玻璃结构手册(精) - 图书城.COM

书摘
哥特式的教堂——“上帝即光”
哥特式教堂是中世纪城镇中心的标志，象征着主教、牧师和教堂的权力及其庄严性，以及那个时代的发展方向。这种建筑体观了精神和世俗的权力，宗教信仰的传播,韦世纪全世界的精髓——“教堂”。
罗马式建筑物的紧凑风格让步于线性粱柱结构：穹顶的负荷对角地传到拱肋，并由柱身、支墩以及连拱扶垛支撑。墙壁发展成为有支墩和拱的多层结构。产生的空间采用大片的花饰窗格窗户。这样，整个建筑内部都暴露在光照之下，阳光透过窗户的彩色玻璃射入屋内，显得神圣而美丽，光照在内部结构上，使它变成了某种特别的事物，一种崭新的光弥漫着，神圣的作品在辉煌中闪耀。
玻璃窗成为内部与外部。上帝与人的一个过滤器，它把太阳的光线转化成一种神秘的媒介。
由铅联结在一起的印花玻璃．形成了复杂的五光十色的区域，重现了圣经中上帝与人的那段历史，描绘了历史与未来，也勾画了教堂资助人的形象。
用彩色灯光的照明创造一个明亮的场所的想法来自Saint-Denis的Abbot Suger。修道院在修道院教堂(1081—1151)重建唱诗班时，第一次设想一个平面图和窗户布置，用于装饰一个灯光林列的柱廊式圣殿。根据Suger，一切可见的事物都是“物质的形象”，他们最终是上帝的圣光的反映。“物质的光”越珍贵，它越能更多地传递“圣光”。“无无知者通过实物获得真知．当他感知光时，记忆就将浮现。”这些是Suger于1134年刻在Saint-Denis修道院的正门上的话。
建筑物和光创造了一个神化的非物质的空间。
巴洛克式建筑——试图承认光的存在
三洛克式建筑物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。透过宽敞的窗户和门的开口进入的明亮的太阳光取代了哥特式教堂内分散的神秘的光。光不但产生了空间，而且还成为一种取消空间界限的手段。光照射在室内绘画与粉刷过的墙壁上，教堂的墙壁——在此要特别提到修道院教堂尼瑞山姆(Neresheim)的巴尔萨泽·诺曼(Balthasar Neumann)(始建于1745年)和宫殿里的镜子，空间失去了它的物质特征：它取消了空间的限制。墙开始消失并且非物质化，用于分隔内部与外部的厚重墙壁消失在背景中。建筑物和自然，内部与外都融为一体。这些结果表明了这个时代的巴洛克式建筑将会获得越来越重大的意义。开放式建筑日益增加的趋势导致了对玻璃的巨大需求。北部蓬勃发展的玻璃工业那时仍采用传统方法，仍然没有克服冕牌玻璃和吹制柱面玻璃生产工艺自身内在的缺点．1688年首次出现的铸造滚压法．使生产更大的几乎很纯的平板玻璃成为可能．开创了玻璃生产的新时代。这些都以十分引人注目的方式与镜子相结合，从挖出的古物中我们已可以看到当时的镜子是由抛光玻璃和镀上一层银或白金的青铜和铜制成。13世纪背面涂有开始生产的康维克斯(Convex)镜子铅或铅锡合金，自15世纪以来，镀了一层汞合金的维尼夏恩(Venetian)镜子十分有名，直到19世纪仍采用这种方法。朱尔斯·哈都恩·曼萨特(Jules Hardouln Mansart)和查尔斯·勒·布伦(Charles Le Btun)在凡尔赛(Versailles)的宫殿的盖勒瑞的玻璃(Glalerie des Glaces)(1678—1684)是这种玻璃与镜子结合的很好典范。能远眺花园的横向侧廊的正面有一长排连续的拱窗，几乎取消了墙壁，墙壁变成了一个纯粹的框架。对面的内墙的相应位置处是镜子，分成独立的部分，尺寸为600mmX900mm，在光的作用下．树木和云彩通过巨大的开口映在白色和彩色的大理石墙壁上，时断时续．再加上镜面的反射和材料的光泽，房间本身几乎完全融化了。

玻璃的定义
玻璃是一种均质的材料，一种固化的液体。分子完全任意排列，不具有晶体的结构，这就是玻璃透明的原因。由于它是各种化学键的组合，因此，没有化学公式。玻璃没有熔点，当它被加热时，会逐渐从固体状态转变为具有塑性的黏质状态，最后成为一种液体状态。与其他那些因测量方向不同而表现出不同特性的晶体相比．玻璃表现了各向同性，即，它的性能不是由方向决定的。玻璃的基本物理性能见表2．1．1。
