建筑中玻璃的特點(diǎn)及其運(yùn)用

張展

（武漢紡織大學(xué) 湖北武漢 430073）

1 玻璃的發(fā)展與特點(diǎn)

1.1 玻璃材料的發(fā)展

玻璃制造已經(jīng)有接近一千多年的歷史了，但是直到現(xiàn)代社會(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)以及工藝的進(jìn)步，可以制造出大尺寸的平板玻璃，玻璃才有條件作為建筑材料。但是當(dāng)時(shí)代跨入到21世紀(jì)時(shí)，一些大膽的設(shè)計(jì)師及工程師重新認(rèn)識(shí)了新的玻璃材料的方向以后，這一轉(zhuǎn)變才真正到來(lái)。玻璃材料大量運(yùn)用于建筑的障礙就是這種材料的低隔音性、易碎性、低隔熱性，其性質(zhì)決定了不適合應(yīng)用于建筑。但隨著時(shí)間的推移，這些弊端都已經(jīng)得到改進(jìn)。如今，玻璃已經(jīng)成為建筑材料中必不可少的一部分。

19世紀(jì)后半葉，一些重要建筑已經(jīng)在運(yùn)用玻璃。運(yùn)用最普遍的是在發(fā)達(dá)的歐洲城市中規(guī)模高速發(fā)展的藝術(shù)中心，以及對(duì)光線有要求的展示空間。隨著保羅·希爾巴特1914年的著作《玻璃建筑》和科隆的布魯諾·陶特玻璃展館的建設(shè)，20世紀(jì)初迎來(lái)了玻璃建筑領(lǐng)域的決定性進(jìn)步。密斯的設(shè)計(jì)旨在脫離了裝飾和歷史元素，將展示建筑物特殊的任務(wù)交給無(wú)框玻璃和較為光亮潔凈的表面之間的相互作用效果。勒·柯布西耶的設(shè)計(jì)又在玻璃材料的運(yùn)用上更進(jìn)一步。

勒·柯布西耶的關(guān)鍵作用體現(xiàn)在組織推動(dòng)了新建筑語(yǔ)言的產(chǎn)生，用大面積的玻璃材料取代影響光線的舊結(jié)構(gòu)。大玻璃面從此走進(jìn)了建筑并改變了人們對(duì)玻璃作為建筑材料的理解。

1.2 建筑玻璃的基本性能

1.2.1 光學(xué)性能

眾所周知，玻璃材料的透視功能性能非常好，這其中透光性與透明性是只有玻璃材質(zhì)才特有的性質(zhì)，而且其兩種特性均是玻璃材料在超冷卻的環(huán)境下才表現(xiàn)出的狀態(tài)。玻璃材料特殊的透光性能是應(yīng)運(yùn)用于建筑中的最重要的特性之一，可以使光線透過(guò)玻璃穿入建筑內(nèi)部從而使建筑內(nèi)部空間變得明亮，且因?yàn)槠洳牧系姆忾]性，從而使建筑內(nèi)部空間有著較好的隱蔽效果。不僅如此，玻璃還有較好的反射性，自然的光線在經(jīng)過(guò)玻璃的表面時(shí)將其光線反射到其它地方，通常普通的玻璃反射率是可以達(dá)到總光線的20%。因?yàn)槠溥@種反射特性，使得光線照到玻璃建筑上能夠有非常富有變化的光學(xué)效果，給其建筑空間增加很多豐富變化和夢(mèng)幻效果。

1.2.2 力學(xué)性能

建筑玻璃的安全性能主要依賴于玻璃的力學(xué)性能，因?yàn)榻ㄖＡР牧显谑褂脮r(shí)通常要承受很多方面的荷載力，諸如風(fēng)雪雨荷載、材料自重荷載、因時(shí)間季節(jié)而產(chǎn)生的溫差作用荷載以及地震作用荷載和其它人為性質(zhì)的荷載等。為了能讓玻璃材料更好的應(yīng)用于建筑中，就需要對(duì)玻璃材料的力學(xué)性能進(jìn)行很好的分類歸整。

