Sticla material pentru fațadă

Una dintre temele noastre de interes este și fațada, cu tot ceea ce presupune aceasta ca arhitectură, materiale de construcție, elemente costitutive, lucrări de optimizare și întreținere etc. Spațiile vitrate reprezintă elemente extrem de importante, pe care este absolut necesar să le abordăm, din diverse perspective (siguranță, materiale, eficiență energetică, aspecte de confort și utilitate, estetică), iar în acest demers trebuie să luăm în calcul normativele și legislația în vigoare, dar și recomandările specialiștilor din domeniu. În acest caz special, vă vom expune câteva prevederi ale unui proiect de act normativ elaborat de PPTT (Patronatul Producătorilor de Tâmplărie Termoizolantă din România), Indicativ C 47 – 2018, denumit ”Instrucțiuni tehnice pentru folosirea și montarea vitrajelor și a altor produse din sticlă în construcții”. Producătorii și montatorii de ferestre termoizolante de la noi îl menționează deseori ca act de referință în domeniu, chiar dacă au fost elaborate acte normative conforme cu cele europene. Considerăm că trecerea în revistă a unor aspecte din acest document este benefică pentru oricine lucrează cu tâmplărie modernă și sticlă, inclusiv pentru arhitecți sau proiectanți, chiar și pentru beneficiarii preocupați de calitatea lucrărilor în care investesc. Dacă furnizorul de produse poate să eludeze niște aspecte, măcar arhitectul să fie conștient de posibilitățile pe care le are, iar beneficiarul să știe pe ce dă banii, nu-i așa?

Sticla are utilizări numeroase în construcții, prin urmare vitrajele pot fi clasificate în funcție de aplicație – se pot distinge vitraje exterioare (când separă un mediu intern de un mediu extern, ca în cazul ferestrelor, ușilor, fațadelor / pereți cortină, copertine de sticlă sau balustrade exterioare), sau vitraje interioare (partiții/pereți de sticlă, uși, balustrade interioare, placări, scări și pardoseli, diverse amenajări interioare). În același timp, sunt aplicații în care se cer măsuri speciale de securitate, precum rezistența anti-efracție, la foc, rezistența anti-glonț, anti-explozie, protecție la unde radar, raze X sau radio (aplicații militare, turnuri control la aeroport etc.).

Vitrajele pot fi nu doar verticale, ci și înclinate (lumi­natoare, copertine, ferestre de mansardă) sau ori­zontale.

În funcție de posibilitatea persoanelor de a veni în contact direct cu sticla, vitrajele pot fi accesibile, inac­cesibile, protejate (atunci când sunt adoptate măsuri care să elimine riscul de a intra în contact direct cu vitrajele) sau neprotejate (când nu s-au luat asemenea măsuri).

Principalele acțiuni și solicitări la care pot fi expuse produsele din sticlă sunt:

• Sarcini dinamice: încărcarea la vânt, rafală (presiuni și sucțiuni), persoane.
• Sarcini statice: greutatea proprie, sarcini impuse, zăpadă, presiunea hidrostatică în acvarii sau piscine.
• Impact (grindină, impactul cu corpuri solide, o persoană etc).
• Stres termic.
• Atac manual (ciocan, topor etc.).
• Impact cu glonț.
• Acțiunea focului.
• Explozii

În urma acestor acțiuni, poate rezulta spargerea sticlei, cu daunele sau riscurile implicate suplimentar, care nu presupun doar înlocuirea: rănirea persoanelor, animalelor sau deteriorarea bunurilor, căderea în gol, efracție, prejudicii sociale (de exemplu daune pentru comunitate – deterioararea operelor de artă, acces la explozivi sau substanţe periculoase, evadări din închisoare etc.).

Documentul menționat mai sus se adresează tuturor celor cu atribuţii în concepţia, realizarea şi exploatarea construcţiilor, respectiv proiectanţi, verificatori de proiecte, experţi tehnici, executanţi, responsabili tehnici cu execuţia, diriginţi de şantier, proprietari sub orice titlu şi utilizatori ai construcţiilor, precum şi pentru autorităţile administraţiei publice şi organele de control, potrivit obligaţiilor şi răspunderilor ce le revin în conformitate cu prevederile legale.

