Il vetro architettonico è un vetro usato come materiale da costruzione. Viene tipicamente utilizzato come materiale per vetratura trasparente nell’involucro dell’edificio, comprese le finestre nelle pareti esterne. Il vetro viene anche utilizzato per le partizioni interne e come elemento architettonico. Quando viene utilizzato negli edifici, il vetro spesso ha un tipo di sicurezza, che comprende occhiali rinforzati, temperati e laminati.

Vetro fuso
Le finestre in vetro fuso, anche se con scarsa qualità ottica, cominciarono ad apparire negli edifici più importanti di Roma e nelle ville più lussuose di Ercolano e Pompei.

Vetro corona
Uno dei primi metodi di fabbricazione delle finestre di vetro era il metodo del vetro a corona. Il vetro soffiato a caldo è stato tagliato aperto di fronte al tubo, quindi ruotato rapidamente su un tavolo prima che potesse raffreddarsi. La forza centrifuga ha modellato il globo caldo del vetro in un foglio tondo e piatto. Il foglio sarebbe quindi rotto dal tubo e tagliato per formare una finestra rettangolare per adattarsi a una cornice.

Al centro di un pezzo di vetro a corona, rimarrebbe un grosso residuo del collo originale della bottiglia soffiata, da cui il nome “bullseye”. Le distorsioni ottiche prodotte dal bullseye potrebbero essere ridotte macinando il vetro. Lo sviluppo delle finestre a pannolini era in parte dovuto al fatto che tre pannelli regolari a forma di diamante potevano essere convenientemente tagliati da un pezzo di vetro Crown, con uno spreco minimo e con una distorsione minima.

Questo metodo per la produzione di pannelli di vetro piano era molto costoso e non poteva essere utilizzato per realizzare pannelli di grandi dimensioni. Fu sostituito nel XIX secolo dai processi di cilindri, lamiere e lamiere laminate, ma è ancora usato nella costruzione e nel restauro tradizionali.

Cilindro di vetro
In questo processo di fabbricazione, il vetro viene soffiato in uno stampo di ferro cilindrico. Le estremità sono tagliate e un taglio è fatto lungo il lato del cilindro. Il cilindro tagliato viene quindi posto in un forno dove il cilindro si srotola in una lastra di vetro piana.

Lastra di vetro tirato (processo Fourcault)
La lastra di vetro è stata realizzata immergendo un leader in una vasca di vetro fuso e tirando il leader verso l’alto mentre un film di vetro indurito appena fuori dalla vasca – questo è noto come il processo di Fourcault. Questo film o nastro è stato tirato su continuamente tenuto da trattori su entrambi i lati mentre si è raffreddato. Dopo 12 metri circa è stato tagliato il nastro verticale e ribaltato per essere ulteriormente tagliato. Questo vetro è limpido ma presenta variazioni di spessore dovute a piccoli cambiamenti di temperatura appena usciti dalla vasca durante l’indurimento. Queste variazioni causano linee di lievi distorsioni. Questo vetro può ancora essere visto nelle case più vecchie. Il vetro float ha sostituito questo processo.

Vetro piatto fuso
Sviluppato da James Hartledsay nel 1848. Il vetro viene prelevato dal forno in grandi mestoli di ferro, che vengono trasportati su brache che scorrono su binari sopraelevati; dal mestolo il vetro viene gettato sul letto di ghisa di un tavolo da pranzo; e viene arrotolato in un foglio da un rullo di ferro, il processo è simile a quello utilizzato per produrre lastre di vetro, ma su scala più piccola. Il foglio così arrotolato viene tagliato grossolanamente mentre è caldo e morbido, in modo da rimuovere quelle porzioni di vetro che sono state rovinate dal contatto immediato con la siviera, e il foglio, ancora morbido, viene spinto nella bocca aperta di un tunnel o temperatura di ricottura -controllo del forno chiamato lehr, verso il basso che è trasportato da un sistema di rulli.

Lastra di vetro lucido
Il processo di lastra di vetro lucido inizia con lastre di vetro laminate o laminate. Questo vetro è dimensionalmente inaccurato e spesso crea distorsioni visive. Questi pannelli ruvidi sono stati rettificati e quindi lucidati. Questo è stato un processo abbastanza costoso.

Prima del processo di galleggiamento, gli specchi erano lastre di vetro come lastre di vetro avevano distorsioni visive che erano simili a quelle viste nel parco di divertimenti o specchi di luna park.

