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3.2 1851年的伦敦水晶宫
1851年春天，伦敦海德公园里面出现了一座规模庞大的铁与玻璃的建筑物，它通体晶莹透亮。人们从来没有见过这样的建筑，如此光洁轻巧，它被人称做“水晶宫”（Crystal Palace）。这个美丽的名字恰当地表达出这座新奇建筑的特质和人们进入其中的感受。
“水晶宫”是一座展览馆，专为1851年5月1日开幕的世界工业产品大博览会（The Great Exhibition of Works of Industry of All Nations）而设计建造。
近代资本主义经济发展以后，各国企业界热心举办各种展览会、博览会以促进产销，这种博览会、展览会展示经济的成就，技术和艺术的发展，生产和消费的新潮，渐渐成为社会生活中的一种盛事，它们具有历史上宗教活动那样的吸引力。各国政府很支持举办这样的博览会，把它作为振兴实业、显示财富和力量的一种方式。在近代史上，1798年巴黎第一个举办工业展览会。此后各国纷纷仿行，但基本上还限于一国国内的产品。1851年在海德公园举办的这次博览会是第一个大规模的国际性博览会。博览会由英国皇家工艺协会主办，协会主席是当时维多利亚女王的丈夫阿尔伯特亲王。
博览会预定于1851年5月1日开幕。1850年3月，博览会的筹建委员会宣布举行全欧洲设计竞赛，征求建筑方案。4月份，委员会收到245个应征方案，但是没有一个合用的。从设计竞赛到建成开幕只有一年多一点的时间，工期极短；其次，展馆在博览会闭幕后将要拆除，因此要省工省料，能快速建造、快速拆除，且建筑物应能耐火。当时欧洲各国建筑师送来的传统的建筑设计方案都不能满足这些要求。委员会于是自己进行设计，拿出的方案仍是一个相当复杂的砖砌建筑，正中有一个大的铁结构圆穹顶。这个方案依然不符合要求，但决定按它建造。对此，议院和公众舆论哗然。这个时候，一位名叫派克斯顿（Joseph Paxton，1803—1865）的园艺匠师出场了。他表示能够提出一个符合各项规定要求的建筑方案。筹建委员会答复可以让他试一试。派克斯顿和他的合作者们工作了8天，果然拿出一个符合各项要求的建筑方案，并且附有造价预算。1850年7月26日这个设计方案被正式接纳，负责施工的是福克斯-亨德森工程公司（Fox&Henderson）。
派克斯顿提出了一个完全新颖的革命性的建筑方案。他设计的展馆总长约564米（1851英尺
），总宽约124米（408英尺），共三层，外形逐层收退，立面正中有凸出的半圆拱顶，顶下的中央大厅由地面到最高处约33米（108英尺），大厅宽约22米（72英尺）。左右两翼大厅高约20米（66英尺），大厅两旁楼层形成跑马廊。展馆占地7.18万平方米（77.28万平方英尺），建筑总体积为93.46万立方米（3300万立方英尺）。
这样庞大的建筑物只用17个星期就建起来了。这是闻所未闻的高速度。原因是它既不用石，也不用砖，是一个完全的铁框架结构，所有的墙面和屋面则全是玻璃。整个建筑物由3300根铸铁柱和2224根铁横梁构成框架。铁柱子是中空铁管，所有铁柱的外包尺寸完全相同，不同部位的柱子仅改变管壁的厚度，以适应不同的承载力。横梁系平行桁架梁，长度分为7.3米（24英尺）、14.6米（48英尺）和21.9米（72英尺）几种。它们高度一样，但构件断面不同，有的采用铸铁，有的采用锻铁，以满足不同的荷载需要。在柱头之上有铁制连结体，将柱头、横梁及上层柱子的底部连结成一体，构造十分巧妙，既坚固又便于快速组装。桁架式铁横梁在当时是先进的构件，不过，当时只能计算出每个杆件中的受力，现今所用的桁架理论在1850年尚未形成。为了铁框架的稳定性和抵抗风荷载，外墙铁柱和铁梁之间安装了斜交的拉杆。它们安装在外墙的内侧，在外面仍然隐约可见。中央半圆拱顶上也装有这种斜拉杆。
