Pourquoi les vitres existent-elles encore? (Pourquoi n'ont-ils pas été remplacés par des plastiques?)


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Le verre est fragile et peu pratique à transporter, installer et réparer. Pire encore, le verre tue et blesse les gens quand il se casse. Tomber dans les rues comme des guillotines lors de tremblements de terre et d'attaques à la bombe. Pendant les guerres, les gens collent du ruban adhésif sur leurs fenêtres pour éviter les fracassements. Lorsque ce météore a explosé au-dessus de Tcheliabinsk, les gens se sont blessés en se tenant à l'intérieur d'une fenêtre en train de regarder le ciel lorsque l'onde de choc les a frappés.

Il existe des plastiques parfaitement transparents, par exemple le PET utilisé pour fabriquer des bouteilles de coca cola. Pourquoi les fenêtres ne sont-elles pas fabriquées à partir de cela au lieu de verre (céramique fragile)? Il semble être beaucoup moins cher, plus sûr et plus pratique à gérer. Y a-t-il un avantage à faire des fenêtres en verre? Est-ce une idée d'entreprise d'un milliard de dollars, et si oui, pourquoi personne ne l'a encore compris?


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Si vous souhaitez réinventer l’architecture pour qu’elle puisse faire face aux attaques à la bombe, à la guerre et aux impacts de météores, utilisez l’inflammabilité des plastiques.
Hagen von Eitzen

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Le verre est plus solide que vous ne le croyez. Considérez qu'une bouteille de bière est notoirement plus forte qu'un crâne humain. La fragilité fait partie du "coût" à payer pour la dureté - en gros, le verre restera essentiellement insensible au stress, ou il échouera complètement. (Là où les plastiques rayeraient, plieraient, plieraient, etc.) Vider le verre à cause de ces modes de défaillance plutôt que de les traiter directement, c'est comme jeter le bébé hors de l'eau du bain.
Millimoose

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@ millimoose > puisque vous pouvez placer vos mains dans un four plus chaud que celui-ci pendant quelques secondes, le plastique en fusion transférera la chaleur beaucoup plus efficacement que l'air chaud. Il a le bonus de coller probablement à votre peau.
Bob

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Il faut également tenir compte du fait qu’en cas d’urgence, vous pouvez casser une vitre domestique en la frappant avec une chaise afin de lui donner une issue de secours ou au moins un accès à l’air pur. Dans ce cas, le risque de coupures dans les vitres brisées est probablement encore acceptable si l'alternative est de mourir d'inhalation de fumée.
Chris Johns

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Il y a un problème que personne ne mentionne. Les fenêtres sont déjà un élément clé dans les maisons où l'isolation est perdue (et donc de l'énergie et de l'argent gaspillés). Les fenêtres potentiellement en plastique ont-elles des propriétés de transfert de chaleur similaires à celles de leurs homologues en verre?
PVAL

Réponses:


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Il existe deux raisons principales pour lesquelles le verre est toujours préféré au PMMA.

Le premier est la durabilité. Tant qu'il n'est pas cassé, le verre d'une fenêtre peut facilement durer des centaines d'années en bon état. En particulier, il est beaucoup plus résistant aux égratignures que les plastiques comparables et n'est pas vraiment sujet à la dégradation de l'environnement. Les fenêtres sont très sujettes aux rayures lorsqu’elles sont lavées car elles accumulent de petites particules de sable sur leur surface qui se frottent autour de la surface pendant le nettoyage. Même avec des revêtements résistant aux rayures, aucun plastique transparent ne peut atteindre la dureté du verre.

La plupart des verres sont également beaucoup plus résistants à la dégradation de l'environnement due à la lumière du soleil et à divers produits chimiques présents dans l'environnement. Même les plastiques les plus résistants commencent à se décolorer et à devenir cassants avec le temps.

Le deuxième facteur est la rigidité. Le verre a un module de Young beaucoup plus élevé que le PMMA. Dans les bouteilles, etc., qui sont rigidifiées par leur forme, cela n'a pas beaucoup d'importance, mais, comme les fenêtres ont tendance à être grandes, les panneaux plats et minces, la rigidité est un gros problème, ce qui affecte leur capacité à être scellé dans leurs cadres et leurs propriétés optiques. Ainsi, une fenêtre en plastique devrait être sensiblement plus épaisse qu'une fenêtre en verre pour avoir la même rigidité avec des conséquences sur la qualité optique et le coût.

Il peut également y avoir des problèmes de perméabilité aux gaz dans le contexte des fenêtres à double vitrage.

