SMART WINDOWS SCENARI EVOLUTIVI PER FINESTRE E SERRAMENTI

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE DIPARTIMENTO DI MECCANICA E TECNOLOGIE INDUSTRIALI Corso di laurea in Ingegneria Meccanica Anno Accademico SMART WINDOWS SCENARI EVOLUTIVI PER FINESTRE E SERRAMENTI Relatori: Prof. Gaetano Cascini Ing. Davide Russo Candidato: Niccolò Becattini Dicembre 2006

2 Giunto alla fine del primo traguardo mi trovo a scrivere queste poche righe e mi rendo conto che forse, in un modo o nell altro, sono le più difficili mi riesce veramente difficile mettere su carta i miei sentimenti, sia per il consueto pudore delle emozioni, che per la poca abitudine ad esternarli, per quelle persone che mi hanno accompagnato nel percorso universitario. Devo ringraziare tutti coloro che sono stati protagonisti durante la mia permanenza all Università e che continueranno a farlo, visto che ci rimarrò ancora per un bel po ; Tiziano e Matteo sono ormai un pezzo di vita e le riunioni nella 117/bis o nel seminterrato del Progresso continuerò a frequentarle, in un caso, e a portarmele dentro, nell altro. Voglio spendere qualche parola anche per chi, oltre alla mia, ha condizionato le vite di tanti universitari in Italia: le scelte fatte restano e, sebbene ne abbia condivise poche, qualche ringraziamento è dovuto. Senza tutti i contrasti il mio sarebbe stato sicuramente un percorso diverso. Pensando agli affetti, non che gli altri non lo siano, devo ringraziare tutti i familiari e gli amici di famiglia che si sono fatti sentire nei momenti di sconforto o di studio matto e disperatissimo. Nel ricordare tutti coloro che in questo tempo hanno condizionato le mie giornate, nel bene e nel male, non posso non pensare, inoltre, a chi c era, a chi c è ancora e chi continuerà ad esserci. Sono consapevole del fatto che vedermi diventare dottore (dottorino ) sarebbe stata una delle più grandi soddisfazioni per Bruno, Franca e Otello, spero che la stessa gioia che avrebbero provato loro possa provarla la piccola Dorina che, a modo suo e come loro, non mi ha mai fatto mancare il suo appoggio. Voglio ringraziare anche chi mi ha trattato come un figlio e come un fratello: Barbara, Marco e Niccolò sono stati decisamente importanti, anche se forse non gliel ho mai detto. L abbraccio più forte è, oltre che per tutti gli amici, per i due Alessandro, per Francesco e per Glauco che durante il percorso universitario mi hanno fatto capire che la distanza è solo questione di spazio. Tutto il resto, quando c è, non passa. Devo dire grazie ai miei splendidi genitori, che hanno saputo comprendere meravigliosamente le miei gioie ed i miei dolori, trovando quasi sempre le parole giuste per non farmi demoralizzare troppo nei momenti in cui non avevo più grosse speranze. L ultimo pensiero lo dedico alla mia dolce metà visto che il percorso universitario è cominciato insieme a quello con lei le parole che non scriverò qui sopra sono solo poche, tra le tante che, invece e col tempo, avrò modo di dirle. 2

3 INDICE 1. INTRODUZIONE STATO DELL ARTE IL PRODOTTO FINESTRA PERSIANE E TENDE VETRO L OFFERTA MERCEOLOGICA IL VETRO DESIGN VISION SYSTEM PROTECT CLEAN PROPOSTA METODOLOGICA INQUADRAMENTO DEL SISTEMA ANALISI DI COMPLETEZZA DELLE FUNZIONI TRADIZIONALI GENERAZIONE DI NUOVE FUNZIONI GENERAZIONE DI NUOVE FUNZIONI IN BASE ALL ANALISI DI FUNZIONI DESIDERATE GENERAZIONE DI NUOVE FUNZIONI IN BASE ALL ANALISI DI FUNZIONI INDESIDERATE PROCEDURA SISTEMATICA DI GENERAZIONE DI NUOVE FUNZIONI MAPPATURA BREVETTUALE VALUTAZIONE E CLUSTERIZZAZIONE DELLE FUNZIONI APPLICAZIONE E SINTESI DEI RISULTATI IL SISTEMA FINESTRA SECONDO IL SYSTEM OPERATOR LA COMPONENTISTICA LA FINESTRA L ALLOGGIAMENTO DELLA FINESTRA CONTESTO IN CUI SI INSERISCE LA FINESTRA AMBIENTE ESTERNO E SUE IMPLICAZIONI

