Le superfici vetrate negli infissi e la centralità del fattore sicurezza
Schermatura acustica e trasmittanza, altri due aspetti rilevanti
Premessa
L’infisso è un oggetto complesso, poiché è il risultato dell’assemblaggio di diverse componenti, tutte determinanti per l’assetto ottimale del prodotto finale. Ogni minima sua parte, dalla ferramenta alle guarnizioni, rappresenta il condesato di una specifica tecnologia, costantemente in evoluzione.
Traendo da questo assunto, è facile comprendere quale e quanta attività di ricerca si spenda sulla componente vetro, già comunemente identificabile tra le parti fondamentali dell’infisso.
Le aspettative funzionali che in essa si ripongono posso essere essenzialmente così raggruppate: proteggere dal freddo, schermare dal caldo, isolare dal rumore, garantire un certo livello di sicurezza (contro i tentativi dolosi di effrazione e negli episodi accidentali di rottura), assicurare visibilità e trasparenza, contemplare diverse opzioni di integrazione estetica (colori, decorazioni), poter contare su un certo grado di autopulizia.
In questo documento sarà trattato più diffusamente l’aspetto della sicurezza, mentre uno spazio più contenuto sarà dedicato alle questioni inerenti rispettivamente all’isolamento acustico e alla funzione termica del vetro per infissi.
Il fattore sicurezza
A livello europeo, le specifiche di sicurezza dei vetri sono regolamentate dalla norma UNI 7697/07 Criteri di sicurezza nelle applicazioni vetrarie, che in Italia si innesta – con effetto obbligatorio – sul D.L. n. 115 del 1995 (recepito dalla Direttiva Europea 1992/59/CE), raccordandosi poi con il successivo Decreto Legislativo n. 172 del 2004 (recepito dalla Direttiva Europea 2001/95/CE).
I criteri fissati dalla normativa danno garanzie di sicurezza antinfortunio a chiunque si serva dell’infisso, distinguendo tra tipologie di trattamento della superficie vetrata e sua collocazione (interno, esterno o interno-esterno).
Tanto più che i vetri devono essere conformati per resistere almeno alle sollecitazioni più comuni (eventi naturali e infortuni possibili nell’uso quotidiano) tra qulle qui di seguito indicate:
• Carichi dinamici da: vento, folla, traffico pedonale, onde di pressione e depressione ecc.
• Carichi statici: peso proprio, carichi imposti, neve, pressione idrostatica in acquari e piscine, ecc.
• Urti da grandine
• Vibrazioni
• Torsioni da azionamento di parti apribili
• Fatica
• Sollecitazioni sismiche: conseguenza di fenomeni tellurici
• Urti dovuti all’impatto di una persona (UNI EN 12600).
• Urti di pietre, colpi di mazza e/o d’ascia, dovuti ad atti vandalici o tentativi di effrazione (UNI EN 356).
• Urti di proiettile (UNI EN 1063)
• Incendi (UNI EN 357)
• Esplosioni (UNI EN 13541)
La problematiche che potrebbero generarsi senza la scrupolosa osservanza dei dettami di legge sono relative al fatto che la rottura del vetro genera frammenti e schegge, taglienti e pericolose, e lascia passare un corpo in caduta. Nel verificarsi di un infortunio occorso per il contatto con vetro non conforme, il produttore e il serramentista rischiano un procedimento penale per lesioni colpose o, in caso di morte, per omicidio colposo. E a nulla valgono eventuali manleve fatte vanamente sottoscrivere ai clienti.
I vetri temprati
I vetri considerati di sicurezza antinfortunio posso essere di due macro-tipologie: temprati o stratificati.
Attraverso la tempratura, il vetro è sottoposto a riscaldamento sino a raggiungere una temperatura superiore ai 600 gradi centigradi, dalla quale è repentinamente portato a raffredamento, in modo da renderlo resistente alle sollecitazioni meccaniche (flessioni, impatti) e termiche (differenza di temperatura). In considerazione di quest’ultimo aspetto, infatti, viene scongiurato lo choc termico, con conseguente rottura, in cui incorrerebbe la lastra se investita dai raggi solari in modo difforme lungo la sua superficie (per esempio, quando una tapparella o una tenda la oscura parzialmente).
Durante il trattamento, il vetro resta nel forno tanti minuti quanti sono i millimetri del suo spessore, per poi essere raffreddato bruscamente con getti di aria fredda. La norma UNI EN 12150 indica il metodo di verifica della riuscita dell’operazione, che consiste nel contare quanti frammenti si sviluppano rompendo un campione di vetro 5 x 5 cm. Il dato varia in funzione dello spessore: a titolo di esempio, per un 6 mm temperato dovrebbero potersi contare almeno 40 frammenti.