En outre, de nombreux problèmes de sécurité soulevés dans la question sont traités par le verre feuilleté et trempé. Le verre trempé est traité thermiquement pour contrôler les contraintes internes, ce qui le rend nettement plus résistant que le verre float, avec l'avantage supplémentaire que, s'il fracture la totalité de la plaque, il se fracture en petits granules plutôt qu'en éclats pointus. Le verre feuilleté consiste en une couche alternée de verre et d’un film polymère, produisant une feuille composite de résistance et de ténacité très élevées, pouvant aller jusqu’à devenir potentiellement résistante aux balles.

Un autre aspect de ceci est que les vitres latérales et arrière des véhicules doivent souvent être fabriquées en verre trempé pour des raisons de sécurité car elles peuvent être brisées en toute sécurité pour permettre l'accès et l'extraction des passagers dans un accident si les portes sont bloquées ou inaccessibles.


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+1 bonne réponse! Les seules choses que j’ajouterais à cela sont les propriétés environnementales, en particulier la dégradation par les rayons UV des polymères (ils jaunissent et se fissurent), ainsi que le fluage et l’affaissement dus à des températures élevées. Les deux peuvent être atténués, mais pas totalement empêchés par le soleil nu. Le verre à base de silice ne présente aucun problème sur les échelles de temps humaines.
wwarriner

1
Pardonnez la question naïve, mais comment le verre feuilleté évite-t-il d'introduire le problème que vous avez mentionné, à savoir une surface plus griffable et moins résistante aux intempéries? Le verre trempé ou feuilleté est-il également utilisé couramment dans la construction de bâtiments modernes?
user56reinstatemonica8

1
Les autres couches sont en verre, de sorte qu'une surface dure est maintenue. Il s'agit essentiellement d'une couche de plastique prise en sandwich entre deux minces couches de verre. La couche interne peut également avoir d'autres films pour fournir des teintes ou contrôler la réflectivité, etc. Le verre trempé est largement utilisé pour les portes en verre en particulier. L'utilisation dépendra de décisions de conception spécifiques et des réglementations locales en matière de construction, mais les fenêtres des «gratte-ciel» seront très probablement en verre feuilleté.
Chris Johns

1
@starrise "Le verre à base de silice ne souffre d'aucun problème sur l'échelle de temps humaine" - peut-être, peut-être pas: considérez les fenêtres pourpres du quartier de Beacon Hill à Boston.
davidbak

Neat find, il me semble rappeler que certaines époques de bouteilles en verre peuvent également virer au bleu / vert. Je suppose que ma déclaration devrait être modifiée pour indiquer "verre de fenêtre moderne correctement fabriqué" à la place. libanswers.cmog.org/mobile.php?action=5&qid=283712
wwarriner

41

Voici une fenêtre en plastique (probablement en PMMA), dans un bateau, après seulement 37 ans.

entrez la description de l'image ici

En plus des éraflures évidentes, la surface extérieure a développé un trouble: peut-être due à la dégradation par les rayons ultraviolets, et (vers l'extrémité gauche), vous pouvez voir un motif de fissures de contrainte semblable à un cube, un peu comme un pare-brise en verre trempé après un coup de galet il.

Vous ne pouvez vraiment pas dire ce que vous regardez à travers.

Dans cette application, une fenêtre en PMMA reste la meilleure solution, au lieu de la difficulté à adapter une fenêtre en verre à la courbe de la coque. Mais il montre les limites par rapport au verre, qui reste utilisable pendant des siècles.

En ce qui concerne le remplacement des fenêtres en verre, le coût d'un spécialiste sera élevé pour tout type de réparation, quelle que soit la technologie.

Mais sans courbes personnalisées, la matière première (verre) n’est pas chère: environ 1 £ / pied carré, bien moins chère que le plexiglas ou le polycarbonate, et beaucoup plus facile et rapide à couper. (Voir un professionnel exploiter les propriétés de rupture spéciales du verre est impressionnant. Contraste avec la difficulté de couper du perspex ou du polycarbonate!)


5
Toute fenêtre aussi fine qu'une bouteille de soda ne survivra pas à l'hiver, et si elle est aussi facile à remplacer que la lessive, elle n'est pas bien fixée ou scellée - OU c'est un cadre de fenêtre très impressionnant! (Le métal était bon: la peinture était une peinture domestique pas chère dans un environnement humide, la doublure d'origine - plus de plastique! - étant décédée il y a longtemps)
Brian Drummond

3
C'est une excellente réponse. Personnellement, j’ai assez de difficulté à essayer de garder les fenêtres et les portes scellées à la maison quand (comme maintenant) les temps sont à un chiffre à l’extérieur. Je pense que vous sacrifiez l'efficacité d'un tel joint si vous rendez la vitre facilement remplaçable, quelle que soit la qualité de votre conception. Il y a une raison pour laquelle nous scellons toujours nos baignoires, nos éviers, nos rebords, etc. avec du mastic ou du silicone, par exemple.
trpt4him