1.3 玻璃材料在建筑中的種類

1.3.1 隔熱玻璃

目前的解決方案包括在兩片玻璃之間建立一個(gè)6～25mm的密封腔，這個(gè)絕緣腔作為一個(gè)熱緩沖可以填充脫濕空氣以降低熱傳導(dǎo)，或者可以進(jìn)一步改善，用凝膠、氬氣或氙氣氣體，以及薄膜做填充物。最新的技術(shù)是采用半透明絕緣材料，如丙烯酸玻璃、聚碳酸酯或石英泡沫做填充物。其他研究都集中在可以改進(jìn)透光性能的空腔填充元素上。這包括基于波斯百葉窗式可操作的遮光元素，或采用如聚苯乙烯球的更復(fù)雜系統(tǒng)。

如前所述，雖然達(dá)到隔音水平所需的空腔寬度由于對(duì)流會(huì)降低其隔熱效果，但是雙層玻璃構(gòu)件仍比單層玻璃有更好的隔熱和隔音性能。

1.3.2 鋼化玻璃

物理鋼化加工成本低，效率高?；瘜W(xué)鋼化加工產(chǎn)出率低，但對(duì)較小的玻璃，復(fù)雜造型物理鋼化無(wú)法實(shí)現(xiàn)的玻璃仍可以鋼化處理。鋼化玻璃現(xiàn)在應(yīng)用很廣，鋼化玻璃的外觀質(zhì)量問(wèn)題有許多表現(xiàn)形式，我們按照其出現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中階段的不同，將其分為兩大類：①由原片質(zhì)量缺陷造成的鋼化玻璃外觀質(zhì)量問(wèn)題，如：點(diǎn)狀缺陷（氣泡、夾雜物）、劃傷、光學(xué)變形等；②由鋼化加工過(guò)程造成的外觀質(zhì)量問(wèn)題，如：鋼化玻璃的平整度問(wèn)題（波浪紋、吻合度、板面變形）、光學(xué)方面的問(wèn)題（中部灰色、應(yīng)力斑過(guò)重、虹彩現(xiàn)象）、白道、劃傷、麻點(diǎn)等。

1.3.3 特殊玻璃類型

這些包括裝飾性強(qiáng)的印花玻璃、安全性高的強(qiáng)化玻璃（加強(qiáng)抗沖擊和耐火性）、屬鈉鈣硅酸鹽玻璃系統(tǒng)的玻璃磚（運(yùn)用于結(jié)構(gòu)的一部分）、鑄造玻璃以及防火玻璃。

2 玻璃材料在建筑空間中的運(yùn)用

2.1 玻璃材料與空間劃分

玻璃材料與空間劃分：光線因?yàn)椴ＡР牧系恼凵湫阅軙?huì)改造空間效果，使建筑空間的層次更加豐富、多樣，并且可以從側(cè)面劃分空間格局，而且并不影響空間視線本身所具有的連續(xù)性，以玻璃材料作為分割空間的介質(zhì)，使得空間更具有層次感，利用玻璃還可以構(gòu)成一些小空間，如此既造就了豐富的空間層次感，又沒有破壞原來(lái)空間的完整性。例如，在建筑空間中用立體玻璃來(lái)構(gòu)成一個(gè)小空間，這種方式使整個(gè)的建筑空間劃分出了一個(gè)小空間，再通過(guò)玻璃材料的特殊性質(zhì)，使得大空間和小空間完美統(tǒng)一，這樣既豐富了建筑空間的層次感，也不會(huì)破壞大空間的整體性。

2.2 玻璃材料與裝飾效果

玻璃材料與裝飾效果：對(duì)于表面裝飾技術(shù)玻璃材料可以有很多種類型，由于裝飾技術(shù)的差別，創(chuàng)造出來(lái)的裝飾玻璃會(huì)存在各式各樣的特點(diǎn)，有的色彩強(qiáng)烈、形狀各異，似一座座想象力豐富的雕塑；還有的鑲鉆貼金銀像色彩靈動(dòng)的水彩畫，展現(xiàn)虛幻、朦朧、光與影相互交織的質(zhì)感；有的則色彩凝練好似優(yōu)雅、含蓄的油畫；為了滿足不同風(fēng)格的建筑空間對(duì)玻璃材料的不同需求，工匠們利用各樣的裝飾技術(shù)和制作手法創(chuàng)造出變幻多姿的裝飾玻璃，應(yīng)用于不同的建筑選擇和使用。由于裝飾玻璃的造型以及加工工藝多樣化，不同的造型特點(diǎn)，再通過(guò)光影的作用下表現(xiàn)出不同的藝術(shù)風(fēng)格，如傳統(tǒng)、現(xiàn)代、復(fù)古、時(shí)尚等多種風(fēng)格。如教堂的彩繪玻璃窗，通過(guò)陽(yáng)光的照射，使得整個(gè)教堂里面色彩斑斕，讓教堂看起來(lái)就像沐浴在奇妙的仙境里一樣。