4 4.2 LA SUPREME FUNCTION E L ANALISI DELLE FUNZIONI TRADIZIONALI DEL SISTEMA TRASMISSIONE DI ARIA TRASMISSIONE DI ACQUA TRASMISSIONE DI LUCE TRASMISSIONE DI MATERIA TRASMISSIONE DI ONDE ELETTROMAGNETICHE TRASMISSIONE DI INFORMAZIONI TRASMISSIONE DI ENERGIA TERMICA TRASMISSIONE DI ENERGIA MECCANICA LA GENERAZIONE DI NUOVE FUNZIONI PER IL SISTEMA FINESTRA APPLICAZIONE PROCEDURA METODOLOGICA IN RIFERIMENTO AD UNA TIPOLOGIA DI FLUSSO - ARIA Trasmissione di aria da fuori a dentro Desiderata Trasmissione di aria da fuori a dentro Indesiderata Non-Trasmissione di aria Desiderata Non-Trasmissione di aria Indesiderata Trasmissione di aria da dentro a fuori Desiderata Trasmissione di aria da dentro a fuori Indesiderata IL PROCESSO DI MAPPATURA BREVETTI: APPLICAZIONE E RISULTATI MAPPATURA BREVETTUALE PER IL SISTEMA FINESTRA: MAPPATURA BREVETTUALE PER IL VETRO ORGANIZZAZIONE MAPPATURA BREVETTUALE LA CLASSIFICAZIONE DELLE FUNZIONI GENERATE VALUTAZIONE DELLE FUNZIONI LA CLUSTERIZZAZIONE DELLE FUNZIONI CONCLUSIONI RISULTATI DEL LAVORO PUNTI DI FORZA E LIMITI OPPORTUNITA FUTURE E SUGGERIMENTI PER L ULTERIORE SVILUPPO DEL LAVORO...91 BIBLIOGRAFIA...93 APPENDICE

5 1. INTRODUZIONE Il testo che segue descrive dettagliatamente le attività effettuate nell ambito di una ricerca volta ad individuare direzioni e strategie di innovazione per prodotti di tipo serramentistico e, più precisamente, finestre intelligenti (smart windows). La necessità di pensare, progettare e proporre al mercato un tipo di serramento nuovo, capace di adattarsi meglio ai mutevoli bisogni della vita comune nasce, quindi, da esigenze legate a soddisfare sia le problematiche connesse alle sempre più pressanti richieste di comfort sia, e soprattutto, le questioni sempre più attuali di sostenibilità energetica. La sostenibilità energetica, l uso controllato ed intelligente delle risorse e la volontà di creare un polo industriale aggregativo e organizzato, atto a generare risultati in merito alla ricerca ed allo sviluppo, sono questioni che hanno visto coinvolte attivamente l Agenzia per lo Sviluppo e la Provincia Autonoma di Trento, le quali hanno incentivato la nascita di un Distretto Tecnologico la cui attività fosse orientata in tal senso. Tematiche come l innovazione nella bio-edilizia, nella bio-architettura, nella domotica, e nell utilizzo di energie rinnovabili e di risparmio energetico sono, quindi, il cuore attorno al quale il Distretto Tecnologico del Trentino è stato fondato e sono anche le linee guida sulla base delle quali i progetti, come quello portato avanti contestualmente a questo lavoro, sono improntati. Per l individuazione delle soluzioni e delle direzioni di innovazione per un serramento intelligente è stata attivata una collaborazione con il Laboratorio di Metodi e Tecniche di Innovazione (LMTI) dell Università degli Studi di Firenze ed è in quel luogo che, sotto la direzione del Prof. Gaetano Cascini, con la guida dell Ing. Davide Russo, l attività, descritta in seguito ed oggetto di questa tesi, è stata sviluppata. Nei seguenti capitoli saranno analizzate le linee di tendenza in ambito serramentistico, in modo da avere a disposizione un analisi dello stato dell arte utile come base tecnica con la quale inquadrare il problema. Si farà inoltre breve accenno al mondo delle aziende di serramenti presenti in Trentino e aderenti al Distretto. Successivamente si fornirà ampia descrizione della proposta metodologica attraverso cui effettuare l inquadramento e l analisi di completezza funzionale di un sistema tecnico; verranno inoltre descritti gli strumenti con cui procedere alla generazione sistematica di nuove funzioni, la cui implementazione sarà valutata attraverso un procedimento di mappatura brevettuale. La proposta metodologica prenderà anche in considerazione la valutazione, non rigorosa a fini decisionali, e l organizzazione dei 5