当前用于建筑的玻璃是钠钙硅酸盐玻璃。生产过程中，原材料要被加热到很高的温度，使其在冷却前变成黏性状态，再冷却成形。硅酸盐和氧不会形成晶体结构，换句话来说，这种无序的分子状态是“冻结的”。
玻璃是由元素硅(Si)和氧(O)(SiO4四面体）构成的一个不规则三维结构，空隙中还包含阳离子。如果玻璃加热到800℃一1100℃且温度保持一段时间，人们所熟知的脱玻作用就开始了：从玻璃团中可以滤出硅晶体，从而形成乳状的、不透明的玻璃。
天然玻璃，如黑曜石．是火山活动的产物。这是由地心很强的热量形成的，并由火山喷发的能量喷出的。早期．天然玻璃被当作珠宝用于容器或其他日常物品。
制造方法
大约5000年前，美索不达米亚人发现，当硅化物、石灰。碳酸钠，碳酸钾和金属氧化物一起加热(温度到1400~C)时．可以形成一个玻璃团。但是．这种方法非常复杂．因此，玻璃是件令人觊觎的珍稀物品。在公元前650年亚述国王Ashurbanipal的一个黏土碑上发现了最早的书面记录的配方。早在罗马时期就已经用铸造的方法生产平板玻璃和吹制的柱面玻璃了。到14世纪．首次可以用冕牌玻璃方法生产无边有盘心的玻璃。
18世纪生产工艺上的改进产生了第一批用吹制的柱面平板玻璃工艺生产的大片玻璃。
20世全己50年代，英国人Alstair Pilkingtor发明了浮法玻璃生产方法。黏性的玻璃熔融
物流入锡熔池，并且由于比重小，浮在水平的熔锡表面。由于表面张力的作用．和玻璃液与锡液自身的黏性，液体玻璃就会形成6mm厚的层。入口部分熔锡的温度是1000℃，出口处为600℃。离开熔池后，在被按尺寸切割前，玻璃采用严格控制的方法缓慢地冷却——确保没有残余应力。(见“玻璃制造的几个重要发展阶段”)
成分
近年来生产的玻璃的成分见表2．1．2。除表中所列成分以外，为了改变性能和颜色，加入了较小比例的其他物质。制造有色玻璃需要添加适量的添加剂，但这些都不会改变它的机械强度。
耐用性
钠钙硅酸盐玻璃通常可以抗酸碱，并且表面硬度很高(划痕硬度6个莫氏硬度)。这种性能充分体现了玻璃表面的耐用耐磨性。然而，如果清洗玻璃时不加以注意，尖硬的小物体(如水中的沙粒)也会使玻璃表面产生划痕。
如果玻璃表面长期吸附一层水膜，就会发生浸蚀。水中的硅氢键强于玻璃晶格间隙的成分组成的键，如钠。钙、镁离子组成的腱。这即意味着玻璃表面易水解，同时表面形成碱液，进而侵蚀玻璃残留的酸性结构，形成玻璃表面的腐蚀。
这种对玻璃表面的作用通常不会发生在窗户和玻璃幕墙上．除非水不能从玻璃的垂直表面排出。与石膏、湿混凝土或碱性很大的清洁剂相接触也会形成玻璃的腐蚀。
玻璃的种类
浮法玻璃
今天，浮法玻璃是使用最广泛的一种玻璃．可以利用上述的浮法工艺生产(图2．1．3)。工业化约流程使得生产大量的高质量透明玻璃成为可能，其厚度为2—19mm(表2．1．3)。现代浮法玻璃工厂每天可以生产出大约600吨4mm厚的玻璃。可以生产的原片的最大尺寸为3．2mx 6 Om(见EN 572第二章)。
制造工艺过程中，浮法玻璃可以上色；光的透射率也就相应地改变。通过精选原材料．如低Fe2O：含量，可以减少甚至真正消除浮法玻璃本来的绿色。这样．玻璃几乎是五色的，被命名为低铁玻璃或高白玻璃。热疲劳阻力大约为30℃(最大为40℃)。如果玻璃表面存在30℃的温差带，玻璃就可能会破裂。热区域受热膨胀，却被冷区域阻碍，因而产生了可能会导致玻璃破裂的内应力。尤其是当温差区域处于玻璃边部时，破裂的可能性更大。浮法玻璃的破裂形式见图2．1．1。
拉延平板玻璃
现在，仍然有一些工厂生产很厚或很薄的拉延平板玻璃(在某些情况下)。这些玻璃厂或采用垂直法(1902年 Emile Fourcaull发明的)，或采用水平法(Libby-Owens，1906年)。
拉延平板玻璃和浮法玻璃具有同样的化学成分和同样的基本物理性能。但是，与浮法玻璃相比，拉延平板玻璃在与拉延方向垂直的表面上，有些小的波纹。有时在失真反射的情况下，透过玻璃看东西时，人们会看到这些缺陷，拉延玻璃和浮法玻璃的透射率见表2．1．4。
压花玻璃的破裂形式与浮法玻璃相同(见图2．1．1)，其现有厚度见表2．1．5。
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