玻璃之家讯：中国幕墙网 2016年会论文集系列 未尽许可不得转载　违者必究　　建筑是文化与实用需求的有效结合，这种需求要求把不同建筑材料以某种形式组合起来。在二十世纪上半叶，玻璃在其发展的最高水平阶段显示出了其存在的重要意义------大量而且广泛的应用到建筑工程领域，催生了玻璃幕墙的产生。玻璃幕墙的产生与发展，是适应人类实用需求的产物，从而带动了建筑科技与技术的进步，导致了建筑材料的飞跃发展。　　在阐述玻璃幕墙的起源与发展前，首先应明确建筑幕墙（词条“建筑幕墙”由行业大百科提供）与玻璃幕墙的概念，依据《建筑幕墙(GB/T21086-2007)》的定义，建筑幕墙是由面板与支承结构（词条“支承结构”由行业大百科提供）体系(支承装置与支承结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外维护墙。玻璃幕墙为面板材料是玻璃的建筑幕墙。由此，必须具备以下特征才能称之为玻璃幕墙：　　a.具有玻璃面板和支承玻璃面板的结构体系(支承装置与支承结构);　　b.相对与主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力;　　c.不承担主体结构所受作用。　　1.玻璃幕墙的起源与发展　　玻璃幕墙的发展是随着建筑工程技术的不断发展和进步而产生的，最主要的原因是高层建筑技术的发展和人民对生活的美好追求。玻璃制造技术的不断进步，促进了建筑玻璃向前发展并形成了多个发展的重要时期，这些重要时期以玻璃制造技术的巨大进步和伟大建筑的出现为代表。　　玻璃幕墙的发展路径与轨迹为：人类活动早期住宅的窗、哥特式教堂建筑时期及其后继时期、植物花园温室及商业街廊、工业建筑（词条“工业建筑”由行业大百科提供）的启蒙式应用、办公及写字楼大面积的普及。　　点支式玻璃幕墙的发展是随着玻璃生产与加工工艺不断提高与改善和建筑玻璃与玻璃结构的发展与进步而产生的。它的发展路径与轨迹为：全玻璃橱窗、落地式玻璃肋全玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙、索结构幕墙等各种新型点支式玻璃幕墙形式。　　玻璃幕墙最早起源于美国，点支式玻璃幕墙最早起源于欧洲。　　2.玻璃起源及制造技术发展阶段　　在人类懂得建筑之后的几千年里，不得不努力满足互相矛盾的两个建筑需求：一方面为了满足遮风挡雨、免受侵袭、提供私人空间的要求，要建造密封式的建筑;而另一方面，为了照明以及满足视觉上要求，要把光线引入室内。如今人们对建筑的需求及自有的沟通欲望在这里汇合了，玻璃以其独特的方式融入到建筑历史当中并且形成了自己的历史。　　2.1玻璃起源　　迄今为止，我们仍然无法确定世界上第一块玻璃发明的具体时间和地点。一般认为，玻璃诞生于大约5000年前的美索不达米亚平原，随后经过阿拉伯传播到了世界各地。　　公元前5世纪，在美索不达米亚(Mesopotamia)地区(对幼发拉底河和底格里斯河两河流域的称谓，意为两条河之间的地方，大体位于现今的伊拉克)，已经可以找到玻璃存在的证据。公元前4世纪，在埃及法老陵墓打开时发现了公元前3500年前左右的绿莹莹的玻璃念珠，这标志着玻璃制造技术的开端。到公元前1500年，压制和模制的玻璃器皿在埃及已经相当普遍，并且玻璃制造技术已经传播到现代威尼斯和奥地利的霍尔。　　2.2玻璃制造技术发展阶段　　2.2.1早期阶段　　叙利亚人对玻璃制造技术发展的影响不能被低估。早在公元前200年左右，西顿(Sidon)的叙利亚工匠们发明了用铁管吹制玻璃的技术，使生产各种不同形状的薄壁容器成为可能，这就是玻璃制造技术早期发展阶段---吹制技术(图1)：玻璃吹制工在长度为1.5m左右的空心铁棒杆子未端蘸取玻璃液，然后把它吹成一个薄壁容器。相较于之前的铸制拉延法，玻璃在厚度、透光上都有显著的进步。　　公元8世纪，叙利亚的旋转制盘术被证明对北方玻璃制造业的发展起过极其重要的作用。在公元1000年左右，威尼斯人已经会用旋转法制作厚薄不均的平板玻璃，北欧的制作者们将吹制法和旋转法这两种技术完美的加以统一，建立了相当规模的玻璃工业，这一创造迎来了哥特式建筑时代。　　2.2.2工业化时期　　十九世纪，在工业化时期的欧洲，玻璃生产在所有领域都取得了重要进步：　　a.1839年钱斯(Chance)兄弟成功改进了吹制圆柱玻璃的切割、打磨和抛光，同时改进了表面抛光工艺，降低了玻璃断裂度，提高了生产效率，才能在1850～1851年短短几个月为英国水晶宫(Crystal Palace)的建造提供大量平板玻璃;　　b.1856年弗雷德里克·西门子(Friedrich Siemens)改进了熔炉专利，使操作流程更加合理及燃料减半，玻璃价格大幅下降;　　c.19世纪末20世纪初，美国约翰·H·吕贝尔斯(John·H·Lubbers)研究出一种机械工艺，将吹制和拉延两种方法结合起来，能生产出12米长,直径800mm的玻璃。　　