6 risultati generati, pur non trattandosi di argomento strettamente inerente questo lavoro di tesi. Sarà inoltre riportata un indicazione applicativa effettuata facendo esplicito riferimento al sistema finestra per il quale era necessario fornire risultati utilizzabili. L applicazione della metodologia concorrerà, quindi, ad inquadrare il sistema tecnico finestra, valutare la sua completezza funzionale e originare nuove idee la cui portata innovativa sarà vagliata incrociandole con i dati forniti da software statistico-bibliometrici per l analisi brevettuale. L organizzazione e la valutazione delle idee sarà, concordemente a quanto fatto in precedenza, effettuata seguendo le indicazioni fornite dalla proposta metodologica. Al termine della trattazione saranno riassunti i risultati ottenuti e sarà posto l accento sui punti di forza e di debolezza riscontrati. Si fornirà inoltre una breve panoramica delle opportunità di sviluppo di questo lavoro con alcuni suggerimenti per coloro che vorranno proseguirlo. 6

7 2. STATO DELL ARTE Nell ambito del lavoro sviluppato è stata effettuata una panoramica ad ampio raggio per valutare l offerta commerciale relativa alla produzione di finestre e serramenti. Al fine della valutazione sono stati presi in considerazione i prodotti di due aziende leader per il proprio settore merceologico. Per quel che concerne l analisi legata al prodotto finestra sono stati analizzati i serramenti proposti da Velux (http://www.velux.it), per l analisi della componentistica è stato posto l accento sul vetro e sui prodotti offerti da Saint Gobain Glass (http://www.saintgobainglass.com/it), produttore mondiale di riferimento. Il capitolo si conclude con alcuni cenni alla struttura delle aziende operanti nel campo dei serramenti che fanno parte del Distretto Tecnologico del Trentino. 2.1 IL PRODOTTO FINESTRA L analisi dello stato dell arte del prodotto finestra, oggetto principale dello studio compiuto contestualmente al lavoro, non poteva che essere svolta valutando i prodotti di Velux, azienda di origine scandinava con sedi in tutto il mondo, perché, come già detto, si tratta di un azienda leader nella serramentistica da tetto che propone un ampia gamma di prodotti e soprattutto ha, tra le proprie linee guida, la necessità di operare con attenzione nel campo del risparmio energetico e dell innovazione sostenibile. L offerta commerciale di Velux identifica in maniera abbastanza chiara le linee di tendenza nel campo dei serramenti perché affianca a prodotti di basso livello tecnologico (in ogni caso di livello tecnologico più elevato rispetto ai propri competitor) alcuni prodotti di ultima generazione, sistemi di serramento intelligenti, automatizzati e programmabili. Per rendere maggiormente fruibile il risultato di questo lavoro è opportuno analizzare l offerta merceologica facendo riferimento, prima, alla componentistica comune a tutti i prodotti, ponendo l accento sulle loro funzionalità, e, successivamente, al tipo di prodotto specifico dedicando particolare attenzione alle ultime innovazioni. 7

8 2.1.1 PERSIANE E TENDE In merito alla gestione dell illuminazione degli ambienti si può notare che tutta la gamma di prodotti Velux offre un doppio sistema di oscuramento meccanico: la tenda e la persiana. Entrambe le soluzioni sono integrate nella finestra e, così come si è abituati a pensarle, la prima svolge una funzione di smorzamento della luce mentre la seconda ne inibisce completamente il passaggio. La persiana, ancor più nel dettaglio, si occupa parallelamente all oscuramento, anche di isolamento termico e di mantenimento della sicurezza e della privacy. Velux differenzia la propria offerta Figura 1: Caratteristiche funzionali di una con persiane di tre tipi diversi in funzione del persiana tipo di energia che ne alimenta la movimentazione. Nel bouquet delle proposte di Velux troveremo quindi le persiane ad azionamento meccanico/manuale e quelle a maggior grado di automazione, controllabili e programmabili anche a distanza con telecomando a radiofrequenza, che sfruttano l energia solare attraverso una cellula fotovoltaica o l energia elettrica VETRO Pur analizzando successivamente il vetro come componente in maniera dettagliata, si fa qui accenno alle funzionalità del vetro con cui Velux dota le proprie finestre. Il vetro laminato, soluzione tecnica che accomuna tutti i prodotti dell offerta merceologica in esame, è una combinazione di due lastre di vetro intervallate da una pellicola plastica (PVB). In caso di rottura il materiale plastico posto tra i vetri impedisce la frammentazione e la conseguente caduta di schegge. 8

