建筑中玻璃的特點及其運用

張展

（武漢紡織大學 湖北武漢 430073）

1 玻璃的發展與特點

1.1 玻璃材料的發展

玻璃制造已經有接近一千多年的歷史了，但是直到現代社會，隨著科學技術以及工藝的進步，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。但是當時代跨入到21世紀時，一些大膽的設計師及工程師重新認識了新的玻璃材料的方向以后，這一轉變才真正到來。玻璃材料大量運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，其性質決定了不適合應用于建筑。但隨著時間的推移，這些弊端都已經得到改進。如今，玻璃已經成為建筑材料中必不可少的一部分。

19世紀后半葉，一些重要建筑已經在運用玻璃。運用最普遍的是在發達的歐洲城市中規模高速發展的藝術中心，以及對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，20世紀初迎來了玻璃建筑領域的決定性進步。密斯的設計旨在脫離了裝飾和歷史元素，將展示建筑物特殊的任務交給無框玻璃和較為光亮潔凈的表面之間的相互作用效果。勒·柯布西耶的設計又在玻璃材料的運用上更進一步。

勒·柯布西耶的關鍵作用體現在組織推動了新建筑語言的產生，用大面積的玻璃材料取代影響光線的舊結構。大玻璃面從此走進了建筑并改變了人們對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才特有的性質，而且其兩種特性均是玻璃材料在超冷卻的環境下才表現出的狀態。玻璃材料特殊的透光性能是應運用于建筑中的最重要的特性之一，可以使光線透過玻璃穿入建筑內部從而使建筑內部空間變得明亮，且因為其材料的封閉性，從而使建筑內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，自然的光線在經過玻璃的表面時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到總光線的20%。因為其這種反射特性，使得光線照到玻璃建筑上能夠有非常富有變化的光學效果，給其建筑空間增加很多豐富變化和夢幻效果。

1.2.2 力學性能

建筑玻璃的安全性能主要依賴于玻璃的力學性能，因為建筑玻璃材料在使用時通常要承受很多方面的荷載力，諸如風雪雨荷載、材料自重荷載、因時間季節而產生的溫差作用荷載以及地震作用荷載和其它人為性質的荷載等。為了能讓玻璃材料更好的應用于建筑中，就需要對玻璃材料的力學性能進行很好的分類歸整。

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6～25mm的密封腔，這個絕緣腔作為一個熱緩沖可以填充脫濕空氣以降低熱傳導，或者可以進一步改善，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雜系統。

如前所述，雖然達到隔音水平所需的空腔寬度由于對流會降低其隔熱效果，但是雙層玻璃構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鋼化加工產出率低，但對較小的玻璃，復雜造型物理鋼化無法實現的玻璃仍可以鋼化處理。鋼化玻璃現在應用很廣，鋼化玻璃的外觀質量問題有許多表現形式，我們按照其出現在生產過程中階段的不同，將其分為兩大類：①由原片質量缺陷造成的鋼化玻璃外觀質量問題，如：點狀缺陷（氣泡、夾雜物）、劃傷、光學變形等；②由鋼化加工過程造成的外觀質量問題，如：鋼化玻璃的平整度問題（波浪紋、吻合度、板面變形）、光學方面的問題（中部灰色、應力斑過重、虹彩現象）、白道、劃傷、麻點等。

1.3.3 特殊玻璃類型

這些包括裝飾性強的印花玻璃、安全性高的強化玻璃（加強抗沖擊和耐火性）、屬鈉鈣硅酸鹽玻璃系統的玻璃磚（運用于結構的一部分）、鑄造玻璃以及防火玻璃。

2 玻璃材料在建筑空間中的運用

2.1 玻璃材料與空間劃分

玻璃材料與空間劃分：光線因為玻璃材料的折射性能會改造空間效果，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性，以玻璃材料作為分割空間的介質，使得空間更具有層次感，利用玻璃還可以構成一些小空間，如此既造就了豐富的空間層次感，又沒有破壞原來空間的完整性。例如，在建筑空間中用立體玻璃來構成一個小空間，這種方式使整個的建筑空間劃分出了一個小空間，再通過玻璃材料的特殊性質，使得大空間和小空間完美統一，這樣既豐富了建筑空間的層次感，也不會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：對于表面裝飾技術玻璃材料可以有很多種類型，由于裝飾技術的差別，創造出來的裝飾玻璃會存在各式各樣的特點，有的色彩強烈、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的水彩畫，展現虛幻、朦朧、光與影相互交織的質感；有的則色彩凝練好似優雅、含蓄的油畫；為了滿足不同風格的建筑空間對玻璃材料的不同需求，工匠們利用各樣的裝飾技術和制作手法創造出變幻多姿的裝飾玻璃，應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，再通過光影的作用下表現出不同的藝術風格，如傳統、現代、復古、時尚等多種風格。如教堂的彩繪玻璃窗，通過陽光的照射，使得整個教堂里面色彩斑斕，讓教堂看起來就像沐浴在奇妙的仙境里一樣。

3 玻璃材料的表現力分析

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，光在產生影的同時，影同樣也在反射著光。玻璃材料擁有其獨特的光傳輸性能和折射性能，并利用光影所產生的效果來影響和裝飾建筑物的內部空間和外部結構，這樣就能達到其他建筑材料所不能帶來的特殊視覺體驗。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部空間，還可以通過光線和陰影表現出獨特的空間氛圍。所以許多建筑設計師利用玻璃材料的自然光傳輸作用和阻隔效應，所產生的豐富多彩的光影效果來營造建筑空間的氛圍，建筑設計師們大膽而精心的設計理念，使得不同的自然光線透過玻璃材料在墻壁、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的奇特氛圍。

3.2 玻璃材料的色彩效果

色彩不僅在保護建筑材料和加強結構質地上扮演著重要的角色，而且還能使建筑構圖更加清晰，使房間之間的內在聯系更加明確。就好比淺色系的大理石建筑物會給人明快輕松之感，玻璃材質中的色彩是展現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，會呈現出五顏六色，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在制作時上色、鍍膜以彩繪等工藝手法制得的，因燒制時溫度的不同會呈現出不同的，千變萬化的色彩表現。另外，玻璃材料的透明程度和在生產過程中添加的化學元素的分量也有聯系，調整玻璃內的化學元素分量就可以使玻璃擁有絢麗多彩的視覺體驗。玻璃材料的顏色千變萬化，應有盡有，彩色玻璃材料的色彩差異決定了它們的特點差異，建筑設計中設計師采用的玻璃材料的顏色不同，觀賞者在觀賞時也會有不同的感受。

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，入射的光線會發出漫反射，從而使得玻璃材料可進行光線投射，但是不可以透過其看事物，所以外界不能通過玻璃看到空間的內部，從外投進的的光線還可以讓空間內部光線變得柔和。這種帶有圖形的玻璃可以用在建筑物內部的間隔部分、浴室中的玻璃門窗等需要阻擋其視線的地方。刻花玻璃材料表面上的圖案很有立體感，刻花玻璃在建筑空間中，通過光線的照射，顯得格外絢麗多彩，刻花玻璃還有透光不透明的特點，同樣也可以在空間中作為隔斷使用。