Vetro laminato (figurato)
I modelli elaborati che si trovano sul vetro laminato a figure (o “Cattedrale”) sono prodotti in modo simile al processo del vetro laminato, tranne per il fatto che la piastra è fusa tra due rulli, uno dei quali porta un motivo. A volte, entrambi i rulli possono portare un modello. Il motivo è impressionato sul foglio da un rullo di stampa che viene fatto cadere sul vetro mentre lascia i rotoli principali mentre è ancora morbido. Questo vetro mostra uno schema in alto rilievo. Il vetro viene quindi ricotto in un forno.

Il vetro utilizzato per questo scopo è in genere più bianco di quello degli occhiali trasparenti utilizzati per altre applicazioni.

Questo vetro può essere laminato o temprato a seconda della profondità del modello per produrre un vetro di sicurezza.

Vetro float
Il novanta percento del vetro piano del mondo è prodotto dal processo di vetro float inventato negli anni ’50 da Sir Alastair Pilkington di Pilkington Glass, in cui il vetro fuso viene versato su un’estremità di un bagno di stagno fuso. Il vetro galleggia sul barattolo e si livella mentre si estende lungo il bagno, dando una faccia liscia su entrambi i lati. Il vetro si raffredda e lentamente si solidifica mentre viaggia sopra la latta fusa e lascia il bagno di stagno in un nastro continuo. Il vetro viene quindi ricotto raffreddando in un forno chiamato lehr. Il prodotto finito ha superfici parallele quasi perfette.

Il lato del vetro che è stato a contatto con la latta ha una quantità molto piccola di stagno incorporato nella sua superficie. Questa qualità rende più facile rivestire quel lato del vetro per trasformarlo in uno specchio, tuttavia quel lato è anche più morbido e facile da graffiare.

Il vetro è prodotto in spessori metrici standard di 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 e 22 mm. Il vetro fuso che galleggia sullo stagno in atmosfera di azoto / idrogeno si spargerà per uno spessore di circa 6 mm e si fermerà a causa della tensione superficiale. Il vetro più sottile è fatto stendendo il vetro mentre galleggia sulla lattina e si raffredda. Allo stesso modo, il vetro più spesso viene spinto indietro e non è consentito espandersi mentre si raffredda sulla latta.

Vetro prisma
Il vetro del prisma è un vetro architettonico che piega la luce. Veniva usato frequentemente intorno al 20 ° secolo per fornire luce naturale agli spazi sotterranei e alle aree lontane dalle finestre. Il vetro del prisma può essere trovato sui marciapiedi, dove è noto come illuminazione a volta, in finestre, tramezzi e pensiline, dove è noto come piastrelle a prisma, e come prismi di coperta, che sono stati usati per illuminare gli spazi sottocoperta sulle navi a vela. Potrebbe essere altamente ornato; Frank Lloyd Wright ha creato oltre quaranta disegni diversi per le tessere dei prismi. L’illuminazione di prismi architettonici moderni viene generalmente eseguita con un film di plastica applicato al normale vetro di una finestra.

Blocco di vetro
Il blocco di vetro, noto anche come mattone di vetro, è un elemento architettonico realizzato in vetro utilizzato in aree in cui si desidera la privacy o l’oscuramento visivo mentre si ammette la luce, come parcheggi sotterranei, bagni e piscine comunali. Il mattone di vetro è stato originariamente sviluppato nei primi anni del 1900 per fornire luce naturale nelle fabbriche industriali.

Vetro temprato
Il vetro temprato è vetro senza stress interni causati dal trattamento termico, cioè raffreddamento rapido, o tempra o rinforzo termico. Il vetro diventa ricotto se viene riscaldato sopra un punto di transizione, quindi lasciato raffreddare lentamente, senza essere spento. Il vetro float viene ricotto durante il processo di produzione. Tuttavia, la maggior parte del vetro temperato è fatto da vetro float che è stato appositamente trattato termicamente.

Il vetro temprato si rompe in frammenti grandi e frastagliati che possono causare lesioni gravi ed è considerato un pericolo nelle applicazioni architettoniche. I codici di costruzione in molte parti del mondo limitano l’uso del vetro temprato in aree dove c’è un alto rischio di rotture e lesioni, ad esempio nei bagni, nei pannelli delle porte, nelle uscite antincendio e a basse altezze nelle scuole o nelle case domestiche.

Vetro stratificato
Il vetro laminato viene prodotto incollando due o più strati di vetro insieme a uno strato intermedio, ad esempio PVB, sotto calore e pressione, per creare una singola lastra di vetro. In caso di rottura, l’interstrato mantiene incollati gli strati di vetro e impedisce che si spezzino. L’intercalare può anche conferire al vetro una maggiore capacità di isolamento acustico.

Esistono diversi tipi di occhiali laminati prodotti utilizzando diversi tipi di vetro e intercalari che producono risultati diversi quando si rompono.