9 Il vetro laminato arricchisce la finestra di diverse funzionalità: Tabella 1: Le caratteristiche del vetro Velux Sicurezza Insonorizzazione Comfort e risparmio energetico Antivandalismo Protezione esterna Il vetro laminato assicura una maggior sicurezza alle persone (nessuna frammentazione in caso di rottura). La combinazione di vetro laminato a più strati e maggior spessore permette una miglior insonorizzazione. Una vetrata a bassa emissività comporta una minor dispersione di calore e un maggior comfort all'interno della casa. Il vetro laminato previene le intrusioni. Il vetro esterno rinforzato aumenta la resistenza a grandine, forte vento e accumuli di neve L OFFERTA MERCEOLOGICA Per completare l analisi dello stato dell arte in merito alla serramentistica non si possono non considerare le soluzioni tecniche proposte da Velux i cui vantaggi funzionali non sono stati messi in evidenza nell analisi dei componenti comuni a tutti i prodotti fatta precedentemente. Velux propone infatti soluzioni particolarmente innovative finalizzate al comfort ed al risparmio energetico come il Tunnel Solare, il Sistema Solare Velux la finestra Velux Integra. Il Tunnel Solare riveste particolare importanza per tutte quelle applicazioni in cui non sia possibile dotare un ambiente di una finestra per garantire un illuminazione naturale, come corridoi, anticamere e bagni, ricavati in spazi angusti. Il tunnel solare si presenta esternamente con lo stesso Figura 2: Disegno schematico del Tunnel design delle finestre per tetti, integrandosi nella linea architettonica del tetto mentre la luce del sole viene catturata da un apertura in vetro 9

10 autopulente e trasportata all'interno degli ambienti attraverso un tunnel (rigido o flessibile) altamente riflettente con diametro di 35 cm. Il diffusore interno è dotato di isolante al fine di ridurre lo scambio termico tra interno ed esterno, pertanto, in termini di conducibilità termica, il tunnel solare non ha alcuna incidenza poiché offre luce senza calore in estate, mentre in inverno la sua dispersione è ininfluente. Ovviamente questo tipo di prodotto risulta indicato esclusivamente per quelle stanze che non necessitano strettamente di ventilazione naturale e garantisce un discreto risparmio energetico (analizzato qualitativamente di seguito) potendo rinunciare all illuminazione artificiale. Se si effettua un analisi comparativa dell efficienza del tunnel solare si può verificare che i lumen trasmessi dal Tunnel solare VELUX possono essere comparati a quelli generati da una normale sorgente luminosa montata Figura 3: Analisi comparativa prestazioni Tunnel Solare su una lampada (ad incandescenza, fluorescenza ecc.) avente efficienza media del 60%. Il Sistema Solare Velux invece ha funzionalità legate esclusivamente al risparmio energetico perché permette di coprire oltre il 60% del fabbisogno di acqua calda sanitaria di una famiglia di 4 persone. I collettori solari, esteticamente simili alle finestre per tetti VELUX, si integrano perfettamente con la linea del tetto e possono essere abbinati alle finestre stesse. Il sistema solare è composto da tre elementi Figura 4: Il sistema solare Velux principali: il collettore solare, il serbatoio ed il tubo di raccordo flessibile con sonda termica. 10

11 Il collettore solare è provvisto di vetro temprato rinforzato con coefficiente di trasmittanza alla luce del 90,5%, atto alla protezione dell assorbitore, vero cuore del collettore solare. L assorbitore è il componente Figura 5: Il collettore solare che si occupa di trasformare la radiazione solare incidente in energia termica da trasmettere al serbatoio accumulatore. La piastra in rame stratificato che lo compone consente un assorbimento del 95% ed un emissione del 5%. Grazie ad una tecnica innovativa i tubi e la piastra in rame sono stati saldati senza danneggiarne i rivestimenti, garantendo al contempo un elevata trasmissione di calore tra le due parti. Il telaio è coibentato ed il legno è trattato con materiale idrorepellente in modo da ridurre i fenomeni di condensa e le dispersioni termiche. Il tubo di raccordo, in acciaio inox molto resistente alla corrosione, è estremamente flessibile, provvisto di speciale coibentazione; al suo interno è attraversato da una sonda termica per la misurazione della temperatura del liquido primario interno al collettore. Figura 6: Il tubo di raccordo Il serbatoio (con serpentine in acciaio inox, collegate al circuito primario dei collettori solari e ad un bruciatore ausiliario esterno) ha una capacità i 200 litri e contiene acqua ad una temperatura di 85, è interamente realizzato in acciaio inox, ed è fornito di pompa e centralina di controllo dotata di un sistema di autodiagnostica che permette di individuare, in tempo reale, eventuali malfunzionamenti. Figura 7: Il serbatoio 11

