Tecniche avanzate di calcolo dello stress termico sui vetri delle facciate continue : il caso di un grattacielo a Bogotà, Colombia

Thermal stress in glass for curtain walls represents today a critical issue related to a moltitude of paramethers, which can have a huge impact on the total costs of the glasses, if the thermal treatments seem to be necessary in order not to have glass breakeges due to thermal stress. In a Bid stage, when for a Façade contractor becomes necessary to develop a price and an evaluation of costs related to the façade Design, it is not often possible in advance to have certanties related to the thermal stress behaviour of the glasses in complex Design situations. Nowdays, the softwares and thermal stress calculation tools currently available on the market allow to have monodimensional analysis according to the only existing Standard related to thermal stress, but with a lot of limitations in the calculation possibilities and given responses, resulting always conservative, with important consequences in Bid stage on the exstimated costs of the architectural envelope. The advanced thermal stress analysis represent a highly specialistic tool which allows to simulate very complex scenarios in a very detalied way, in steady and dynamic state. The case study analyzed is a façade unit with DGU (of a skyscraper in Bogotà, Colombia), with a very critical architectural layout for thermal stress. The goal of the thesis is to demonstrate, through a detailed analysis of a case study how, passing from a monodimensional analysis to a deep dynamic thermal stress analysis of the same case, the thermal differences (Delta T) for thermal stress result sensibly lower than the ones resulting from the conventional thermal stress analysis. In addition, an economical analysis related to an extimated cost comparison of the case study glasses, with the indication of the economical saving generated by the favourable results of the advanced thermal stress analysis (demonstrating that the heat-strenghtening of the glasses is not necessary) is therefore presented.

Lo stress termico nei vetri delle facciate continue rappresenta ad oggi una criticità non indifferente che può manifestarsi in relazione ad una moltitudine di parametri, non tutti identificabili e prevedibili nelle loro manifestazioni, e che può impattare sul costo totale dei vetri in maniera molto importante, qualora sia ritenuto necessario prevedere dei trattamenti termici. Soprattutto in fase di offerta, quando per un Facade Contractor è necessario sviluppare in poco tempo un prezzo ed una valutazione di complessi Design di facciata, non è tuttavia spesso possibile disporre di certezze rispetto al comportamento termico di vetri. I softwares e gli strumenti di calcolo dello stress termico ad oggi comunemente disponibili sul mercato consentono delle analisi monodimensionali sui vetri in accordo con l’unico riferimento normativo esistente sull’ambito,ma con molti limiti rispetto alle possibilità di calcolo ed ai responsi forniti, che risultano sempre molto conservativi, con importanti conseguenze in fase di offerta sui costi stimati dell’involucro edilizio. Le analisi avanzate di stress termico rappresentano uno strumento altamente specialistico innovativo che consente di simulare scenari verosimili ad un livello molto approfondito in regime stazionario, tridimensionale ed in regime dinamico. Il caso di studio analizzato è una facciata a cellule con DGU ( di un grattacielo a Bogotà, Colombia), con un layout architettonico che si configura come particolarmente critico per il rischio di stress termico sui vetri. L’obiettivo del lavoro di tesi è quello di dimostrare, attraverso l’analisi dettagliata del caso di studio di riferimento come, passando da una analisi monodimensionale di stress termico in regime stazionario ad una analisi approfondita in 3D dello stesso elemento in regime dinamico, i Delta termici risultanti per lo stress termico sui vetri risultino sensibilmente inferiori a quelli risultanti utilizzando gli strumenti di analisi di stress termico convenzionale. Viene inoltre proposta una comparazione economica indicativa sul costo dei vetri del caso di studio analizzato, con l’indicazione del risparmio stimato conseguente ai favorevoli risultati delle analisi avanzate di stress termico, dimostranti la non necessità di trattare termicamente i vetri del caso di studio analizzato.