中國幕墻網(wǎng) 2016年會論文集系列 未盡許可不得轉(zhuǎn)載　違者必究

　　建筑是文化與實用需求的有效結(jié)合，這種需求要求把不同建筑材料以某種形式組合起來。在二十世紀(jì)上半葉，玻璃在其發(fā)展的最高水平階段顯示出了其存在的重要意義------大量而且廣泛的應(yīng)用到建筑工程領(lǐng)域，催生了玻璃幕墻的產(chǎn)生。玻璃幕墻的產(chǎn)生與發(fā)展，是適應(yīng)人類實用需求的產(chǎn)物，從而帶動了建筑科技與技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)致了建筑材料的飛躍發(fā)展。

　　在闡述玻璃幕墻的起源與發(fā)展前，首先應(yīng)明確建筑幕墻（詞條“建筑幕墻”由行業(yè)大百科提供）與玻璃幕墻的概念，依據(jù)《建筑幕墻(GB/T21086-2007)》的定義，建筑幕墻是由面板與支承結(jié)構(gòu)（詞條“支承結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）體系(支承裝置與支承結(jié)構(gòu))組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外維護(hù)墻。玻璃幕墻為面板材料是玻璃的建筑幕墻。由此，必須具備以下特征才能稱之為玻璃幕墻：

　　a.具有玻璃面板和支承玻璃面板的結(jié)構(gòu)體系(支承裝置與支承結(jié)構(gòu));

　　b.相對與主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力;

　　c.不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用。

　　1.玻璃幕墻的起源與發(fā)展

　　玻璃幕墻的發(fā)展是隨著建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步而產(chǎn)生的，最主要的原因是高層建筑技術(shù)的發(fā)展和人民對生活的美好追求。玻璃制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了建筑玻璃向前發(fā)展并形成了多個發(fā)展的重要時期，這些重要時期以玻璃制造技術(shù)的巨大進(jìn)步和偉大建筑的出現(xiàn)為代表。

　　玻璃幕墻的發(fā)展路徑與軌跡為：人類活動早期住宅的窗、哥特式教堂建筑時期及其后繼時期、植物花園溫室及商業(yè)街廊、工業(yè)建筑（詞條“工業(yè)建筑”由行業(yè)大百科提供）的啟蒙式應(yīng)用、辦公及寫字樓大面積的普及。

　　點支式玻璃幕墻的發(fā)展是隨著玻璃生產(chǎn)與加工工藝不斷提高與改善和建筑玻璃與玻璃結(jié)構(gòu)的發(fā)展與進(jìn)步而產(chǎn)生的。它的發(fā)展路徑與軌跡為：全玻璃櫥窗、落地式玻璃肋全玻璃幕墻、點支式玻璃幕墻、索結(jié)構(gòu)幕墻等各種新型點支式玻璃幕墻形式。

　　玻璃幕墻最早起源于美國，點支式玻璃幕墻最早起源于歐洲。

　　2.玻璃起源及制造技術(shù)發(fā)展階段

　　在人類懂得建筑之后的幾千年里，不得不努力滿足互相矛盾的兩個建筑需求：一方面為了滿足遮風(fēng)擋雨、免受侵襲、提供私人空間的要求，要建造密封式的建筑;而另一方面，為了照明以及滿足視覺上要求，要把光線引入室內(nèi)。如今人們對建筑的需求及自有的溝通欲望在這里匯合了，玻璃以其獨特的方式融入到建筑歷史當(dāng)中并且形成了自己的歷史。

　　2.1玻璃起源

　　迄今為止，我們?nèi)匀粺o法確定世界上第一塊玻璃發(fā)明的具體時間和地點。一般認(rèn)為，玻璃誕生于大約5000年前的美索不達(dá)米亞平原，隨后經(jīng)過阿拉伯傳播到了世界各地。

　　公元前5世紀(jì)，在美索不達(dá)米亞(Mesopotamia)地區(qū)(對幼發(fā)拉底河和底格里斯河兩河流域的稱謂，意為兩條河之間的地方，大體位于現(xiàn)今的伊拉克)，已經(jīng)可以找到玻璃存在的證據(jù)。公元前4世紀(jì)，在埃及法老陵墓打開時發(fā)現(xiàn)了公元前3500年前左右的綠瑩瑩的玻璃念珠，這標(biāo)志著玻璃制造技術(shù)的開端。到公元前1500年，壓制和模制的玻璃器皿在埃及已經(jīng)相當(dāng)普遍，并且玻璃制造技術(shù)已經(jīng)傳播到現(xiàn)代威尼斯和奧地利的霍爾。

