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玻璃的进化史!玻璃与门窗幕墙的前世,今生or未来……

来源:BA蓝城设计  作者:编辑  日期:2020-7-6
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  今天,窗和Windows都已是现代生活的“空气”与“光”,无比重要却时时忽略。最早的“窗”和烟“囱”其实是一码事儿。很久很久以前,为了遮风避雨,古人支起了简陋的帐篷,在下面开门的同时,在最顶上开个小洞,一来透气,二来排烟。这小洞就是最早的“窗”。
  

  本篇文章内容由[中国幕墙网ALwindoor.com]编辑部整理发布:

  1689年,凡尔赛宫竣工,镜厅成为了最闪耀的瑰宝。

  未来数百年,见证了一系列重大历史事件。

△普法战争,法国战败,德皇加冕

△一战德国战败,凡尔赛和约

  伯纳德发明的压铸滚压法使生产更大的平板玻璃成为可能,将玻璃生产的思路从叙利亚老师的吹制法中解放了出来,伯纳德的新思路成为了后来者的巨人的肩膀。

  玻璃生产的新时代从这里开始了。

  从16世纪透明窗玻璃诞生,到1779年底,连巴黎收入最低的工人都用玻璃窗采光,而在里昂和某些外省城市,人们仍旧使用油纸。

  大尺寸玻璃窗依然是奢侈品,虽然伯纳德发明了压铸滚压法消灭了人工吹气这一环节,但所有步骤依然需要靠人力操作,尤其是大尺寸玻璃的打磨抛光环节,费时费力。

  1801年英国平板玻璃铸造公司每天只能生产20块大尺寸平板玻璃。一家国字头的公司一年的产量只有7000片,想想都有哪些人才用得上这种玻璃。

  当时一片180cmX120cm大小的镜片玻璃零售价格为100英镑。100英镑约等于普通市民20年的房租。。。

  是谁决定了城市形态和建筑造型?

  明处站着规划师,建筑师,景观师……

  阴影中坐着政治。

  1696年,英格兰国王威廉三世开始向建筑物开凿窗户征税,史称窗税(Window Tax)。

  凡房屋有窗在10扇以下者,课税2先令;

  有窗10~20扇者,课6先令;

  有窗20扇以上者,课10先令。

  《窗税》

  不少市民为了避税,索性把窗户封闭起来。

  1746年,乔治二世开始征收“玻璃税”。

  它不再根据窗户的数量,而是根据窗户上玻璃的重量来征收,因此在整个乔治时代,玻璃都造的很薄很不结实,而窗框不得不因此而做的很结实。

  冕牌玻璃中心部分像牛眼睛似的地方是吹制工的顶底杆(吹制工具)粘住的位置。由于那个部分有疵点,可以不纳税。

  于是这种“牛眼”玻璃流行了起来,事实证明对市民来说,价格才是第一位的,如果能免税,玻璃质量就不那么重要了。

  1798年,拿破仑将门窗税引入法国。和英国不同,法国从富人们的窗户的宽度这一点着眼,窗户的宽度与税金直接成正比。

  所以当时流行的是宽度很窄,长度很长的窗户。如今我们看来很具有浪漫气息的“法式窗户”就这样诞生了。。。

  窗户税一开始征收就受到人们反对,但实在不行,大不了就把窗户给封了呗。生活在阴暗、潮湿的黑房子里,人们渐渐认识到窗户就是阳光与空气,而阳光与空气就是健康。

  在社会公众的巨大压力下,英国与法国,分别于1851年,1917年废除窗税。

  政治一直在幕后控制着城市与建筑,直到今天也一样,设计师就算敢在业主面前执拗一下,面对规范他可不敢说半个不字。

  简单概括一下这段时期玻璃窗的普及程度:

  富人用大尺寸镜面玻璃观看大花园,

  市民用小尺寸瑕疵玻璃躲避门窗税,

  村民用油纸窗日出而作,日落而息。

  如果没有新的技术进步,也许玻璃窗就会以这样一种形态存在下去,但历史没有如果,两股巨浪正浩浩荡荡奔涌而来,改变一切。

  前工业时代,虽然相比古罗马时期,玻璃产品已经发生了肉眼可见的进步。

  △罗马玻璃罐← →英国水晶铅玻璃

  但玻璃制造的底层逻辑和一千多年前的古罗马并没有本质区别,一样靠经验主义,对玻璃的化学原理一无所知,知其然不知其所以然;一样的靠人力操作,但人力有时而穷。

  19世纪之前,各国玻璃工业的源头就是获取高质量的原料供应,根据不同的原料建立产业链,演化出不同的制造方法,最终的造出的玻璃也各有特色。

  但一旦原料来源被中断,常常意味着停摆。

  △原料的重要性,日本断供韩国含氟聚酰亚胺

  1775年,由于甲碱和西班牙海草苏打灰的价格大大提升,法国学术机构开出12000法郎的奖励寻求可替代的材料进行生产,结果导致了勒布朗工艺的研发,成功从盐中提取苏打,跨出了制作玻璃机械化和标准化的第一步。