12 La finestra Velux Integra è invece la soluzione di comfort più ricca di funzionalità offerta sul mercato. Integra permette di selezionare, azionare e controllare tutte le finestre, tende e persiane con un radiocomando (ad elevata Figura 8: La finestra Velux Integra sicurezza, grazie all utilizzo di un codice criptato) dotato di una tecnologia che permette la comunicazione fra i vari componenti Velux. Inoltre la finestra è anche dotata di un kit di luci programmabili e regolabili in intensità composto da due faretti alogeni in alluminio anodizzato da 10W (installabili nell'imbotte opportunamente sagomato) per avere il massimo controllo sulla luce con ogni condizione atmosferica e in ogni momento della giornata. L ultimo elemento caratteristico è il sensore per la pioggia (incorporato nella finestra) che si occupa di chiudere automaticamente il serramento, garantendo comunque la circolazione dell aria attraverso un apposita aletta di ventilazione. Queste funzionalità si allineano al concetto di casa domotica: l'utilizzo di tale sistema permette l'apertura/chiusura automatica di finestre, persiane e tende e l'azionamento o l'inibizione di sistemi di riscaldamento/ raffreddamento, in modo da consentire il raggiungimento dei valori di temperatura e qualità dell'aria desiderati. 2.2 IL VETRO Per l analisi del vetro e delle sue tendenze di sviluppo, la scelta dell azienda di riferimento non poteva non cadere su Saint Gobain Glass, multinazionale leader del settore. Il vetro sarà analizzato secondo le linee produttive suggerite da Saint Gobain stessa, ovvero secondo criteri di comfort, estetico/visivi, strutturali, di sicurezza e di pulizia. Per effettuare una buona panoramica saranno riportati tutti i prodotti appartenenti alle singole categorie e successivamente i vetri saranno analizzati secondo la tipologia alla quale appartengono (controllo solare, fonoassorbenti, termoisolanti, autopulenti ) 12

13 2.2.1 COMFORT I vetri appartenenti alla categoria Comfort, prodotti da Saint Gobain Glass, sono destinati a rispondere a necessità di comfort termico e acustico in ambito abitativo e nel terziario, sia nel nuovo che nella ristrutturazione. I principali benefici apportati dai vetri della famiglia SAINT-GOBAIN GLASS COMFORT sono relativi all'isolamento termico rinforzato nel corso della stagione fredda, alla protezione dal surriscaldamento dovuto alla sovraesposizione ai raggi solari in estate, al risparmio sui consumi di energia, alla protezione dell'ambiente, alla difesa delle insidie dell'inquinamento acustico. 1 Questi i vetri della categoria Comfort: SGG ANTELIO : Vetro a controllo solare SGG COOL-LITE : Vetro a controllo solare SGG PARSOL : Vetro colorato a controllo solare SGG REFLECTASOL : Vetro a controllo solare SGG EKO LOGIK : Vetro a Isolamento Termico Rinforzato SGG PLANITHERM : Vetro per Isolamento Termico Rinforzato SGG PLANISTAR : Vetro ad Isolamento Termico Rinforzato SGG PLANITHERM ULTRA : Vetro per Isolamento Termico Rinforzato SGG PLANITHERM FUTUR N : Vetro a Isolamento Termico Rinforzato SGG PLANITHERM SOLAR : Vetro a Isolamento Termico Rinforzato e ad elevato Fattore solare SGG SWISSPACER : Intercalare warm-edge per vetrata isolante a Isolamento Termico Rinforzato SGG STADIP SILENCE : Vetro stratificato fonoisolante e di sicurezza SGG CLIMALIT : Isolamento termico SGG CLIMAPLUS : Isolamento Termico Rinforzato SGG CLIMAPLUS 4S : Comfort per tutte le stagioni SGG CLIMAPLUS CON SGG SWISSPACER : Isolamento Termico Rinforzato con distanziatore warm-edge 1 Dal sito di Saint Gobain Glass 13

