Il vetro-mattone è un materiale da costruzione, utilizzato per creare pareti o solai semi-trasparenti (quest'ultimi, p.es,: per ambienti bui o d'impatto, per illuminazione vano scale, ecc), tali da permettere il passaggio della luce, senza compromettere la privacy.
Nasce agli inizi del XX secolo, in stretta relazione con lo sviluppo industriale: data la sua robustezza, combinata alla trasparenza, veniva, infatti, spesso utilizzato per illuminare capannoni ed edifici industriali.
1: Caratteristiche del vetromattone
Il vetromattone
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A lungo ritenuto un materiale "povero", è stato riscoperto recentemente per la sua versatilità, e utilizzato diffusamente anche da grandi nomi dell'architettura in edifici di rilievo.Il materiale che si usa in fase di fabbricazione è ottenuto con una tecnologia abbastanza complessa, non dal vetro temprato, ma dal calcio sodico (neutro o colorato) e qualche altro materiale aggiunto, che vien fuso a 1500° e poi pressato in stampi.
Da questa lavorazione, nasce un prodotto molto resistente e duro, di consistenza vetrosa, e che permette ottime soluzioni estetiche e di indiscussa praticità.
Il vetromattone è tipicamente composto da due "formelle" vitree, tenute insieme grazie ad un particolare materiale isolante; l'area tra le due facciate è sotto vuoto, conferendo al vetromattone anche proprietà d'isolamento termo-acustico, simile a quella ottenuta con l’impiego di doppi vetri.
(Il parametro che misura la capacità di isolamento termico è definito trasmittanza termica “U”).
La massa, unitamente alle altre caratteristiche del mattone di vetro, garantisce un elevato valore di isolamento acustico, che in alcuni casi è persino superiore a quello di pareti in laterizio pieno di uguale spessore. (Il parametro che misura la capacità di isolamento acustico è detto potere fonoisolante, la cui unità di misura è espressa in dB).
Il vetromattone presenta, inoltre, una buona resistenza al fuoco: i prodotti in vetro sono di origine minerale e rientrano nella categoria con reazione al fuoco di classe 0, classe con cui si identificano i materiali detti incombustibili.
Lo spessore complessivo è di 8 cm, che possono giungere fino a 16 cm in caso di vetromattone costituito da tre facciate accoppiate (per un maggior isolamento termo-acustico).
Le dimensioni maggiormente utilizzate sono: cm. 19x19 - cm. 24x24 - cm. 30x30, ma esistono anche il mezzo mattone e gli "elementi speciali" e terminali, nonchè altre misure. Inoltre, la forma tipica è quella quadrata o rettangolare, ma esistono in commercio anche vetromattoni di altre forme (p.es., mezzo-conica, triangolare...ecc), oltre ad elementi per usi particolari (p.es: vetromattoni disposti su telaio apribile in modo da poter aerare i locali).
Le facce sono in genere ondulate per lasciar passare la luce rendendo indistinte le immagini; ma possono essere anche lisce o reticolate. ampia è poi la gamma cromatica in cui sono prodotti, ulteriormente arricchita da elementi caratterizzati da disegni ed effetti particolari o personalizzabili.
In relazione a specifici impieghi, inoltre, i singoli "blocchi" di vetromattone possono essere specificatamente studiati anche per soddisfare, contestualmente, più requisiti, come: controllo e diffusione della luce; superfice antiproiettile; elevato isolamento termico; elevata resistenza al fuoco; pedonabilità;... ecc.
Si evidenzia che i vetromattone non possono essere utilizzati per creare pareti portanti, in quanto non garantiscono una buona resistenza alla compressione.
Non sono autoportanti, per cui per la posa, non appena la parete supera il metro quadrato, c’è bisogno di un telaio (in legno, alluminio o un’intelaiatura in cemento armato) che deve ospitarli e dei tondini di rinforzo che vanno affogati nella malta che tiene insieme i mattoni. Inoltre, non vi si possono inserire chiodi, viti o tasselli.
I vetromattone vengono, invece, utilizzati per realizzare tratti di pareti (perimetrali o interne), tramezzature, lucernai, pavimentare locali bui, creando ambienti luminosi, suggestivi e contemporaneamente proteggendo la privacy.
La composizione di vetromattoni, legati tra di loro mediante giunti di cemento armato, crea la parete definita "vetrocemento".
Nella progettazione di un'opera vetrocementizia occorre tenere sempre presenti le caratteristiche dei tre materiali che la compongono: acciaio, conglomerato cementizio e vetro, al fine di evitare i problemi che possono nascere da un impiego non corretto dei vari elementi.
È noto che il vetro, per sua natura, passa dalla fase elastica alla rottura senza avere la fase plastica intermedia tipica di altri materiali da costruzione. Viene così a mancare nel vetro quell'adattamento plastico che nelle strutture in acciaio e nelle strutture in cemento armato consente di distribuire e scaricare gli sforzi su elementi meno affaticati, permettendo all'intera struttura di collaborare nel suo complesso. È importante quindi evitare condizioni di carico e di vincolo esterno che inducano concentrazioni di sforzo nella struttura realizzata in mattoni di vetro.
Una progettazione vetrocementizia che preveda un collegamento iperstatico con altre strutture (più rigide e massicce) sottoporrebbe il manufatto a sollecitazioni critiche. Inoltre, se la dilatazione conseguente ad un aumento di temperatura viene impedita, si genera una tensione che può portare alla rottura del vetro.