Proprio il fatto che il vetro temperato, in caso di rottura, si frantumi in numerosi piccoli pezzi inoffensivi, in alcuni casi gli fa valere la classificazione di vetro antiferita, secondo la norma UNI EN 12600, identificandolo entro le classi 1(C)1,Classe 1(C)2 o classe 1(C)3, seppure la norma UNI 7697/07 per le situazioni considerate di pericolo prescriva esclusivamente i vetri temperati della prima classe. Il vantaggio principale, rispetto a tutte queste considerazioni, consiste nel fatto che anche vetri sottili come i 4 mm possono essere certificati come antiferita, consentendo con ciò di essere esonerati dall’esigenza di montare accessori e fermavetri speciali.
Di contro, c’è da dire che il reperimento sul mercato di vetri temperati del tipo basso emissivo è più complicato, dal momento che la loro produzione necessita di impianti di tempra con sistema a convenzione, molto meno diffusi degli impianti tradizionali.
I campi di applicazione dei vetri temperati negli infissi sono molteplici. Tra i principali, vetrate e controventature, tamponamenti di telai, porte interne ed esterne.
Nei casi di finestra o portafinestra con il lato inferiore a meno di 1 metro dal piano di calpestio ne è addirittura obbligatorio l’impiego (in alternativa, si può usare il vetro stratificato di sicurezza), per prevenire l’eventualità di ferite a seguito di rottura per urti di persone o di cose.
I vetri stratificati
Del tutto diverso è il procedimento di produzione dell’altra tipologia di vetro di sicurezza: lo stratificato o laminato.
Si tratta di un pannello composto da due o più lastre di vetro, unite tra loro sino a farle combaciare perfettamente. Tra le lastre vengono inserite pellicole di uno speciale materiale plastico, detto PVB (polivinilbutirrale). Dopo essere state sottoposte a un processo di manganatura a 70 gradi (che ne favorisce l’accopiamento), le lastre vengono poste in un autoclave, a una pressione tale che permetta ai film plastici di aderire perfettamente al vetro, conservandone l’assoluta trasparenza.
La particolare stratificazione di questo tipo di vetro, in caso di rottura, gli permette di conservare una certa compattezza e una forte resistenza alla penetrazione, nonché di trattenere i frammenti, riducendo drasticamente il rischio di ferite.
In relazione alla diversa efficacia performativa, il vetro stratificato può così classificato rispetto ai livelli di sicurezza:
• Antiferita classe 2(B)2 UNI EN 12600
• Anticaduta nel vuoto 1(B)1 UNI EN 12600
• Antieffrazione UNI EN 356, dalla classe P1 alla classe P5A (con le prove effettuate con la
• caduta della sfera) alle classi P6B, P7B e P8B (con le prove effettuate con l’attacco di martello
• ed ascia).
• AntiproiettileUNI EN 1063, dalla classe BR1 classe BR7 e con le classi SG1 e SG2.
In ultimo, occorre ricordare che non tutti i vetri stratificati posso definirsi “di sicurezza”, poiché non tutti i prodotti da sovrapposizione di lastre corrispondono alle specifiche richieste dalla norma.
Prescrizioni e applicazioni
Con riferimento ai parametri di sicurezza prescritti nella norma UNI 7697/07, una particolare considerazione merita il criterio di prevenzione della caduta nel vuoto. Nella sventurata occasione di un urto violento da parte di una persona, tale da rompere il vetro, la lastra deve trattenere il soggetto senza che ne sia attraversata, evitando, in caso di dislivello tra i due pavimenti di almeno 1 metro, che il malcapitato cada nel vuoto.
È chiaro, pertanto, che questo criterio preventivo si applica in presenza di serramenti esterni vetrati (porte, finestre, porte-finestre interamente intelaiate) che presentino il lato inferiore della lastra a meno di 1 m dal piano di calpestio o che, da aperti, sporgano verso l’esterno.
Si è già detto che nei casi in cui la lastra presenta la medesima distanza dal pavimento, ma non vi è pericolo di caduta nel vuoto, può anche essere usato un vetro temperato. La stessa cosa non vale, invece, se il pericolo di caduta nel vuoto esiste: in questi casi possono essere montati solo vetri stratificati anticaduta nel vuoto classe 1(B)1, messi in posa con i quattro lati intelaiati.
Si prescrive il vetro di sicurezza anche all’esterno del serramento se questa parte è raggiungibile dall’utenza, come, per esempio, in un balcone.
La classe 1(B)1 è facoltativa per impianti sportivi, ospedali e scuole, in cui si possono montare vetri temperati, purché certificati in classe 1(C)2, secondo la normativa UNI EN 12600.
Particolare attenzione occorre prestare rispetto agli infissi per balaustre, siano esse esterne o interne. In questi casi, si dovrà posare un vetro stratificato di sicurezza anticaduta nel vuoto, ma ci si potrebbe trovare di fronte a progettazioni architettoniche che escludono i telai o che addirittura prevedono il fissaggio dei vetri direttamente al solaio, con apposite rotelline in acciaio. Saranno queste le situazioni in cui bisognerà attenersi scrupolosamente al calcolo delle resistenze di carico:
• Resistenza al carico statico, con riferimento alla prescrizione del paragrafo 3.1.4. “Carichi variabili” del D.M. Infrastrutture del 14/01/2008 “Norme tecniche per le costruzioni G.U. n°29 del 4/1/08 Serie Generale.