14 SGG CLIMALIT / SGG CLIMAPLUS SILENCE : Elevato isolamento acustico SGG CLIMALIT / SGG CLIMAPLUS DESIGN : Arredamento SGG CLIMALIT / SGG CLIMAPLUS SAFE O PROTECT : Sicurezza o protezione rinforzata SGG CLIMALIT / SGG CLIMAPLUS SOLAR CONTROL : Controllo solare I vetri a controllo solare prodotti da Saint Gobain Glass hanno come minimo comune denominatore la colorazione e soprattutto l ottima capacità riflettente che li rende molto diffusi in architettura per il rivestimento di edifici e di verande. Sono ottenuti mediante la polverizzazione a caldo (pirolisi) o catodica di un deposito di ossidi metallici su lastre di vetro chiare o colorate (in funzione del deposito metallico applicato). I vetri in questione sono dotati di ottime capacità di resistenza, in particolar modo quelli ottenuti tramite il processo Figura 9: Torre Vasco de di pirolisi. Gama, Lisbona, Portogallo Vetro I vetri ad isolamento termico invece seguono criteri PARSOL abbastanza diversi per l ottenimento dello stesso scopo, infatti la gamma dei prodotti offre vetri atti a soddisfare diverse esigenze: le tipologie disponibili spaziano da vetri doppi e tripli che preservano il calore interno a vetri che riescono a riflettere la maggior parte della radiazione infrarossa incidente (bassa emissività), alcuni vetri presentano caratteristiche di colorazione mentre altri risultano neutri e ad elevata trasmissione luminosa. C è inoltre da mettere in risalto che alcuni di questi vetri hanno efficienze talmente elevate da permettere una consistente riduzione dell emissione di CO2 in atmosfera mentre altri sono costruiti con un intercalare che permette di attenuare il fenomeno della condensa e l effetto di bordo freddo ( Warm-Edge ). Molti di questi vetri sono ottenuti mediante la deposizione di materiali nobili per la polverizzazione catodica Figura 10: Centro sottovuoto, mentre i vetri a taglio termico warm-edge hanno Congressi, Villa Erba, Cernobbio, Italia Vetro un intercalare realizzato con un materiale composito isolante, PLANITHERM 14

15 riciclabile, frutto della ricerca aerospaziale (materiale organico di sintesi rinforzato con fibre di vetro). Questi vetri sono molto adatti, ciascuno secondo le proprie proprietà, per essere utilizzati nei più svariati ambiti costruttivi come ad esempio nell edilizia pubblica (scuole, ospedali, uffici, ecc ) e nell edilizia privata per la realizzazione di case a basso consumo energetico. Il vetro stratificato fonoisolante e di sicurezza è un vetro stratificato composto da due o più lastre di vetro unite tra loro da una (o più) pellicole di PVB, specifico per applicazioni di isolamento acustico, il PVB Silence. Come non si faticherà a comprendere questo vetro viene utilizzato, oltre che in tutte le Figura 11: Aeroporto di Heathrow, Londra, applicazioni di sicurezza, anche nelle Regno Unito Vetro STADIP SILENCE costruzioni edili in cui l assorbimento acustico riveste grande importanza, come ad esempio l aeroporto londinese di Heathrow di cui si riporta una fotoni Figura DESIGN I vetri di questa famiglia molto ampia non sono accomunati da caratteristiche funzionali ben determinate quanto piuttosto da fattori estetici; a conferma di quanto detto si può verificare che le caratteristiche di design possono essere conferite a vetri appartenenti anche ad altre famiglie dell offerta commerciale di Saint Gobain Glass. Data la scarsità di caratteristiche funzionali in questo caso si provvede, per garantire comunque una trattazione sufficientemente completa, a fornire la lista completa dei prodotti appartenenti a questa famiglia in modo da metterne in risalto le modalità tecnologiche di produzione, rimandando al sito di Saint Gobain Glass per un analisi dei singoli prodotti. Questi i vetri della categoria Design: SGG CHARME : Vetro a motivi satinati all'acido SGG CONTOUR : Vetro curvato ricotto SGG CONTOUR SECURIT : Vetro curvato temprato SGG CREA-LITE : Vetro termoformato SGG DECORGLASS : Vetro stampato chiaro o colorato 15