3 玻璃材料的表現(xiàn)力分析

3.1 玻璃材料的光與影效果

光影本身就處在一種特殊的相互作用模式，光和影相輔相成，缺一不可，光在產(chǎn)生影的同時(shí)，影同樣也在反射著光。玻璃材料擁有其獨(dú)特的光傳輸性能和折射性能，并利用光影所產(chǎn)生的效果來(lái)影響和裝飾建筑物的內(nèi)部空間和外部結(jié)構(gòu)，這樣就能達(dá)到其他建筑材料所不能帶來(lái)的特殊視覺體驗(yàn)。玻璃材料在被外界自然光線的作用下，不僅可以照亮建筑物的內(nèi)部空間，還可以通過(guò)光線和陰影表現(xiàn)出獨(dú)特的空間氛圍。所以許多建筑設(shè)計(jì)師利用玻璃材料的自然光傳輸作用和阻隔效應(yīng)，所產(chǎn)生的豐富多彩的光影效果來(lái)營(yíng)造建筑空間的氛圍，建筑設(shè)計(jì)師們大膽而精心的設(shè)計(jì)理念，使得不同的自然光線透過(guò)玻璃材料在墻壁、地板上投射出各種豐富而絢麗的光影效果，從而形成了建筑空間內(nèi)的奇特氛圍。

3.2 玻璃材料的色彩效果

色彩不僅在保護(hù)建筑材料和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)質(zhì)地上扮演著重要的角色，而且還能使建筑構(gòu)圖更加清晰，使房間之間的內(nèi)在聯(lián)系更加明確。就好比淺色系的大理石建筑物會(huì)給人明快輕松之感，玻璃材質(zhì)中的色彩是展現(xiàn)建筑多樣魅力的重要因素。由于玻璃的透明特性，在自然光線照射玻璃時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出五顏六色，色彩繽紛的面貌，折射在建筑物或者建筑空間中，使得建筑空間中色彩紛呈。還有一種有色玻璃材料是通過(guò)在制作時(shí)上色、鍍膜以彩繪等工藝手法制得的，因燒制時(shí)溫度的不同會(huì)呈現(xiàn)出不同的，千變?nèi)f化的色彩表現(xiàn)。另外，玻璃材料的透明程度和在生產(chǎn)過(guò)程中添加的化學(xué)元素的分量也有聯(lián)系，調(diào)整玻璃內(nèi)的化學(xué)元素分量就可以使玻璃擁有絢麗多彩的視覺體驗(yàn)。玻璃材料的顏色千變?nèi)f化，應(yīng)有盡有，彩色玻璃材料的色彩差異決定了它們的特點(diǎn)差異，建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師采用的玻璃材料的顏色不同，觀賞者在觀賞時(shí)也會(huì)有不同的感受。

3.3 玻璃材料的肌理效果

玻璃材料的肌理效果，將熔融狀態(tài)下的玻璃液體急速冷卻再用帶有圖案的模具壓制而成，這就是玻璃材料的肌理效果。這種圖案在玻璃表面上形成了高低不一的狀態(tài)，入射的光線會(huì)發(fā)出漫反射，從而使得玻璃材料可進(jìn)行光線投射，但是不可以透過(guò)其看事物，所以外界不能通過(guò)玻璃看到空間的內(nèi)部，從外投進(jìn)的的光線還可以讓空間內(nèi)部光線變得柔和。這種帶有圖形的玻璃可以用在建筑物內(nèi)部的間隔部分、浴室中的玻璃門窗等需要阻擋其視線的地方?？袒úＡР牧媳砻嫔系膱D案很有立體感，刻花玻璃在建筑空間中，通過(guò)光線的照射，顯得格外絢麗多彩，刻花玻璃還有透光不透明的特點(diǎn)，同樣也可以在空間中作為隔斷使用。