O enumerare a tipurilor de sticlă folosită în construcții, din perspectiva procedeelor de fabricație și a destinației acestora, credem că este necesară. Așadar, avem următoarele variante:

• Sticla float – este o sticlă plană transparentă sau colorată în masă, cu fețele netede și plan paralele, obținută prin procedeul de turnare continuă a ma­terialelor topite pe o baie din topitură metalică. Cel mai comun tip de sticlă float, pe care o întâlnim frecvent,  este cea silico-calco-sodică, inițial netratată supli­mentar termic sau chimic. Conform informațiilor puse la dispoziție de anumiți producători, în compoziția acestei varietăți de sticlă intră siliciu / nisip (70 – 72 %), sodă sub formă de carbonat și sulfat (14%), var / calcar (10 %), diverși oxizi (de aluminiu sau magneziu) care îmbunătățesc proprietățile fizice ale sticlei, iar pentru colorare se utilizează de asemenea diverși oxizi, cu diverse nuanțe. În mare, compoziția aceasta, ames­tecată, se toarnă pe o baie de cositor topit la 1000ºC – sticla „plutește”, iar fețele sticlei ies perfect plane. Ulterior, prin răcire controlată, se elimină tensiunile interne ale sticlei, deoarece altfel s-ar sparge aleatoriu la tăiere. Este bine de știut că o sticlă float permite trecerea a maxim 90 – 91% din fluxul luminos la care este supusă (transmisia luminoasă), și aceasta atunci când geamul are 2-5 mm grosime; când se ajunge la grosimi de 25 mm, transmisia luminoasă este de doar 78%.
• Sticlă cu depuneri – aceste depuneri pot fi efectuate în timpul procesului de producție, după ce sticla float iese din baia metalică, prin pulverizarea de oxizi metalici sau metale pe suprafața acesteia (depuneri pirolitice), sau, după producția sticlei float, prin supunerea la descărcări în instalații magnetronice cu vid; aceste procedee au ca rezultate optimizări precum: creșterea rezistenței mecanice, izolarea termică, gradul de protecție solară, controlul nivelului de transmisie naturală a luminii etc.

Aici pot fie amin­tite depunerile LowE (low emissivity), care resping energia din spectrul radiațiilor infraroșii și UV; ca rezultat, sticla permite trecerea luminii, dar blochează parțial transferul de căldură.

De asemenea, există depuneri performante, numite ”înalt selective”, care asigură un grad înalt de protecție solară și izolare termică, dar un nivel înalt de transmisie naturală a luminii – foarte căutate pentru climatul temperat.

• Sticla laminată (sau stratificată) este obținută prin lipirea a două sau mai multe foi de sticlă float, între care pot fi și foi de origine sintetică (plastic). De asemenea, pot fi lipite între ele cu câte una sau mai multe folii speciale cum ar fi PVB (polivinil butiral), EVA (etilenvinil acetat), policarbonați sau răşini. Aceste stratificări au ca rezultat performanțe superioare referitoare la siguranța și securitatea în exploatare, sau rol decorativ. De exemplu, există sticlă laminată de siguranță contra rănirii (în cazul spargerii accidentale, cioburile rezultate rămân lipite, neexistând pericolul rănirii), sticlă laminată de siguranță contra căderii în gol (pot susține fără probleme greutatea unei persoane), sticlă laminată rezistentă la foc sau sticlă securizată contra vandalismului / efracției. În funcție de cerințe, sticlele laminate pot satisface diferite niveluri de protecție, începând de la protecția împotriva armelor ușoare până la protecția împotriva exploziilor. În funcție de performanțele spectro-fotometrice, sticlele laminate pot avea funcții de izolare termică, control solar, rezistență la foc, funcții multiple sau pot fi înalt selective. De asemenea, sticlele laminate pot avea funcție de izolare acustică, foliile de laminare utilizate având o anumită capacitate de absorbție a zgomotelor.
• Sticla securizată termic și sticla călită termic – sunt varietăți care rezistă la temperaturi ridicate și uneori previn rănirea persoanelor în cazul când geamurile se sparg. Sticla securizată termic se obține în urma unui proces de încălzire, urmat de o răcire bruscă cu o viteză controlată; ca rezultat, în cazul spargerii accidentale rezultă cioburi de dimensiuni mici, cu marginile și colțurile netăioase. Totodată, sticla securizată prezintă o rezistență ridicată la gradient termic (200 K). În urma securizării, sticla nu mai poate fi totuși procesată prin tăiere, găurire, prelucrarea cantului etc. Sticla călită termic se obține tot în urma unui proces de încălzire, urmat însă de o răcire mai lentă, astfel încât, în urma spargerii accidentale, rezultă fâşii mari de sticlă, fără a se forma „insule” în interiorul panoului de sticlă, care pot răni.