1
@LocalFluff: alors vous pouvez démontrer l'idée avec des bâches en plastique peu coûteuses et quel que soit le cadre extérieur que vous choisissez, appliqué sur les fenêtres et les cadres existants. Si vous pouvez le faire survivre 5 ou 10 ans, pas de brouillard, pas de fuite d'eau, un remplacement facile et économique (même à l'étage), vous risquez de tomber dans quelque chose.
Brian Drummond

1
Je suis curieux de savoir comment cette fenêtre réagirait à un pistolet thermique. Je pense que cela réglerait le problème, mais il y a de bonnes chances que cela fasse exactement le contraire.
Dewi Morgan

1
@DewiMorgan Heat gun pourrait dissiper les nuages ​​(si vous avez de la chance et ne pas faire fondre la surface) et peut-être atténuer les égratignures dans une certaine mesure, mais je ne le vois pas faire disparaître les fissures dues au stress matériel) tout bien.
Brian Drummond

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Quelles sont les exigences pour le verre à vitre?

  • Résistance à l'humidité
  • Résistance aux rayons UV
  • Résistance aux agents de nettoyage
  • Très haute transmission dans le spectre visible
  • (Il y en a beaucoup plus, d'un point de vue d'ingénierie)

La plupart des plastiques transparents ne sont pas assez résistants. Le plexiglas est un exemple qui répond suffisamment aux exigences pour être utilisé de cette façon. Voir cette brochure de evonic où ils vous garantissent 30 ans sans jaunissement visible.

Le plus gros problème du PMMA à usage domestique est sa "douceur" (plus sensible aux égratignures) et sa résistance médiocre aux agents de nettoyage par rapport au verre. Maintenant, il existe différentes sortes de PMMA et vous pouvez revêtir une feuille de plexiglas pour la rendre plus durable.

Le PMMA présente de nombreux avantages par rapport au verre sodocalcique :

  • Transmission plus élevée dans le spectre visible
  • Faible densité
  • Traitement plus facile
  • ...

Pour le moment, il n’est probablement pas assez rentable de rendre le PMMA aussi résistant que le verre destiné à être utilisé comme verre à vitre (à usage domestique, le PMMA est utilisé dans de nombreuses applications différentes comme meilleure alternative au verre inorganique classique). Cela pourrait changer dans un proche avenir, à mesure que la science des matériaux et l'industrie des plastiques transparents progresseront.


6
Je pense que la résistance aux rayures est la caractéristique la plus meurtrière. J'utilise des lentilles en plastique sur mes lunettes de Perscription pour la résistance à l'éclatement, mais les lentilles finissent par devenir tellement rayées que nous ne les utilisons plus. Les revêtements finiront également par se briser en cas de variation de chaleur. En pratique, je n'ai jamais brisé qu'une seule fenêtre de ma vie, même en raison d'un changement d'élément de construction.
Joojaa

Je peux imaginer remplacer la vitre extérieure en plastique sans que cela ne coûte plus cher et sans peine que de nettoyer une vitre. Comme un ruban ou un rideau. Je mets de la cire sur les vitres de ma voiture pour empêcher la poussière de s'y coller. La rentabilité devrait s'accompagner d'économies d'échelle, compte tenu du nombre de milliards de fenêtres qu'il y a dans le monde.
LocalFluff

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En fait, j'ai fait des fenêtres en plexiglas pour une dépendance. Je pouvais les travailler à la forme que je voulais et ils étaient légers. Cependant, j'ai découvert qu'ils s'éraflaient facilement: en essayant de retirer le papier protecteur, j'ai gratté et fondu le plastique.

Nous voulons des fenêtres en dur pour les maisons et les bâtiments principaux. Donc, ce que vous décrivez serait traité par les stratifiés, tels qu’ils sont utilisés dans les automobiles. Je suis sûr que vous pouvez acheter ça. Mais la plupart des gens trouvent que les volets sont moins chers et satisfaisants si des conditions météorologiques extrêmes peuvent provoquer des bris, ainsi que la garantie et l’assurance en cas de bris, ou encore le remplacement à bas prix du vitrage en verre ordinaire .

Il existe des réglementations imposant l'utilisation de verre trempé pour certaines fenêtres dans lesquelles un enfant peut tomber. Le verre trempé répond en général aux dangers que vous soulevez. Je ne connais pas la réglementation concernant les gratte-ciel recouverts de verre dans lesquels les tremblements de terre sont prédisposés, mais je parie qu'ils ne tombent pas, même s'ils sont secoués, car ils sont suspendus et peuvent se déplacer de manière indépendante.


