Il vetro e la sicurezza

Le tecnologie di fabbricazione, di trasformazione e di assemblaggio permettono di conferire ai vetri eccellenti risposte alle normative di sicurezza attualmente richieste nel settore dell'edilizia, in particolare in materia di protezione dagli urti.

I livelli di sicurezza dei vetri dipendono sostanzialmente da due fattori:

• Il livello di energia trasmesso nell'impatto (o negli impatti)
• La superficie massima di contatto sviluppata durante l'urto

I campi di impiego possono essere rappresentati schematicamente in funzione di questi due fattori. In ogni caso, il riferimento sarà alle norme europee o nazionali corrispondenti.

Funzione:

• Protezione dal rischio di ferite in caso di urti accidentali
• Protezione dal rischio di caduta di oggetti su coperture vetrate
• Protezione dal rischio di caduta delle persone
• Protezione dagli atti vandalici e dall'effrazione: primo livello
• Protezione dagli atti vandalici e dall'effrazione: rinforzata
• Protezione da proiettili di fucili a palla
• Protezione da proiettili di arma da spalla o da pugno

Protezione dal rischio di ferite in caso di urti accidentali 

Di norma, i vetri adatti allo scopo sono quelli la cui definizione normativa è completata dal termine "sicurezza". Si tratta in particolare delle vetrate di sicurezza temprate o stratificate che rispondono rispettivamente alla norma EN 12150 "Vetro per l'edilizia - Vetro di sicurezza sottoposto a tempra termica" e alla norma EN 12543-2 , Parte 2: "Vetro stratificato di sicurezza".

Protezione dal rischio di caduta di oggetti sulle coperture vetrati

I vetri stratificati evitano il passaggio attraverso la parete vetrata di un oggetto in caduta accidentale e garantiscono una stabilità residua del vetro dopo l'urto per la protezione delle zone di attività e di passaggio sottoposte. Anche i vetri temprati possono rispondere alle normative nazionali in materia.

Protezione dal rischio di caduta delle persone 

I vetri stratificati rispondono alle esigenze anche in questo campo di impiego. Secondo le normative nazionali, potranno essere ugualmente utilizzati vetri temprati.

Protezione di primo livello dagli atti vandalici e dall'effrazione 

L'attacco manuale e gli atti vandalici si esprimono spesso con il lancio di oggetti scagliati in modo più o meno violento. I corpi utilizzati e i livelli di energia d'urto associati, descritti dalla norma EN 356 ("Vetro per l'edilizia - Vetro di sicurezza - Collaudo e classificazione della resistenza all'attacco manuale"), definiscono le prestazioni dei vetri esposti a tale rischio. I vetri stratificati propongono diversi livelli graduati di risposta alle aggressioni.

Protezione rinforzata dagli atti vandalici e dall'effrazione 

Per questo campo di impiego, la norma EN 356 prevede test di resistenza a ripetuti colpi di ascia e di martello. I vetri stratificati sono in grado di rispondere al livello di protezione desiderato.

Protezione dai proiettili di fucili a palla 

La classificazione è trattata in modo specifico nella norma EN 1063 che contempla diverse classi di resistenza (SG1 e SG2). La gamma dei vetri stratificati è in grado di resistere agli impatti di questi proiettili.

Protezione dai proiettili di armi da spalla e da pugno 

La norma EN 1063 ha definito 7 classi per poter coprire le esigenze di protezione rispetto ai proiettili sparati da queste armi (da BR1 a BR7). Si distinguono vetri che sotto l'azione del proiettile producono schegge (S) e quelli che non ne rilasciano (NS).

È necessario che i serramenti e la posa in opera siano adeguati alle prestazioni di protezione richieste conformemente alle norme in vigore disponibili.

Un ulteriore strumento che può aiutare l'opera del progettista è la norma UNI 7697, il cui rispetto è obbligatorio perché richiamata dal Decreto Legislativo 6 Settembre 2005 n° 206 e della legge 29 Luglio 2003 n° 229 (attuativi delle direttive europee 2001/05 Ce e 92/59/CEE) e per questo con valore di legge.

La norma è stata rivista di recente; la versione attualmente in vigore è uscita nel Gennaio 2007.

Tra gli aggiornamenti introdotti, si segnala quello relativo alle vetrate isolanti per le quali si precisa meglio che, nel caso in cui vi sia la possibilità di contatto da entrambi i lati, i vetri con le caratteristiche di sicurezza prescritte vanno montati da entrambe le parti.

La norma è reperibile presso l'UNI Ente Italiano di Unificazione.

Come criterio generale è comunque bene prevedere quanto segue:

• Terziario: i vetri interi devono essere temprati o stratificati di sicurezza, indipendentemente dall'altezza di posa rispetto al piano di calpestio. I vetri esterni devono essere temprati o stratificati di sicurezza se entrano in contatto con le persone.
• Residenziale: tutti i vetri che hanno il lato inferiore a meno di 100 cm dal piano di calpestio debbono essere temprati o stratificati, sia che siano posati internamente che esternamente.
• Scuole, ospedali ed assimilabili: tutti i vetri interni devono essere stratificati di sicurezza, gli esterni possono essere temprati o stratificati di sicurezza.

Il processo di tempra termico

II processo di tempra termica del vetro è utilizzato per ottenere una lastra le cui superfici sono tensionate in modo da conferire una maggiore resistenza meccanica: il vetro così trattato ha una resistenza all'urto e alla flessione fino a 4 volte superiore a quella di un vetro non trattato.

Le tensioni create nel materiale fanno sì che, in caso di rottura, si frantumi in piccoli parti cubiformi piuttosto che in "lance", come nel caso di materiale non trattato: questo evita gravi danni nel caso la rottura avvenga in presenza di persone, animali o cose.

Per questo motivo il vetro temprato è anche definito di sicurezza.

II processo di tempra si costituisce di tre fasi: la prima consiste in un riscaldamento veloce, forzato e uniforme di tutta la lastra fino a una temperatura di 650-680°C; segue quindi il processo di tempra che è eseguito con un rapido raffreddamento mediante convezione forzata con aria soffiata da un ventilatore. Questa è l'operazione centrale del processo ed è quella che permette di creare le tensioni nella lastra in modo da conferire maggiore resistenza meccanica. Dal punto di vista fisico la lastra di vetro, alla temperatura di tempra, perde le sue caratteristiche di rigidezza e indeformabilità e si presenta molle e altamente deformabile: come un foglio di gelatina. Durante il rapido raffreddamento lo strato esterno delle due facce maggiori della lastra si raffreddano più rapidamente rispetto al centro e si determinano delle forti tensioni di compressione tra gli strati esterni, più freddi, e quello interno più caldo. Grazie al rapido (circa dai 3 ai 10 secondi in funzione dello spessore) e forzato raffreddamento queste forze rimangono “imprigionate” nella lastra che nel frattempo ha riacquistato le sue doti di materiale rigido e indeformabile.

Di seguito avviene un raffreddamento controllato in modo da riportare il vetro a un temperatura tale per cui gli operatori possano manovrare il prodotto finito.

Il processo di tempra è un'operazione critica per la qualità del prodotto finale in quanto il vetro si presenta rammollito dalla temperatura, ed è facile deformarlo dal punto di vista geometrico (in particolare l'effetto ondulato o perdita di planarità della lastra stessa) o rispetto alle caratteristiche ottiche con macchie permanenti dovute alla fase di tempra o graffi.

Un moderno impianto di tempra deve limitare tutti i difetti geometrici e ottici e allo stesso tempo garantire una frammentazione della lastra uniforme e adeguata alle norme in ogni punto dello stesso.