• Resistenza al carico dinamico, con la verifica alla corrispondenza alla norma UNI EN 14019/2004 dietro sollecitazione da impatto, attraverso la “prova del pendolo”, direttamente su un prototipo del manufatto da montare.
Quanto alle coperture vetrate, il criterio guida dovrà essere quello di evitare la caduta di frammenti verso l’interno, in caso di rottura. In ogni caso, sarebbe meglio un vetro a trattamento combinato ovvero temperato e stratificato, per ottenere maggiore resistenza meccanica e prevenire le rotture da choc termico.
Il fattore acustico
Come anticipato in premessa, il vetro ricopre anche l’importante funzione della schermatura da rumore. Anche ai vetri degli infissi, infatti, si affida il compito di far restare il livello di invadenza sonora al di sotto della soglia di confortabilità rappresentata dai 35 dB di intensità. Quando ciò non avviene, a poco serve aumentare lo spessore dei vetri o delle vetrocamere (passando da 6 a 24 mm si guadagnano solo 1,5 dB) e a non molto introdurre gas nelle intercapedini (in quelle da 16 mm il guadagno è di 2,5 dB).
La soluzione migliore è rappresentata dal vetro stratificato con PVB acustico, in vetrata isolante, prodotto da Saint-Gobain Glass. Grazie al plastico speciale PVB Silence che agisce come ammortizzatore fra due lastre di vetro, le vetrate isolanti SGG Climaplus Silence impediscono in maniera ottimale il passaggio del rumore garanyendo, a seconda del modello, un isolamento che va dai 39 ai 50 dB.
Il fattore termico
Anche per quanto riguarda la questione della protezione termica, alcune soluzioni efficaci provengono da Saint-Gobain Glass, che tiene conto, migliorandole, delle caratteristiche di trasmittanza richieste dalla legge. Il D.L. n. 192 del 19 agosto 2005, infatti, prescrive valori massimi di trasmittanza termica U per le finestre, con limite massimo anche per i soli vetri. Le trasmittanze termiche massime di serramenti e vetri da montare dipendono dalle condizioni climatiche, identificate in funzione dei gradi giorno della località di installazione. Le zone sono elencate in dettaglio nel d.p.r. 412 del 26 agosto 1993.
I prodotti per isolamento termico rinforzato della multinazionale francese sono di aspetto estetico molto simile a quello dei vetri tradizionali, posseggono uno strato superficiale di un metallo incolore che ha la funzione di isolare termicamente gli ambienti. In inverno impediscono la dispersione del calore verso l’esterno, rendendo più omogenea la temperatura degli ambienti, riducendo la formazione di condensa ed evitando la sensazione di freddo in prossimità di finestre e porte-finestre. Contribuiscono di conseguenza a ridurre i
consumi per il riscaldamento.
Qui di seguito, si propongono i raffronti di questo tipo di vetri nelle applicazioni delle differenti tipologie di infisso: legno, pvc e alluminio.
• Una normale finestra in legno con vetro singolo ha mediamente U/finestra 4,5 W/hm2°K. La stessa finestra con vetrata isolante tradizionale ha U/f 2,6; rispetto alla prima disperde il 40 % in meno. Se poi è dotata di vetrata isolante con Planitherm di Saint-Gobain Glass, ha U/f 1,9 e disperde il 60 % in meno. Usando una vetrata isolante ad alta efficienza con U/f 1,5, sempre rispetto alla prima, si risparmia il 67 %.
• Una normale finestra in PVC con vetro singolo ha mediamente U/finestra 4,6 W/hm2°K. La stessa finestra con la normale vetrata isolante ha U/f 2,7 e disperde il 40% in meno. La stessa finestra dotata di Vetrata Isolante con SGG Planitherm ha U/f 2,0 e disperde il 55% in meno. Impiegando una vetrata isolante ad alta efficienza con U/f 1,7 si risparmia il 60 %.
• Una normale finestra in alluminio, con vetro singolo e senza taglio termico ha mediamente U/finestra 6,1 W/hm2°K, mentre con taglio termico ha mediamente una U/f di 5. Per il conteggio facciamo i confronti con quest’ultima. La stessa finestra con vetrata isolante ha Uf 3,1 – rispetto alla prima – disperde il 40 % in meno. La stessa finestra, dotata di vetrata isolante con SGG Planitherm, ha U/f 2,4 e disperde il 50 % in meno. Usando una vetrata isolante ad alta efficienza con U/f 2,1 si risparmia il 60 %.
In estate, invece, il problema è l’effetto serra all’interno delle abitazioni. La soluzione di Saint-Gobain Glass è rappresentata da vetri a couche, in grado di filtrare l’irraggiamento solare, con una riduzione sino al 40% del calore in entrata. Si tratta di superfici vetrate trasparenti o colorate, che posseggono uno strato superficiale metallico/riflettente, il quale permette di proteggere gli ambienti dall’irraggiamento solare.