Rezistența la gradient termic este de 100 K. De asemenea, sticla aceasta nu mai poate fi procesată din punct de vedere al dimensiunilor (tăiere, găurire, prelucrarea cantului).

• Sticla călită chimic – se obține prin tratarea chimică a suprafeței sticlei prin submersia într-o soluție de nitrit de potasiu, la o temperatură de 300ºC sau 450ºC, pentru un tratament avansat, în urma căreia rezistența mecanică este mult îmbunătățită. Totuși, sticla călită chimic se sparge ca și sticla float, cioburile rezultate fiind periculoase (de aceea nu poate fi considerată sticla de siguranţă).
• Sticla emailată, serigrafiată sau printată – se obține prin aplicarea pe suprafața sticlei a unor vopseluri ceramice, urmată de tratarea termică.

Ca urmare a acestui proces, vopseaua are rezistențe mecanice foarte bune. Comportamentul la solicitări mecanice este însă slăbit.

• Sticla lăcuită și oglinda – prin aplicarea unor lacuri / vopseluri pe suprafața sticlei se obține sticla lăcuită, iar oglinda prin aplicarea unui strat de argint, plus un strat protector. Acestea au însă anumite restricții privitoare la calitatea aerului din interior, la utilizarea substanțelor cu risc (RoHS), sau REACH (înregistrarea, evaluarea și autorizarea substanțelor chimice).
• Sticla ornamentală – se obține în timpul procesului de producție al sticlei, prin trecerea sticlei printre doi tamburi, rezultând o anumită textură sau model pe suprafața acesteia.
• Sticla armată – se obține în timpul procesului de producție al sticlei float, prin inserarea unei plase metalice în masa sticlei. În ciuda aparențelor, sticla armată are rezistența mecanică mai mică decât sticla float, datorită discontinuităților ce apar în masa sticlei, iar în cazul spargerii gradul de rănire poate fi mai mare din cauza iregularitații sporite a marginilor cioburilor rezultate. De aceea, sticla armată nu satisface condițiile de sticlă de siguranță, dar aduce un plus de siguranță la eventuala tentativă de intrare prin efracție, de exemplu.
• Sticla profilată – profilarea se obține în timpul procesului de producție al sticlei, prin modelarea acesteia în forma respectivă înainte ca sticla să se întărească.
• Caramizile din sticlă – sunt obținute prin turnarea sub presiune a sticlei topite în formele dorite, în acord cu standardul dedicat acestui domeniu.

Comportamentul la foc este un criteriu important pentru evaluarea calității sticlei. Prin natura sa și conform standardului specific, sticla simplă sau tratată termic este inclusă în clasa A1, adică nu se aprinde, nu contribuie și nu susține combustia în nicio etapă a incendiului. Totuși, pentru siguranța unei construcții este nevoie de mai mult. Prin rezistență la foc înțelegem capacitatea unui material sau produs pentru construcţii de a-şi păstra capacitatea portantă, etanşeitatea la foc, izolarea termică şi/sau orice altă funcţie impusă, pe o durată de timp determinată. O clasificarea a sticlei în funcție de acești parametri este următoarea: