建筑中玻璃的特点及其运用

张展

（武汉纺织大学 湖北武汉 430073）

1 玻璃的发展与特点

1.1 玻璃材料的发展

玻璃制造已经有接近一千多年的历史了，但是直到现代社会，随着科学技术以及工艺的进步，可以制造出大尺寸的平板玻璃，玻璃才有条件作为建筑材料。但是当时代跨入到21世纪时，一些大胆的设计师及工程师重新认识了新的玻璃材料的方向以后，这一转变才真正到来。玻璃材料大量运用于建筑的障碍就是这种材料的低隔音性、易碎性、低隔热性，其性质决定了不适合应用于建筑。但随着时间的推移，这些弊端都已经得到改进。如今，玻璃已经成为建筑材料中必不可少的一部分。

19世纪后半叶，一些重要建筑已经在运用玻璃。运用最普遍的是在发达的欧洲城市中规模高速发展的艺术中心，以及对光线有要求的展示空间。随着保罗·希尔巴特1914年的著作《玻璃建筑》和科隆的布鲁诺·陶特玻璃展馆的建设，20世纪初迎来了玻璃建筑领域的决定性进步。密斯的设计旨在脱离了装饰和历史元素，将展示建筑物特殊的任务交给无框玻璃和较为光亮洁净的表面之间的相互作用效果。勒·柯布西耶的设计又在玻璃材料的运用上更进一步。

勒·柯布西耶的关键作用体现在组织推动了新建筑语言的产生，用大面积的玻璃材料取代影响光线的旧结构。大玻璃面从此走进了建筑并改变了人们对玻璃作为建筑材料的理解。

1.2 建筑玻璃的基本性能

1.2.1 光学性能

众所周知，玻璃材料的透视功能性能非常好，这其中透光性与透明性是只有玻璃材质才特有的性质，而且其两种特性均是玻璃材料在超冷却的环境下才表现出的状态。玻璃材料特殊的透光性能是应运用于建筑中的最重要的特性之一，可以使光线透过玻璃穿入建筑内部从而使建筑内部空间变得明亮，且因为其材料的封闭性，从而使建筑内部空间有着较好的隐蔽效果。不仅如此，玻璃还有较好的反射性，自然的光线在经过玻璃的表面时将其光线反射到其它地方，通常普通的玻璃反射率是可以达到总光线的20%。因为其这种反射特性，使得光线照到玻璃建筑上能够有非常富有变化的光学效果，给其建筑空间增加很多丰富变化和梦幻效果。

1.2.2 力学性能

建筑玻璃的安全性能主要依赖于玻璃的力学性能，因为建筑玻璃材料在使用时通常要承受很多方面的荷载力，诸如风雪雨荷载、材料自重荷载、因时间季节而产生的温差作用荷载以及地震作用荷载和其它人为性质的荷载等。为了能让玻璃材料更好的应用于建筑中，就需要对玻璃材料的力学性能进行很好的分类归整。

1.3 玻璃材料在建筑中的种类

1.3.1 隔热玻璃

目前的解决方案包括在两片玻璃之间建立一个6～25mm的密封腔，这个绝缘腔作为一个热缓冲可以填充脱湿空气以降低热传导，或者可以进一步改善，用凝胶、氩气或氙气气体，以及薄膜做填充物。最新的技术是采用半透明绝缘材料，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进透光性能的空腔填充元素上。这包括基于波斯百叶窗式可操作的遮光元素，或采用如聚苯乙烯球的更复杂系统。

如前所述，虽然达到隔音水平所需的空腔宽度由于对流会降低其隔热效果，但是双层玻璃构件仍比单层玻璃有更好的隔热和隔音性能。

1.3.2 钢化玻璃

物理钢化加工成本低，效率高。化学钢化加工产出率低，但对较小的玻璃，复杂造型物理钢化无法实现的玻璃仍可以钢化处理。钢化玻璃现在应用很广，钢化玻璃的外观质量问题有许多表现形式，我们按照其出现在生产过程中阶段的不同，将其分为两大类：①由原片质量缺陷造成的钢化玻璃外观质量问题，如：点状缺陷（气泡、夹杂物）、划伤、光学变形等；②由钢化加工过程造成的外观质量问题，如：钢化玻璃的平整度问题（波浪纹、吻合度、板面变形）、光学方面的问题（中部灰色、应力斑过重、虹彩现象）、白道、划伤、麻点等。