16 SGG EMALIT : Vetro smaltato opaco SGG DECORGLASS ARMATO : Vetro stampato armato SGG IMAGE : Vetro stratificato decorativo SGG MIRALITE : Vetro argentato chiaro o colorato SGG MASTERGLASS : Vetro stampato chiaro SGG PLANILAQUE : Vetro laccato SGG OPALIT : Vetro smaltato traslucido SGG MIRALITE ANTIQUE : Vetro argentato decorativo SGG PLANILAQUE EVOLUTION : Vetro laccato ad alta resistenza SGG MIRALITE-EVOLUTION : Vetro argentato chiaro o colorato ad alta resistenza SGG MIRALITE-EVOLUTION SAFE : Vetro argentato di protezione SGG SATINOVO : Vetro satinato all'acido SGG SERALIT : Vetro serigrafato temprato SGG STADIP COLOR : Vetro stratificato colorato SGG U-GLASS : Vetro stampato profilato VISION I prodotti vetrari della famiglia VISION sono stati concepiti particolarmente per il controllo visivo, lo sfruttamento ottimale della luce naturale e la perfetta trasparenza. Per il più totale comfort visivo, luce e trasparenza vengono sfruttate al meglio nelle realizzazioni tradizionali, nei centri commerciali, sia nel settore abitativo che nelle applicazioni in interni. 2 Questi i vetri della famiglia Vision: SGG DIAMANT : Vetro extra-chiaro SGG LUMITOP : Vetro di "Daylighting" SGG PLANILUX : Vetro chiaro SGG PRIVA-LITE : Vetro traslucido/trasparente a comando SGG SPYGLASS : Specchio spia SGG THERMOVIT : Vetro stratificato di sicurezza a riscaldamento elettrico SGG VIMAT : Vetro antiriflesso per quadri 2 Dal sito di Saint Gobain Glass 16

17 SGG VISION-LITE : Vetro antiriflesso Il vetro chiaro di Saint Gobain Glass è il prodotto base di tutta la loro linea di produzione ed è l elemento fondamentale di lavorazione per tutta la linea Design analizzata brevemente poco sopra. Su questo elemento è basato anche il vetro antiriflesso per quadri VIMAT. Maggior rilievo è opportuno dare al vetro extra-chiaro che, ottenuto per flottazione sopra un bagno di stagno in fusione (processo Figura 12: Museo del Louvre, Parigi, Francia float) come il precedente, ha un bassissimo Vetro DIAMANT tenore di ossidi di ferro: questa peculiarità ne migliora le prestazioni in termini di trasmissione luminosa ed assenza di colorazione. Risulta pertanto particolarmente adatto per la realizzazione di teche per musei. Di questo vetro esiste anche una variazione antiriflesso a polverizzazione catodica sottovuoto di ossidi metallici trasparenti. Nell esame dei vetri per l ottimizzazione dell illuminazione è opportuno analizzare dettagliatamente le caratteristiche del vetro di daylighting LUMITOP che offre funzionalità legate alla correzione della luminosità solare nel corso della giornata. Un vetro di questo tipo permette la deviazione della luce naturale incidente al fine di riorientarla all interno dei locali per garantire condizioni di illuminazione ottimali. Il meccanismo di ottimizzazione dell illuminazione secondo Saint Gobain Glass: La luce solare che arriva sulla facciata viene deviata da SGG LUMITOP in direzione del soffitto, da dove viene riflessa sui piani di lavoro. Questo sistema consente un illuminazione regolare, non abbagliante, all interno dei locali. La luce del sole non è soltanto deviata in verticale verso il soffitto, ma anche in orizzontale grazie alle caratteristiche specifiche della superficie del vetro interno. La luce naturale che arriva obliquamente viene proiettata sul fondo dei locali ottimizzando in tal modo la loro illuminazione. 17

18 Per rendere più comprensibile quanto spiegato sinteticamente, si riporta un diagramma esplicativo in Figura 13 del percorso effettuato dalla luce solare attraverso il vetro in questione: Figura 13: Il percorso luminoso durante il giorno ed attraverso il vetro nella figura più a sinistra si visualizza l ingresso della luce nella stanza con le diverse condizioni di illuminazione durante la giornata, nella figura centrale è evidenziato il meccanismo di deviazione della radiazione luminosa in senso verticale (quindi dal vetro verso il soffitto), nella figura più a destra si può invece apprezzare lo scattering orizzontale effettuato dal vetro. Questo tipo di vetro viene realizzato attraverso la sovrapposizione di due strati vetrosi con interposte delle lamelle destinate a captare e orientare la luce. Un altro vetro dalle funzionalità molto interessanti è il vetro trasparente/traslucido azionabile elettricamente: si tratta di un vetro stratificato formato da almeno due lastre di vetro (chiare o colorate) e da almeno due intercalari all interno dei quali è collocato un film contenente cristalli liquidi. Questi ultimi, se non sottoposti a tensione elettrica, sono disposti in maniera disordinata all interno del film conferendo al vetro un aspetto opaco impedendo la visione nei due sensi; se invece si sottopongono i cristalli liquidi ad un campo elettrico questi tendono ad allinearsi ed il vetro acquista le consuete caratteristiche di trasparenza, permettendo la visione. Questo tipo di vetro risulta particolarmente utilizzato per necessità di tipo pubblicitario: la condizione di opacità infatti risulta ottimale come supporto su cui effettuare la retroproiezione di immagini. I vetri spia come SPYGLASS, associabili immediatamente alla tradizione degli interrogatori nei film polizieschi, sono realizzati attraverso la polverizzazione catodica sotto vuoto di un deposito di ossidi metallici sopra un vetro chiaro. Per ottenere le condizioni di trasparenza in un senso e di riflessione a specchio nella direzione opposta Figura 14: Stazione di polizia di Southsea, Hilsea, Regno Unito Vetro SPYGLASS 18