8

Après quelques recherches,

nous utilisons des fenêtres en verre comme il était utilisé traditionnellement. En fait, les fenêtres en plastique existent . Bien que la plupart d’entre nous aient besoin de temps pour s’y adapter.

Bien que les raisons d’envisager les fenêtres en verre soient:

  • Jusqu'à 80% de tout le verre recyclé peut être récupéré.

  • Le verre recyclé consomme 40% moins d'énergie que la fabrication de verre neuf.

  • Le recyclage ne compromet pas la qualité ni la structure du verre et ne produit pas de toxines lors de son recyclage.

Référence

Fenêtres en plastique disponibles


Je pense en fait que le recyclage est un autre argument contre les vitres. Quelques fois, une fenêtre s’est cassée pour moi et il a été coûteux de faire appel à un spécialiste pour en réinstaller un nouveau. Mais j'ai consommé des milliers de bouteilles de soda en plastique transparent et aucune d'entre elles ne s'est cassée. Je n'ai pas non plus entendu parler de quelqu'un qui aurait été blessé par une bouteille en plastique. Il existe un système élaboré de recyclage du consommateur pour les bouteilles en PET, qui permet de les faire fondre et de les reformer, bien qu'elles ne nécessitent en réalité que d'être nettoyées et remplies, car elles sont pratiquement incassables.
LocalFluff

3
@LocalFluff ive a également récupéré de nombreuses bouteilles en verre et la plupart d'entre elles ne se sont pas cassées. J'ai également cassé une fenêtre en plexiglas qui nécessitait également un spécialiste difficile à trouver et encore plus cher que les fenêtres en verre. Le verre a également une recyclabilité presque infinie, c'est-à-dire qu'il ne se dégrade pas car il est recyclé.
Joojaa

1
@LocalFluff, réglez une fenêtre en verre (au moins une fenêtre traditionnelle à ossature en bois) est quelque chose que tout le monde peut apprendre à faire en une heure environ. Pourquoi pensez-vous que réparer une vitre nécessite plus de spécialistes que de réparer une vitre en plastique?
Le Photon

2
@LocalFluff: le PET ne fabrique pas de bonnes fenêtres et le PMMA n'est pas facile à recycler.
MSalters

1
J'ai installé des fenêtres à la fois en verre et en plastique (plastique pour la sécurité, verre pour la durabilité et la clarté) et j'ai trouvé que le verre était plus facile à travailler. Le polycarbonate nécessite une lame de scie spéciale ou beaucoup de graisse pour coude avec un outil de marquage. Il est très facile de le rayer ou de le gratter.
Adam Brown


3

La dureté mise à part, les effets des intempéries (pluie, neige, grêle, les variations de température et d'humidité, etc.) et la dégradation par les UV sont bien sûr à prendre en compte pour les fenêtres. En général, le verre est beaucoup plus résistant à ces effets que les plastiques.

Il y a aussi ce qu'on appelle le fluage, qui est essentiellement une déformation liée au temps pendant de longues périodes (mois ou années). Vous l'avez peut-être vu si vous avez longtemps laissé quelque chose de lourd sur une boîte en carton. Les plastiques se glissent assez facilement. Je ne sais pas si cela poserait un problème majeur à une fenêtre ordinaire perpendiculaire au sol, mais cela pourrait ne pas être bien pour une fenêtre pouvant supporter des charges statiques.

Les plastiques blanchiront également à cause de la déformation. Ils pourraient aussi se décolorer.

Bien entendu, ces propriétés sont modifiables (dans une certaine mesure) par divers additifs.


0

Le plastique n'est pas utilisé pour les fenêtres principalement parce qu'il n'est pas durable. En fait:

  • il est dégradé par les rayons ultraviolets, qui rompent les liaisons atomiques, donnant une surface mate et amincie (et fragile) peu souhaitable pour une fenêtre;

  • En raison du point précédent, le plastique génère des micro et nanoparticules qui diffusent à l'intérieur de la maison et qui les inhalent ne sont pas sains;

  • il est moins dur que le verre, alors il peut être facilement rayé avec une plus grande variété de matériaux;

  • il est inflammable (!) et peut produire de la dioxine lorsqu’elle est brûlée (surtout si elle contient des atomes de chlore dans sa structure), un composé extrêmement toxique et cancérigène.

De plus, le verre peut protéger environ 10% du rayonnement solaire et près de 100% du rayonnement infrarouge (émis par la chaleur du corps humain). Il s'agit donc d'un matériau isolant puissant, qui permet de garder votre maison relativement fraîche en été et chaude en hiver. .

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