1.3.3 特殊玻璃类型

这些包括装饰性强的印花玻璃、安全性高的强化玻璃（加强抗冲击和耐火性）、属钠钙硅酸盐玻璃系统的玻璃砖（运用于结构的一部分）、铸造玻璃以及防火玻璃。

2 玻璃材料在建筑空间中的运用

2.1 玻璃材料与空间划分

玻璃材料与空间划分：光线因为玻璃材料的折射性能会改造空间效果，使建筑空间的层次更加丰富、多样，并且可以从侧面划分空间格局，而且并不影响空间视线本身所具有的连续性，以玻璃材料作为分割空间的介质，使得空间更具有层次感，利用玻璃还可以构成一些小空间，如此既造就了丰富的空间层次感，又没有破坏原来空间的完整性。例如，在建筑空间中用立体玻璃来构成一个小空间，这种方式使整个的建筑空间划分出了一个小空间，再通过玻璃材料的特殊性质，使得大空间和小空间完美统一，这样既丰富了建筑空间的层次感，也不会破坏大空间的整体性。

2.2 玻璃材料与装饰效果

玻璃材料与装饰效果：对于表面装饰技术玻璃材料可以有很多种类型，由于装饰技术的差别，创造出来的装饰玻璃会存在各式各样的特点，有的色彩强烈、形状各异，似一座座想象力丰富的雕塑；还有的镶钻贴金银像色彩灵动的水彩画，展现虚幻、朦胧、光与影相互交织的质感；有的则色彩凝练好似优雅、含蓄的油画；为了满足不同风格的建筑空间对玻璃材料的不同需求，工匠们利用各样的装饰技术和制作手法创造出变幻多姿的装饰玻璃，应用于不同的建筑选择和使用。由于装饰玻璃的造型以及加工工艺多样化，不同的造型特点，再通过光影的作用下表现出不同的艺术风格，如传统、现代、复古、时尚等多种风格。如教堂的彩绘玻璃窗，通过阳光的照射，使得整个教堂里面色彩斑斓，让教堂看起来就像沐浴在奇妙的仙境里一样。

3 玻璃材料的表现力分析

3.1 玻璃材料的光与影效果

光影本身就处在一种特殊的相互作用模式，光和影相辅相成，缺一不可，光在产生影的同时，影同样也在反射着光。玻璃材料拥有其独特的光传输性能和折射性能，并利用光影所产生的效果来影响和装饰建筑物的内部空间和外部结构，这样就能达到其他建筑材料所不能带来的特殊视觉体验。玻璃材料在被外界自然光线的作用下，不仅可以照亮建筑物的内部空间，还可以通过光线和阴影表现出独特的空间氛围。所以许多建筑设计师利用玻璃材料的自然光传输作用和阻隔效应，所产生的丰富多彩的光影效果来营造建筑空间的氛围，建筑设计师们大胆而精心的设计理念，使得不同的自然光线透过玻璃材料在墙壁、地板上投射出各种丰富而绚丽的光影效果，从而形成了建筑空间内的奇特氛围。

3.2 玻璃材料的色彩效果

色彩不仅在保护建筑材料和加强结构质地上扮演着重要的角色，而且还能使建筑构图更加清晰，使房间之间的内在联系更加明确。就好比浅色系的大理石建筑物会给人明快轻松之感，玻璃材质中的色彩是展现建筑多样魅力的重要因素。由于玻璃的透明特性，在自然光线照射玻璃时，会呈现出五颜六色，色彩缤纷的面貌，折射在建筑物或者建筑空间中，使得建筑空间中色彩纷呈。还有一种有色玻璃材料是通过在制作时上色、镀膜以彩绘等工艺手法制得的，因烧制时温度的不同会呈现出不同的，千变万化的色彩表现。另外，玻璃材料的透明程度和在生产过程中添加的化学元素的分量也有联系，调整玻璃内的化学元素分量就可以使玻璃拥有绚丽多彩的视觉体验。玻璃材料的颜色千变万化，应有尽有，彩色玻璃材料的色彩差异决定了它们的特点差异，建筑设计中设计师采用的玻璃材料的颜色不同，观赏者在观赏时也会有不同的感受。

3.3 玻璃材料的肌理效果

玻璃材料的肌理效果，将熔融状态下的玻璃液体急速冷却再用带有图案的模具压制而成，这就是玻璃材料的肌理效果。这种图案在玻璃表面上形成了高低不一的状态，入射的光线会发出漫反射，从而使得玻璃材料可进行光线投射，但是不可以透过其看事物，所以外界不能通过玻璃看到空间的内部，从外投进的的光线还可以让空间内部光线变得柔和。这种带有图形的玻璃可以用在建筑物内部的间隔部分、浴室中的玻璃门窗等需要阻挡其视线的地方。刻花玻璃材料表面上的图案很有立体感，刻花玻璃在建筑空间中，通过光线的照射，显得格外绚丽多彩，刻花玻璃还有透光不透明的特点，同样也可以在空间中作为隔断使用。