　　2.2玻璃制造技術(shù)發(fā)展階段

　　2.2.1早期階段

　　敘利亞人對玻璃制造技術(shù)發(fā)展的影響不能被低估。早在公元前200年左右，西頓(Sidon)的敘利亞工匠們發(fā)明了用鐵管吹制玻璃的技術(shù)，使生產(chǎn)各種不同形狀的薄壁容器成為可能，這就是玻璃制造技術(shù)早期發(fā)展階段---吹制技術(shù)(圖1)：玻璃吹制工在長度為1.5m左右的空心鐵棒桿子未端蘸取玻璃液，然后把它吹成一個薄壁容器。相較于之前的鑄制拉延法，玻璃在厚度、透光上都有顯著的進(jìn)步。

　　公元8世紀(jì)，敘利亞的旋轉(zhuǎn)制盤術(shù)被證明對北方玻璃制造業(yè)的發(fā)展起過極其重要的作用。在公元1000年左右，威尼斯人已經(jīng)會用旋轉(zhuǎn)法制作厚薄不均的平板玻璃，北歐的制作者們將吹制法和旋轉(zhuǎn)法這兩種技術(shù)完美的加以統(tǒng)一，建立了相當(dāng)規(guī)模的玻璃工業(yè)，這一創(chuàng)造迎來了哥特式建筑時代。

　　2.2.2工業(yè)化時期

　　十九世紀(jì)，在工業(yè)化時期的歐洲，玻璃生產(chǎn)在所有領(lǐng)域都取得了重要進(jìn)步：

　　a.1839年錢斯(Chance)兄弟成功改進(jìn)了吹制圓柱玻璃的切割、打磨和拋光，同時改進(jìn)了表面拋光工藝，降低了玻璃斷裂度，提高了生產(chǎn)效率，才能在1850～1851年短短幾個月為英國水晶宮(Crystal Palace)的建造提供大量平板玻璃;

　　b.1856年弗雷德里克·西門子(Friedrich Siemens)改進(jìn)了熔爐專利，使操作流程更加合理及燃料減半，玻璃價格大幅下降;

　　c.19世紀(jì)末20世紀(jì)初，美國約翰·H·呂貝爾斯(John·H·Lubbers)研究出一種機械工藝，將吹制和拉延兩種方法結(jié)合起來，能生產(chǎn)出12米長,直徑800mm的玻璃。

　　2.2.3二十世紀(jì)

　　1902年埃米爾·弗克(Emile Fourcault)成功發(fā)明了將玻璃熔融物直接拉延的工藝(垂直法)，出現(xiàn)了機器生產(chǎn)光亮的玻璃板;

　　1906年利比·歐文斯(Libbey Owens)發(fā)明了水平法玻璃生產(chǎn)工藝：緩慢地用一個拋光的鎳合金輥軸把玻璃熔液牽引成一個水平的平面，在一個60米長的冷卻槽內(nèi)冷卻至手能觸及的溫度，然后按尺寸切割。這為拉伸法浮法玻璃的生產(chǎn)提供了重要的理論和實踐基礎(chǔ)。

　　玻璃在建筑中得到大量的應(yīng)用，與20世紀(jì)中葉兩個基本前提有密切關(guān)系：

　　前提一：法國圣戈班(Saint-Gobain)公司利用愛德華·貝內(nèi)迪克特斯(Edward Benediktys)于1909年獲得的專利制造夾膠玻璃;以及從1929年就開始實踐的，利用預(yù)壓玻璃方法形成堅韌的安全玻璃。

　　前提二：1955年阿拉斯泰爾·皮爾金頓(Alastair Pikington)爵士發(fā)明了浮法工藝：利用熔融玻璃液漂浮在錫液表面上形成平整的玻璃板。這種方法對制造優(yōu)質(zhì)大規(guī)格玻璃是革命性的。