2.2.3二十世纪　　1902年埃米尔·弗克(Emile Fourcault)成功发明了将玻璃熔融物直接拉延的工艺(垂直法)，出现了机器生产光亮的玻璃板;　　1906年利比·欧文斯(Libbey Owens)发明了水平法玻璃生产工艺：缓慢地用一个抛光的镍合金辊轴把玻璃熔液牵引成一个水平的平面，在一个60米长的冷却槽内冷却至手能触及的温度，然后按尺寸切割。这为拉伸法浮法玻璃的生产提供了重要的理论和实践基础。　　玻璃在建筑中得到大量的应用，与20世纪中叶两个基本前提有密切关系：　　前提一：法国圣戈班(Saint-Gobain)公司利用爱德华·贝内迪克特斯(Edward Benediktys)于1909年获得的专利制造夹胶玻璃;以及从1929年就开始实践的，利用预压玻璃方法形成坚韧的安全玻璃。　　前提二：1955年阿拉斯泰尔·皮尔金顿(Alastair Pikington)爵士发明了浮法工艺：利用熔融玻璃液漂浮在锡液表面上形成平整的玻璃板。这种方法对制造优质大规格玻璃是革命性的。　　3.玻璃应用建筑的重要发展阶段　　考古发现，在罗马时代的庞培(Pompei)和赫库兰尼姆(Herculaneum)两地的别墅和公共浴室，首次将玻璃应用到建筑的围护结构中。这些玻璃面板有些无框，有些放置在钢框或木框里，规格大致为300mm×500mm，厚度在30～60mm之间。这些窗户用玻璃面板采用铸制拉延法生产：将粘稠的玻璃液先泼到装有沙子的框架桌面上，然后用铁钩拉延伸展。　　3.1哥特式建筑时期　　北欧哥特式建筑时期是第一个真正意义上的玻璃建筑时代，最明显的建筑风格就是高耸入云的尖顶及窗户上巨大斑斓的玻璃画，基督大教堂是哥特式建筑的代表(图2)。哥特式建筑都具有较为统一的基本特征：石头框架、扶壁、拱顶和彩色玻璃（词条“彩色玻璃”由行业大百科提供）。在哥特式建筑中，石头框架只存在压力，材料受拉情况很少出现;拱顶和扶壁带给人们对于环形空间的全新感受;巨大的玻璃窗子全是装配而成的，小块的玻璃靠金属制成的框格将他们组合在一起，形成一面彩色玻璃墙。阳光透过窗户的彩色玻璃射入屋内，显得神圣而美丽，玻璃窗成为内部与外部、上帝与人的过滤器。花窗玻璃造就了教堂内部神秘灿烂的景象，从而改变了建筑因采光不足而沉闷压抑的感觉，并表达了人们向往天国的内心理想。　　3.3巴洛克式建筑时期　　巴洛克式建筑所关注的是空间的韵律和生动的画面并可将其扩展至无限，光在这方面起了一个十分特殊的作用(图4)。透过宽敞的窗户和门的开口进入的明亮太阳光取代了哥特式教堂内分散的神秘光源(图5)，光不但产生空间，还成为取消空间界限的手段。空间失去了它的物质特征：取消了空间的限制，用于分隔内部与外部厚重墙壁消失在背景中，墙壁变成了大的连续的金属框架，使建筑物与自然、内部与外部融为一体。这些结果表明巴洛克式建筑将会获得越来越重大的意义，开放式建筑的日益增加的趋势会导致对玻璃的巨大需求必然会促进玻璃制造技术的进步。　　值得特别说明的是，在英国都铎建筑时期，建筑师罗伯特·史密斯松设计的哈德维克办公厅(图6)和沃克索普宅邸建筑(图7)，是首个“玻璃比墙还多的建筑”：建筑立面上布置了比率极高的窗子，主立面大部分都是巨大的玻璃窗组成，巨大的玻璃窗被轻便的石头窗棂分成若干块。玻璃窗外形既有平面的也有曲面的，而且大部分玻璃窗并没有可见的支撑构件（词条“构件”由行业大百科提供）。　　3.3温室建筑时期　　温室建筑的发展从16世纪末延续到19世纪中叶，在建筑发展的历史中占据着重要地位，它没有任何希腊式建筑或者哥特式建筑的痕迹。劳顿(Lawton)在1832年出版的《村舍、农庄和别墅建筑百科全书》对温室建筑设计原理的关键内容作了如下描述：温室上除了普通的熟铁窗格条以外，没有任何其它的主、次梁来加固屋顶，在安装玻璃以前，一丝微风都会整个结构从头到脚的晃动起来，一旦装上了玻璃，整个建筑就会变得足够坚固了。由此看出：看似易碎的透明玻璃面板实际上重要的受力原件，它加强了整个结构的刚度（词条“刚度”由行业大百科提供）和稳定性（词条“稳定性”由行业大百科提供）。
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