  17世纪末,玻璃产品已经可以满足民众的日常所需。

  玻璃器皿和显微镜等仪器给科学家提供了巨大便利。

  玻璃器材是化学家最听话的仆人,让化学家可以方便的制作复杂的化学仪器,随心所欲的搜集气体、控制液体和进行实验。玻璃器材是西方科学革命的必要条件之一。

  成长起来的现代科学,最终彻底变革了玻璃产业,19世纪之后,人们开始科学的控制硅砂,从化学组成中生产制作玻璃的成分,不再选择植物或是贝壳这样的矿物资源。

  以某国命名的玻璃最终走进了历史,人类摆脱了对自然原料的依赖。

  1785年,瓦特制成的改良型蒸汽机的投入使用,拉开了第一次工业革命序幕,蒸汽提供了比人力更加便利的动力,得到迅速推广,大大推动了机器的普及和发展。人类社会由此进入了“蒸汽时代”。

  19世纪,在工业革命的推动下,玻璃生产的所有领域都取得了重大进步。

  1839年,钱斯(Chance)兄弟成功改进了吹筒法平板玻璃的切割、打磨和抛光流程,降低了断裂度,改进了表层饰面效果。正因为出现了这种工艺,才能在短短的八个月内为水晶宫的建造提供了300000块玻璃板。

△水晶宫

  1851年,水晶宫落成,世界博览会盛况空前,50万人齐聚海德公园。人们惊叹于巨型又敞亮的室内空间,世界博览会不管在经济还是建筑上都取得了巨大的成功。

  水晶宫以前所未有的规模,将钢铁与玻璃作为主要建筑材料,赤裸裸的展现在世人面前,将新材料带来的可能性淋漓尽致地展现出来,是现代建筑之路上迈出的革命性的一步。

△其后越来越多的大空间建筑使用玻璃顶 图为莫奈的画

  1856年,费雷德利奇(Fredrich Simens)发明了新的熔炉,循环利用灼热气体,使所需燃料减半,大大提高了生产效率,玻璃价格大幅下降。

  1919年,Max Bicheroux在伯纳德的压铸玻璃的生产工艺方面更近一步。先前分成几步的生产过程现在被集中到一个连续的碾压粉碎机完成:

  1、玻璃熔液分成几部分从倾斜坩埚中取出,

  2、经过两个冷却了的滚轴,形成一个玻璃丝带。

  3、灼热的玻璃被切成板块,接着在滚动的载物台上转入冷却炉。

  使用这种方法,已经可以生产出3x6m的玻璃。

△Bicheroux工艺的进步

  至此,吹筒法和冕牌玻璃被彻底取代。

  20世纪50年代之前,平板玻璃的生产方法都可以有点像用铁棒捏橡皮泥,只要捏过都知道想到均匀平整并不容易。

  大尺寸平板玻璃依然做不到完全水平,也就摆脱不掉慢速,巨费人力的研磨和抛光,所以大尺寸平板玻璃依然很贵,此时距离今天已经不足80年。

  现在在看看落成于1951年的范斯沃斯住宅,为什么全部工程费用高达7.3w美元(约合1600万人民币)?

△范斯沃斯住宅

  落成于1958年的西格拉姆大厦为什么总投资高达450w美元(约合10亿人民币)?