19 è opportuno che uno dei due ambienti separati dal vetro mantenga delle condizioni di illuminazione decisamente inferiori rispetto al locale da sorvegliare. Viene comprensibilmente montato in maniera opportuna. Per completare l analisi dei vetri atti ad ottimizzare la visione è opportuno analizzare il vetro di sicurezza stratificato e termoriscaldato elettricamente THERMOVIT. Al suo interno è attraversato da fili metallici pressoché invisibili che si occupano del riscaldamento, gli strati vetrosi sono intervallati ed assemblati mediante uno o più film di polivinilbutirrale (PVB). Questo assemblaggio offre, oltre al comfort, funzioni di sicurezza e anticondensa SYSTEM SAINT-GOBAIN GLASS SYSTEMS propone delle soluzioni pertinenti volte a soddisfare una delle grandi tendenze dell'architettura contemporanea: l'utilizzazione del vetro quale elemento strutturale. SAINT-GOBAIN GLASS SYSTEMS vi contribuisce attivamente attraverso i sistemi o i componenti di sistema pronti per l'installazione. Le tecnologie di fabbricazione, di trasformazione e di assemblaggio consentono una grande versatilità nella concezione di opere architettoniche innovative. 3 Questa famiglia di prodotti non permette di effettuare un analisi funzionale degli stessi in maniera troppo pertinente in relazione al lavoro sviluppato, si provvederà, per garantire comunque una trattazione adeguata, a fornire la lista completa dei prodotti appartenenti a questa famiglia, analizzando le linee generali che accomunano alcuni prodotti e la punta d eccellenza in campo energetico e strutturale di buona attinenza per lo studio portato avanti. I vetri appartenenti alla categoria System sono: SGG LITE-POINT : Rivestimento ventilato di muri esterni SGG LITE-WALL : Vetrate Esterne Appese a fissaggi puntuali SGG MECA GLASS : Sistema di facciata in Vetrate Esterne Appese SGG MEGATEC : Sistema di vetrate appese a fissaggi non passanti SGG MULTIPOINT : Vetrate Esterne Appese a fissaggi puntuali 3 Dal sito di Saint Gobain Glass 19

20 SGG SPIDER GLASS : Vetrate Esterne Appese a fissaggi puntuali articolati SGG VARIO : Vetrata isolante con fissaggi integrati SGG EGLAS : (di questo vetro non è fornita la descrizione) SGG NOVALUX : Anta di finestra interamente in vetro SGG ROOF-LITE : Tettoia in Vetrata Esterna Appesa SGG PROSOL : Moduli solari per l'edilizia SGG SEA-LITE : Parete di acquari e piscine SGG LITE-FLOOR : Lastra per pavimentazione di sicurezza SGG NOVALIT : Sistema di rivestimento per pavimenti in vetro La totalità dei vetri elencati poco sopra ha finalità strutturali e molti di questi sono vetri per Vetrate Esterne Appese (VEA), soluzioni costruttive molto leggere (in genere in acciaio) alle quali il vetro è fissato in maniera puntuale con varianti diverse: a fissaggi non passanti, articolati Figura 15: Teatro dell'opera Shanghai, Cina SGG LITE-WALL Sono soluzioni tecniche impiegate nelle costruzioni edili di ultima generazione di cui si riportano, per meglio descriverne importanza e portata, alcuni esempi come il palazzo VIVA nel MediaPark e la costruzione intitolata a Neven-DuMont a Colonia (D), la sede della British Airways presso l aeroporto di Heathrow (GB) ed il Teatro dell Opera di Shangai (CN) di cui si riporta la foto in Figura 15. Una delle soluzioni per VEA tra le più rilevanti è sicuramente MECA GLASS, sistema protetto da brevetto che utilizza alluminio e vetro, il primo come elemento per sostenere parte della struttura e per i punti di fissaggio, il secondo per il rivestimento vetrato e per le costole di irrigidimento. Sempre per gli esterni sono presenti altre tipologie strutturali che sono particolarmente indicate per la copertura e la contemporanea ventilazione ed altre che, per mezzo di fissaggi integrati, permettono soluzioni strutturali simili alle Vetrate Esterne Incollate, con facciata liscia. 20

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