L'esperienza dei costruttori specializzati consiglia opere libere di deformarsi e dilatarsi, in modo che le dilatazioni e deformazioni delle diverse parti (strutture in mattoni di vetro e strutture portanti) siano indipendentI tra di loro. Nella progettazione bisogna considerare che i mattoni in vetro non devono entrare mai in contatto diretto con i profili metallici o le barre d'armatura occorrenti al loro montaggio.
Elementi di progettazione di una parete in vetromattoni
Combinazione fra formati diversi
Analizziamo, di seguito, gli elementi basilari per la progettazione di una parete (=struttura verticale) in vetromattoni. In quest'ambito escludiamo, di proposito, elementi e posa in opera di solai in vetromattoni (=struttura orizzontale).
Descrizioni e schemi riportati sia di seguito, sia nelle pagine relative alla posa in opera, sono tratti dalle guide tecniche della Seves Glass Block e si riferiscono, nella fattispecie, ai prodotti "Vetroarredo" e "Pegasus".
Qualora in fase di progettazione si volessero impiegare elementi in vetro di diverso formato, si consiglia una composizione (19x19x8 cm con 19x9,4x8 cm o 24x24x8 cm con 24x11,5x8 cm) tale da consentire comunque l’armatura dei ferri verticali e/o orizzontali.
La componibilità ha come unico vincolo la fuga di 1 cm se vengono impiegati i Vetroarredo 24x24x8 e 24x11,5x8 cm. Il modello triangolare introduce la possibilità di ruotare l’orditura di 45° e si abbina con diversi elementi di vetro.
I modelli terminali consentono la realizzazione di pareti a bandiera a tutto vetro.
I terminali lineari possono essere impiegati sia in orizzontale che in verticale, quelli curvi invece consentono la finitura del raccordo tra il terminale orizzontale e verticale.
I due modelli si abbinano con elementi di vetro di 19x19x8 cm e 19x9,4x8 cm.
Calcolo delle dimensioni e del numero dei mattoni in vetro per pareti lineari
L = (n x Lo) + [gv x (n-1)] + 2fl
H = (m x Lv)+ [go x (m-1)] + (fs+fi)
n = (gv + L - 2fi) / (Lo + gv)
m = (go + H - 2fi) / (Lv + go)
Nella formula i valori fl e fi sono uguali a 1,5 cm
Ai fini del risultato della formula bisogna considerare come numero dei mattoni in vetro solo la parte del numero intero. La frazione eccedente sarà da conteggiare come parte integrante delle fascie.
Limiti dimensionali
Nel caso di pareti di ampie dimensioni con fughe da 2 mm, 5 mm, 10 mm e 16 mm si suggerisce di suddividere la superficie in specchiature di dimensione massima di 15 mq. Per superfici di dimensioni superiori occorre procedere a calcoli strutturali specifici. Per tale suddivisione il progettista dovrà prevedere tra i pannelli un giunto di assorbimento delle dilatazioni e degli assestamenti strutturali di circa 1 cm di spessore in materiale imputrescibile.
Calcolo delle dimensioni e del numero dei mattoni in vetro per pareti lineari
Le formule qui di seguito riportate permettono di calcolare le dimensioni della fuga esterna in relazione al raggio di curvatura ed al modello di Vetroarredo utilizzati, e il numero di vetromattoni da utilizzare di base in relazione allo sviluppo della circonferenza.
E = [(Lo + gv) x (1+s/r)] – Lo
Np = r x ð x a/[180/(Lo + go)]
Limiti dimensionali
Per le pareti curve si consigliano i limiti dimensionali visti per le pareti verticali a sviluppo lineare. La geometria di queste pareti conferisce, in ogni caso, una maggiore stabilità ai carichi orizzontali. Si rammenta che nelle superfici curve la fuga verticale interna differisce da quella esterna.
dove:
E = dimensione fuga esterna verticale (cm)
Np = numero pezzi di base vetroarredo
Lo = dimensione orizzontale elementi in vetro (cm)
gv = dimensione fuga interna verticale (cm)
r = raggio di curvatura interno (cm)
s = spessore fianco elementi in vetro (cm)
a = angolo compreso tra i raggi di sviluppo della curva
ð = 3,14
go = dimensione fuga interna orizzontale (cm)
Relazioni dimensionali tra i raggi di curvatura interni
Formati degli elementi in vetro e fughe verticali
Calcolo del peso al mq di una struttura in "Vetroarredo"
Peso = (PV + PC + PA) (L x H) x 10000
PV = RV x n x m
PC = RC x s x [L x H – ( m x Lo x n x Lv)]
PA = RA x [(m + 1) x L + ( n + 1) x H ]
dove:
PV = peso elementi in vetro (kg)
PC = peso malta cementizia (kg)
PA = peso barre in acciaio (kg)
RV = peso medio unitario elementi in vetro (kg)
RC = peso specifico malta (kg/cm)
RA = densità lineare acciaio (kg/cm)
s = spessore fianco elementi in vetro (cm)
n = numero vetri in orizzontale
m = numero vetri in verticale
fonte: Seves Glass Block (VetroArredo / Pegasus)
dove:
n = n° elementi in vetro orizzontali
m = n° elementi in vetro verticali
Lo = dimensione orizzontale (cm) elementi in vetro
Lv = dimensione verticale (cm) elementi in vetro
fl = dimensione fascia laterale (cm) - valore min. 1,5 cm
fi = dimensione fascia inferiore (cm) - valore min. 1,5 cm
fs = dimensione fascia superiore (cm) - valore min. 1,5 cm
go = dimensione fuga interna orizzontale (cm)
gv = dimensione fuga interna verticale (cm)
.....in costruzione.....
.....in costruzione.....
.....in costruzione.....
.....in costruzione.....