△西格拉姆大厦

  想必为这些人工打磨的大尺寸平板玻璃花了不少钱。

  平板玻璃真正变得廉价始于英国人皮尔金顿的发明。

  △皮尔金顿爵士

  1958年,皮尔金顿(Alastair Pilkington)发明了一种激进的生产方法——浮法玻璃。(文末有视频)

  黏性的玻璃熔融物流入熔锡槽,由于比重小,浮在水平的熔融锡表面。由于表面张力(词条“表面张力”由行业大百科提供)的作用和玻璃熔液与锡液自身的黏度,液体玻璃就会形成6mm厚的层,几乎完全水平。

  △SOLOS Glass

  利用浮力这最基本的科学知识就可以制造完全水平的玻璃,真是极简又伟大的创造!直到今天,浮法玻璃依然是使用最为广泛的玻璃。

  玻璃也从这里开始,真正具备了密封,透明,大尺寸,廉价的属性。

  全世界普及玻璃窗开始了倒计时。

  要在全世界普及玻璃,绕不过十几亿中国人。

  20世纪60年代,英国人刚发明浮法玻璃,中国人就去考察了,但是英国人不肯给我们看生产线,又动起了垄断的小心思。问苏联,老大哥也不会,只能自己搞。

  1971年5月,国家决定在洛阳玻璃厂进行浮法工业试验。于是,全国各地的玻璃专家云集洛玻,洛玻的千余名职工也一齐参战。这就是建材史上有名的“千人大会战”。

  根据朱治国老先生回忆:

  浮法玻璃在中国是一项崭新的事业,没有任何资料借鉴,实验遇到一波又一波的难题。

  最大的难题是高温玻璃水通过锡槽时容易凝结,造成玻璃厚薄不均,有时玻璃水在锡槽里乱溅,工人们身上到处是伤。

  怎么办?朱老和其他技术人员经过反复思考,在锡槽上部设计了电加热设备,玻璃水通过锡槽容易凝结的问题解决了。

  大家后来得知,这种做法与英国皮尔金顿浮法玻璃的生产工艺不谋而合。接着,他们又自行研制了玻璃拉边机,精心设计速度、角度,并将锡槽由窄直形变成了口窄后宽形,玻璃越拉越宽、越拉越平,质量越来越高。

  《千人大会战》

  在奋战了3个多月后,1971年9月23日终于成功地生产出了我国第一块浮法玻璃,其机械强度平整度透光度均优于其他平板玻璃。

  她的诞生,开辟了中国玻璃工业变革和发展的新时代……成为世界玻璃工业中与英国皮尔金顿、美国匹兹堡并驾齐驱的世界三大浮法工艺之一。

△1991社会主义建设成就邮票第三张是洛阳浮法车间

  从此以后农民伯伯家里都可以舍去糊窗纸,换上便宜的大玻璃窗,十几亿中国人用上大玻璃窗后,玻璃窗才算真正的走入千家万户,这个巨变距离今天居然还不到50年。

  今天中美贸易战,华为被技术封锁,其实父辈们早就面对过无数次这样的难关,回顾历史:

  有壁垒就必然会被打破,技术封锁就是用来突破的!

  推动世界进步的力量来自设计还是技术?

  是设计,

  如果没有孟莎和布伦的镜厅方案,也就没有制造平板玻璃的新方法,设计在现有技术的基础上预见了未来,提供想象,创造需求。

  是技术,

  如果没有皮尔金顿的浮法玻璃,也许今天普通市民还在用着小块的绿色玻璃窗。

  或者都不是,是科学。

  如果没有现代化学和工业革命,那大家可能还活在19世纪。

  在经历了波澜壮阔的19-20世纪后,今天限制玻璃窗进步的似乎已不是玻璃本身。

  要么来自节能,20世纪70年代玻璃盒子以惊人的速度在全世界流行开来,墙体,屋顶全部覆盖着玻璃,直到第一次石油危机爆发,人们才意识到这些玻璃盒子的能耗有多高,玻璃盒子开始退潮。

△太平洋设计中心

  要么来自规范,规范对玻璃的尺寸做了详细的限定。

△《JGJ113-2009建筑玻璃应用技术技程》

  要么来自安全,1973年,贝聿铭设计的汉考克大厦发生了幕墙玻璃脱落的严重事故。

△汉考克大厦

  要么来自科技创新的力量,苹果店上百万一块的巨型玻璃,几乎全部由“中国北玻”提供,贵在定制的生产线,以及高难度的运输与安装。

△西湖苹果店

  今天的玻璃窗又到达了一个稳定期,未来的方向并不清晰。

  也许和17世纪的镜子一样,进化的钥匙并不在窗玻璃本身。

  有可能是手机吗?

  手机屏幕,也是玻璃,一块可触控的玻璃。一样经历了从小到大的过程,她背后的那个世界如此的绚烂。

△©Alonzo

  谁说玻璃窗的未来不可能是这样的呢?

△d'strict团队制作

END

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