　　3.玻璃應(yīng)用建筑的重要發(fā)展階段

　　考古發(fā)現(xiàn)，在羅馬時代的龐培(Pompei)和赫庫蘭尼姆(Herculaneum)兩地的別墅和公共浴室，首次將玻璃應(yīng)用到建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。這些玻璃面板有些無框，有些放置在鋼框或木框里，規(guī)格大致為300mm×500mm，厚度在30～60mm之間。這些窗戶用玻璃面板采用鑄制拉延法生產(chǎn)：將粘稠的玻璃液先潑到裝有沙子的框架桌面上，然后用鐵鉤拉延伸展。

　　3.1哥特式建筑時期

　　北歐哥特式建筑時期是第一個真正意義上的玻璃建筑時代，最明顯的建筑風(fēng)格就是高聳入云的尖頂及窗戶上巨大斑斕的玻璃畫，基督大教堂是哥特式建筑的代表(圖2)。哥特式建筑都具有較為統(tǒng)一的基本特征：石頭框架、扶壁、拱頂和彩色玻璃（詞條“彩色玻璃”由行業(yè)大百科提供）。在哥特式建筑中，石頭框架只存在壓力，材料受拉情況很少出現(xiàn);拱頂和扶壁帶給人們對于環(huán)形空間的全新感受;巨大的玻璃窗子全是裝配而成的，小塊的玻璃靠金屬制成的框格將他們組合在一起，形成一面彩色玻璃墻。陽光透過窗戶的彩色玻璃射入屋內(nèi)，顯得神圣而美麗，玻璃窗成為內(nèi)部與外部、上帝與人的過濾器。花窗玻璃造就了教堂內(nèi)部神秘燦爛的景象，從而改變了建筑因采光不足而沉悶壓抑的感覺，并表達(dá)了人們向往天國的內(nèi)心理想。

　　3.3巴洛克式建筑時期

　　巴洛克式建筑所關(guān)注的是空間的韻律和生動的畫面并可將其擴展至無限，光在這方面起了一個十分特殊的作用(圖4)。透過寬敞的窗戶和門的開口進(jìn)入的明亮太陽光取代了哥特式教堂內(nèi)分散的神秘光源(圖5)，光不但產(chǎn)生空間，還成為取消空間界限的手段。空間失去了它的物質(zhì)特征：取消了空間的限制，用于分隔內(nèi)部與外部厚重墻壁消失在背景中，墻壁變成了大的連續(xù)的金屬框架，使建筑物與自然、內(nèi)部與外部融為一體。這些結(jié)果表明巴洛克式建筑將會獲得越來越重大的意義，開放式建筑的日益增加的趨勢會導(dǎo)致對玻璃的巨大需求必然會促進(jìn)玻璃制造技術(shù)的進(jìn)步。

　　值得特別說明的是，在英國都鐸建筑時期，建筑師羅伯特·史密斯松設(shè)計的哈德維克辦公廳(圖6)和沃克索普宅邸建筑(圖7)，是首個“玻璃比墻還多的建筑”：建筑立面上布置了比率極高的窗子，主立面大部分都是巨大的玻璃窗組成，巨大的玻璃窗被輕便的石頭窗欞分成若干塊。玻璃窗外形既有平面的也有曲面的，而且大部分玻璃窗并沒有可見的支撐構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）。

　　3.3溫室建筑時期

　　溫室建筑的發(fā)展從16世紀(jì)末延續(xù)到19世紀(jì)中葉，在建筑發(fā)展的歷史中占據(jù)著重要地位，它沒有任何希臘式建筑或者哥特式建筑的痕跡。勞頓(Lawton)在1832年出版的《村舍、農(nóng)莊和別墅建筑百科全書》對溫室建筑設(shè)計原理的關(guān)鍵內(nèi)容作了如下描述：溫室上除了普通的熟鐵窗格條以外，沒有任何其它的主、次梁來加固屋頂，在安裝玻璃以前，一絲微風(fēng)都會整個結(jié)構(gòu)從頭到腳的晃動起來，一旦裝上了玻璃，整個建筑就會變得足夠堅固了。由此看出：看似易碎的透明玻璃面板實際上重要的受力原件，它加強了整個結(jié)構(gòu)的剛度（詞條“剛度”由行業(yè)大百科提供）和穩(wěn)定性（詞條“穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供）。

上一頁123下一頁