Il vetro laminato costituito da vetro ricotto viene normalmente utilizzato quando la sicurezza è un problema, ma la tempera non è un’opzione. I parabrezza sono in genere vetri laminati. In caso di rottura, lo strato PVB impedisce al vetro di rompersi, creando un modello di “spider web”.

Il vetro stratificato temperato è progettato per frantumarsi in piccoli pezzi, prevenendo possibili lesioni. Quando entrambi i pezzi di vetro sono rotti, produce un effetto “coperta umida” e cadrà fuori dalla sua apertura.

Il vetro laminato rinforzato termicamente è più forte di quello ricotto, ma non così forte come temperato. È spesso usato dove la sicurezza è una preoccupazione. Ha uno schema di rottura più ampio di quello temperato, ma poiché mantiene la sua forma (a differenza dell’effetto “coperta umida” del vetro stratificato temperato) rimane nell’apertura e può resistere a più forza per un periodo di tempo più lungo, il che rende molto più difficile attraversare.

Vetro termoresistente
Il vetro termoresistente è un vetro che è stato trattato termicamente per indurre la compressione superficiale, ma non al punto da indurlo a “tagliare” a causa della rottura del vetro temperato. In caso di rottura, il vetro rinforzato con il calore si rompe in pezzi taglienti che sono in genere un po ‘più piccoli di quelli che si trovano sulla rottura del vetro temprato, e ha una resistenza intermedia tra i vetri temprati e temperati.

Vetro chimicamente rinforzato
Il vetro chimicamente rinforzato è un tipo di vetro che ha una maggiore resistenza. Quando si rompe, si frantuma ancora in schegge appuntite simili a vetri flottanti. Per questo motivo, non è considerato un vetro di sicurezza e deve essere laminato se è necessario un vetro di sicurezza. Il vetro chimicamente rinforzato è in genere da sei a otto volte la resistenza del vetro temprato.

Il vetro viene rinforzato chimicamente immergendo il vetro in un bagno contenente un sale di potassio (tipicamente nitrato di potassio) a 450 ° C (842 ° F). Questo fa sì che gli ioni di sodio nella superficie del vetro siano sostituiti da ioni di potassio provenienti dalla soluzione di bagno.

A differenza del vetro temprato, il vetro rinforzato chimicamente può essere tagliato dopo il rinforzo, ma perde la sua forza aggiunta nella regione di circa 20 mm dal taglio. Allo stesso modo, quando la superficie del vetro rinforzato chimicamente è profondamente graffiata, quest’area perde la sua forza aggiuntiva.

Il vetro chimicamente rinforzato è stato usato su alcuni baldacchini di aerei da caccia.

Vetro a bassa emissività
Il vetro rivestito con una sostanza a bassa emissività può riflettere l’energia radiante infrarossa, incoraggiando il calore radiante a rimanere sullo stesso lato del vetro da cui è originato, lasciando passare la luce visibile. Ciò si traduce spesso in finestre più efficienti perché il calore radiante proveniente da interni in inverno viene riflesso all’interno, mentre la radiazione infrarossa del calore del sole durante l’estate viene riflessa, mantenendola più fresca all’interno.

Vetro riscaldabile
Il vetro riscaldabile elettricamente è un prodotto relativamente nuovo, che aiuta a trovare soluzioni durante la progettazione di edifici e veicoli. L’idea di riscaldare il vetro si basa sull’uso di un vetro a basso emissivo a basso consumo energetico che è generalmente semplice vetro di silicato con rivestimento di ossidi metallici speciali. Il vetro riscaldabile può essere utilizzato in tutti i tipi di sistemi di smaltatura standard, in legno, plastica, alluminio o acciaio.

Vetro autopulente
Una recente innovazione (2001 Pilkington Glass) è il cosiddetto vetro autopulente, finalizzato alla costruzione, all’automotive e ad altre applicazioni tecniche. Un rivestimento su scala nanometrica di biossido di titanio sulla superficie esterna del vetro introduce due meccanismi che portano alla proprietà autopulente. Il primo è un effetto fotocatalitico, in cui i raggi ultravioletti catalizzano la scomposizione dei composti organici sulla superficie della finestra; il secondo è un effetto idrofilico in cui l’acqua viene attratta dalla superficie del vetro, formando un foglio sottile che lava via i composti organici decomposti.

Vetro isolante
Il vetro isolante, o doppi vetri, è costituito da una finestra o elemento vetrato di due o più strati di vetratura separati da un distanziale lungo il bordo e sigillati per creare uno spazio d’aria morto tra gli strati. Questo tipo di vetratura ha funzioni di isolamento termico e riduzione del rumore. Quando lo spazio è riempito con un gas inerte, fa parte del progetto di architettura sostenibile a risparmio energetico per edifici a basso consumo energetico.

