为什么现代建筑师爱上玻璃

在现代建筑世界中，新技术、材料升级、环境要求和美学复杂性等潜在因素为无限创新铺平了道路。一个例子是玻璃，它是一种建筑材料，随着时间的推移得到了极大的改进，并经历了一系列的突破。它从一种更具装饰性的材料变成了一个完整的结构部件。玻璃已从其手工根源转向大规模生产的世界 [1]。

玻璃已经在建筑中使用了很长时间——从可追溯到 1851 年并由 300,000 块玻璃板组成的伦敦水晶宫，到纽约新的海登天文馆。天文馆于 2000 年在曼哈顿的美国自然历史博物馆完工，有一个直径 87 英尺的巨大球体，似乎漂浮在一个令人叹为观止的玻璃立方体的中心。这些只是世界上众多建筑项目中的两个，展示了利用玻璃的惊人可能性 [2]。

除了其优雅的美学特征外，玻璃作为建筑材料的多功能性更令人着迷。其不同的特性、类型和应用使玻璃成为 21 世纪的全球产业。凭借其广泛的功能，玻璃越来越受到全球建筑师的喜爱。

玻璃的特性

玻璃具有以下特性，使其成为建筑行业的有利材料选择：

1。透明度和半透明

透明度提供了与外部世界的连接点，正如通常在建筑物的立面上观察到的那样。玻璃的透明性是由其非结晶性质和玻璃本身内键的特殊性造成的。此外，随着技术的出现，玻璃可能会变得更不透明以呈现半透明。这些特性使玻璃能够为某些目的操纵光[3]。

2。绝缘

玻璃对可见光传输、热、电和电磁辐射具有良好的绝缘响应。只要使用适当的厚度，它也能很好地抵抗声音传播。例如，增加单个玻璃板的隔音效果的唯一有效方法是增加其厚度，因为它的阻尼和刚度无法改变。较厚的玻璃往往会提供更显着的降噪效果 [4]。

3。实力

一般来说，普通玻璃的抗冲击性较低，在冲击下容易开裂或破碎。尽管如此，某些类型的玻璃，例如钢化玻璃或热强化玻璃，仍表现出高抗冲击性值。蚀刻、热强化、离子交换强化、搪瓷、化学强化和纤维强化等玻璃强化技术使玻璃在负载下具有更高的抗变形能力[5]。

4。耐化学性和耐火性

玻璃对由不同环境或酸性条件驱动的化学反应具有很强的抵抗力。它可以承受大多数化学品的影响，例如氨和硫酸。在发生火灾时，经过热处理的玻璃能够阻止火焰传播到相邻空间，从而显着阻挡燃烧家具和材料散发的烟雾和有毒气体。它可以产生额外的隔热效果或减少热辐射的通过[7]。

5。可回收性

玻璃作为一种材料是 100% 可回收的。它可以在不影响质量或纯度的情况下回收。再生玻璃有助于通过减少排放和原材料消耗来节约能源[3]。

建筑行业使用的玻璃类型

建筑玻璃有不同的强度类别，即：退火玻璃、全钢化玻璃 , 和 热钢化玻璃 .另一方面，为了提高性能，也有不同品质的特殊玻璃类型，即：夹层玻璃 , 中空玻璃 , 镀膜玻璃 , 有色玻璃 和金属丝玻璃 .

1。浮法（退火）玻璃

浮法玻璃，也称为退火玻璃，是建筑玻璃中最常见的一种。它由二氧化硅、碳酸盐、硫酸盐和石灰石等原料制成。 浮法玻璃不经过热处理，具有出色的表面质量 因此不会出现通常由玻璃钢化产生的变形。它通常用于住宅结构。然而，在破损的情况下，退火玻璃会危险地破碎成锋利的碎片[8,9]。

2。全钢化（钢化）玻璃

全钢化玻璃经过热强化，即加热到约 650 °C 的特定温度，然后在急流气流下快速冷却。这导致增强的强度、延展性和机械阻力。冷却后，钢化玻璃内部结构承受拉应力，外表面承受压应力，拉弯强度和抗冲击强度均高于浮法玻璃。

全钢化玻璃的强度是退火玻璃的四倍以上 ，具有很高的抗破损性，从而最大限度地减少人身伤害和财产损失的风险。钢化玻璃通常用于自动扶梯侧板、跑车挡风玻璃、玻璃地板、高层建筑幕墙等[8,9]。

3。热强化玻璃

热强化玻璃是一种半硬化、部分钢化的玻璃，强度高，可抵抗热应力或风载荷的破坏。 其强度和抗破损性至少是退火玻璃的两倍。 热处理会导致一定程度的变形，而破损的情况会产生大的碎片[8,9]。

4。夹层玻璃

夹层玻璃由两块或多块热强化或钢化玻璃和中间箔（例如乙烯醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛）制成。 它是一种安全玻璃，可防止危险玻璃碎片在破碎时掉落。它的塑料夹层还具有防紫外线和良好的声学特性。

5。中空玻璃

中空玻璃由两块或多块玻璃板组成，由间隔材料隔开并密封。它们通常用于冷凝控制和隔热。 在生产过程中，绝缘空间可以填充干燥空气或低电导率气体，例如氩气或六氟化硫。 中空玻璃可显着防止热量传入和传出建筑物，减少热量的增加和损失，从而提供卓越的热性能。

6。镀膜玻璃

镀膜玻璃是覆盖有金属化合物（如氧化铁和锡化合物）的玻璃，不仅具有美感，还可以通过反射可见光和红外辐射来调节其热性能。 例如，金属或金属氧化物的薄而耐用的薄膜可以放置在透明或有色玻璃板的表面上，以制造反射涂层玻璃。镀膜玻璃可减少视觉眩光和不需要的阳光进入建筑物 [9]。

7。夹丝玻璃

金属丝玻璃的特点是在平板玻璃中嵌入了钢丝网 ，这有助于它在破裂的情况下保持在一起。它也被用作阻燃剂[6]。然而，金属丝网会在整个玻璃结构中产生薄弱点，削弱其强度和抗冲击性。

不断的创新和技术进步不断增加在建筑和工程领域使用玻璃的可能性。凭借其美学吸引力、多功能性和比任何其他材料更好地利用自然光的能力，玻璃将自己提升为现代建筑中不可或缺的组成部分 [2]。

众多壮观的建筑证明了其卓越的价值。 波兰塞泽青爱乐厅 以棱纹玻璃为特色，其倾斜的屋顶达到顶峰。位于比佛利山庄的 Gores 集团总部展示了由圆形和钻石组成的玻璃板。 加利福尼亚加登格罗夫的基督大教堂 通过其镜面玻璃面板反映周围环境的美丽。这些建筑的奇迹，都是由玻璃的奇迹造就的[10]。

为了应对当今玻璃的巨大价值，玻璃制造公司不断与建筑师和设计师合作，以扩大在建筑中使用玻璃的机会。例如，肖特是一家拥有 130 多年经验的建筑玻璃制造商，专注于玻璃材料、配方和先进技术领域，致力于实现这些目标。玻璃生产商还通过其防反射防护眼镜提供敏感文物和历史立面的保存和保护服务[11]。