysent la dégradation des composés organiques sur la surface de la fenêtre; le second est un effet hydrophile dans lequel l’eau est attirée à la surface du verre, formant une mince feuille qui lave les composés organiques cassés.

Verre isolant
Verre isolant, ou double vitrage, se compose d’une fenêtre ou d’un élément de vitrage de deux ou plusieurs couches de vitrage séparés par une entretoise le long du bord et scellé pour créer un espace d’air mort entre les couches. Ce type de vitrage a des fonctions d’isolation thermique et de réduction du bruit. Lorsque l’espace est rempli d’un gaz inerte, il fait partie de la conception de l’architecture durable de conservation de l’énergie pour les bâtiments à basse énergie.

Vitrage évacué
Une innovation de 1994 pour les vitrages isolants est le verre évacué, qui n’est encore commercialisé qu’au Japon et en Chine. L’extrême finesse du vitrage sous vide offre de nombreuses possibilités architecturales nouvelles, en particulier dans la conservation des bâtiments et l’architecture historiciste, où les vitrages sous vide peuvent remplacer le simple vitrage traditionnel, qui est beaucoup moins efficace énergétiquement.

Un vitrage sous vide est réalisé en scellant les bords de deux feuilles de verre, typiquement en utilisant un verre à souder, et en évacuant l’espace intérieur avec une pompe à vide. L’espace évacué entre les deux feuilles peut être très peu profond tout en étant un bon isolant, produisant une vitre isolante avec des épaisseurs nominales aussi faibles que 6 mm. Les raisons de cette faible épaisseur sont trompeusement complexes, mais l’isolation potentielle est bonne essentiellement parce qu’il ne peut y avoir de convection ou de conduction gazeuse dans le vide.

Malheureusement, les vitrages sous vide présentent certains inconvénients; sa fabrication est compliquée et difficile. Par exemple, une étape nécessaire dans la fabrication du vitrage sous vide est le dégazage; c’est-à-dire, le chauffer pour libérer tous les gaz adsorbés sur les surfaces internes, qui pourraient autrement s’échapper et détruire le vide par la suite. Ce processus de chauffage signifie que les vitrages sous vide ne peuvent pas être trempés ou renforcés à la chaleur. Si un verre de sécurité évacué est nécessaire, le verre doit être stratifié. Les températures élevées nécessaires au dégazage tendent également à détruire les revêtements à faible émissivité très doux qui sont souvent appliqués sur l’une ou les deux surfaces internes (c’est-à-dire celles qui font face à l’entrefer) d’autres formes de vitrages isolants modernes. afin d’éviter la perte de chaleur par rayonnement infrarouge. Cependant, des revêtements «durs» légèrement moins efficaces sont toujours appropriés pour un vitrage sous vide.

De plus, du fait de la pression atmosphérique présente à l’extérieur d’un vitrage sous vide, il faut en quelque sorte séparer les deux feuilles de verre pour les empêcher de se fléchir et de se toucher, ce qui irait à l’encontre de l’évacuation de l’unité. La tâche consistant à maintenir les vitres séparées est réalisée par une grille d’entretoises, qui consistent typiquement en de petits disques en acier inoxydable espacés d’environ 20 mm. Les entretoises sont assez petites pour être visibles seulement à des distances très proches, typiquement jusqu’à 1 m. Cependant, le fait que les entretoises conduisent un peu de chaleur conduit souvent par temps froid à la formation de motifs temporaires en forme de grille à la surface d’une fenêtre évacuée, consistant en de petits cercles de condensation centrés autour des espaceurs, où le verre est légèrement plus froid que la moyenne, ou, lorsqu’il y a de la rosée à l’extérieur, de petits cercles sur la face extérieure du verre, dans lesquels la rosée est absente parce que les espaceurs rendent le verre près d’eux légèrement plus chaud.

La conduction de la chaleur entre les vitres, provoquée par les entretoises, tend à limiter l’efficacité isolante globale du vitrage évacué. Néanmoins, les vitrages sous vide sont toujours aussi isolants que les doubles vitrages classiques plus épais et tendent à être plus résistants, puisque les deux feuilles de verre constitutives sont pressées ensemble par l’atmosphère et réagissent donc pratiquement comme une feuille épaisse aux forces de flexion. Le vitrage sous vide offre également une très bonne isolation phonique par rapport aux autres types de vitrages populaires.

Exigences sismiques du code du bâtiment
Le code du bâtiment le plus récent appliqué dans la plupart des juridictions aux États-Unis est le 2006 International Building Code (IBC, 2006). Les références de l’IBC 2006 pour l’édition 2005 des charges minimales de conception standard pour les bâtiments et autres structures préparés par l’American Society of Civil Engineers (ASCE, 2005) pour ses dispositions sismiques. ASCE 7-05 contient des exigences spécifiques pour les composants non structurels, y compris les exigences pour le verre architectural.

Danger de la lumière solaire réfléchie
Si elles sont mal conçues, les surfaces concaves avec de grandes quantités de verre peuvent agir comme des concentrateurs solaires en fonction de l’angle du soleil, blessant potentiellement les personnes et endommageant les biens.