Vetri evacuati
Un’innovazione del 1994 per le vetrate isolanti è il vetro evacuato, che è ancora prodotto commercialmente solo in Giappone e in Cina. L’estrema sottigliezza della vetrata evacuata offre molte nuove possibilità architettoniche, in particolare nella conservazione degli edifici e nell’architettura storicistica, dove le vetrate evacuate possono sostituire le tradizionali vetrate singole, che sono molto meno efficienti dal punto di vista energetico.

Un’unità di vetratura evacuata viene realizzata sigillando i bordi di due lastre di vetro, in genere utilizzando un vetro di saldatura, e evacuando lo spazio interno con una pompa a vuoto. Lo spazio evacuato tra le due lastre può essere molto superficiale e tuttavia essere un buon isolante, offrendo vetri per finestre isolanti con spessori nominali di soli 6 mm. Le ragioni di questo basso spessore sono ingannevolmente complesse, ma il potenziale isolamento è buono essenzialmente perché non ci può essere convezione o conduzione gassosa nel vuoto.

Sfortunatamente, le vetrate evacuate hanno alcuni svantaggi; la sua fabbricazione è complicata e difficile. Ad esempio, una fase necessaria nella produzione di vetri evacuati è degenerata; cioè, riscaldandolo per liberare eventuali gas adsorbiti sulle superfici interne, che altrimenti potrebbero in seguito fuggire e distruggere il vuoto. Questo processo di riscaldamento attualmente significa che la vetratura evacuata non può essere temprata o rinforzata dal calore. Se è necessario un vetro di sicurezza evacuato, il vetro deve essere laminato. Le alte temperature necessarie per il degassamento tendono anche a distruggere i rivestimenti “morbidi” a bassa emissività altamente efficaci che sono spesso applicati a una o entrambe le superfici interne (cioè quelle rivolte verso il traferro) di altre forme di vetri isolanti moderni, in per prevenire la perdita di calore attraverso la radiazione infrarossa. Tuttavia, i rivestimenti “duri” leggermente meno efficaci sono comunque adatti per vetrature evacuate.

Inoltre, a causa della pressione atmosferica presente all’esterno di una vetrata evacuata, le sue due lastre di vetro devono in qualche modo essere tenute separate per evitare che si flettano insieme e si toccano, il che vanificherà l’oggetto di evacuazione dell’unità. Il compito di tenere separati i riquadri viene eseguito da una griglia di distanziatori, che in genere sono costituiti da piccoli dischi in acciaio inossidabile posti a una distanza di circa 20 mm. I distanziali sono abbastanza piccoli da essere visibili solo a distanze molto ravvicinate, in genere fino a 1 m. Tuttavia, il fatto che i distanziatori conducano un po ‘di calore porta spesso nella stagione fredda alla formazione di schemi temporanei a forma di griglia sulla superficie di una finestra evacuata, costituita da piccoli cerchi di condensazione interna centrati attorno ai distanziatori, dove il vetro è leggermente più freddo della media, oppure, quando fuori c’è rugiada, piccoli cerchi sulla faccia esterna del vetro, in cui la rugiada è assente perché i distanziatori rendono il vetro vicino a loro leggermente più caldo.

La conduzione del calore tra i pannelli, causata dai distanziali, tende a limitare l’efficacia isolante complessiva della vetratura evacuata. Tuttavia, la vetratura evacuata è ancora tanto isolante quanto il doppio vetro convenzionale più spesso e tende a essere più resistente, dal momento che le due lastre di vetro costituenti vengono pressate insieme dall’atmosfera, e quindi reagiscono praticamente come un unico foglio spesso alle forze di flessione. La vetratura evacuata offre anche un ottimo isolamento acustico rispetto ad altri tipi popolari di vetratura.

Requisiti sismici del codice di costruzione
Il codice edilizio più recente applicato nella maggior parte delle giurisdizioni negli Stati Uniti è il 2006 International Building Code (IBC, 2006). I riferimenti IBC del 2006 per l’edizione 2005 del carico minimo di progettazione standard per edifici e altre strutture preparato dalla Società Americana degli Ingegneri Civili (ASCE, 2005) per le sue disposizioni antisismiche. ASCE 7-05 contiene requisiti specifici per componenti non strutturali compresi i requisiti per il vetro architettonico.

Pericolo di luce solare riflessa
Se progettate in modo errato, le superfici concave con grandi quantità di vetro possono agire da concentratori solari a seconda dell’angolo del sole, potenzialmente ferendo persone e danneggiando le proprietà.