墙面除铁构件外都是玻璃和窗棂。玻璃只有一种规格，即124厘米×25厘米（49英寸×10英寸）。屋顶除正中的圆拱外都是平的，所有屋面都是玻璃。玻璃天顶组成折板形，便于排水，又增加强度。雨水顺天井注入圆形铁柱，送进地下排水井。屋面玻璃和墙面上的尺寸一样，可以互换。为了安装屋面玻璃，专门做了一种可以移动的小车，沿着天井活动，大大加快了安装速度。80名玻璃安装工人在1周内安装了18.9万块玻璃。玻璃总量达8.36万平方米，重400吨，相当于1840年英国玻璃总产量的1/3。展馆所用的玻璃是当时所能生产的最大尺寸，由英国最大的一家伯明翰玻璃公司提供。正是玻璃的尺寸决定了整个建筑的7.3米（24英尺）的柱网尺寸。英国原来有限制玻璃生产的高额货物税，1845年取消此项税种后玻璃产量大增。如果是在1845年前，水晶宫大概不可能用上那么多的玻璃，展厅内部也将光线暗淡，失去水晶宫的特色。
派克斯顿出身农民，受教育不多，但从1826年23岁时起任一位公爵的花园总管，对于用铁和玻璃建造植物温室很有经验。多年前他已采用玻璃做成折板形温室屋顶，为的是让早上和黄昏时的阳光直射进温室。派克斯顿得到为1851年博览会提出建筑方案的允许后，同一位铁路工程师以及助手们研究出上述方案。方案批准后，他与施工厂商进一步研究结构和构造细节，做出模型进行试验安装。建筑施工图纸由F.& H.工程公司绘制。建筑的构件规格和尺寸都尽最大努力加以标准化。铁件由铁工厂制造，送到现场拼装，大部分采用螺栓固结，施工中尽量采用机械和蒸汽动力。真正用于施工安装的时间实际只占17个星期，留下了布置展览的时间，大博览会按时于1851年5月1日开幕。展出期间有600多万人参观，影响极大。博览会结束后，派克斯顿申请在原地保存水晶宫，未获批准。水晶宫于1852年5月开始拆除，年底运出海德公园。派克斯顿组织一个公司，买下构件材料，运到伦敦南郊西登翰（Sydenham）山头重建，规模扩大，近乎原来的两倍，高度也增加了，两端又各添出一部分，增加了许多新构件。新水晶宫于1852年8月动工，1854年6月竣工，维多利亚女王曾为它揭幕。新水晶宫作为展览、娱乐、招待中心，十分兴盛。1868年清朝官员张德彝等出使西洋，他们在伦敦停留时曾去新水晶宫参观。张德彝在其撰写的《欧美环游记（再述奇）》中记载了他对水晶宫的印象（一次是白天，另一次是晚间）：
九月初八日壬午，晴。午正，同联春卿乘火轮车游‘水晶宫’。是宫曾于同治五年春不戒祝融，半遭焚毁。缘所存各种奇花异鸟，皆由热带而来，天凉又须暖屋以贮之。在地板之下，横有铁筒，烧煤以通热气，日久板燥，因而火起。刻下修葺一新，更增无数奇巧珍玩，一片晶莹，精彩炫目，高华名贵，璀璨可观，四方之轮蹄不绝于门，洵大观也。
十三日丁丑，晴。晚随志、孙两钦宪往水晶宫看烟火，经营宫官包雷贺斯、瑞司丹灵等引游各处。灯火烛天，以千万计。奇货堆积如云，游客往来如蚁，别开光明之界，恍游锦绣之城，洵大观也。
新水晶宫于1866年发生火灾，烧毁部分建筑，即张德彝所说“同治五年春不戒祝融，半遭焚毁”之事。又过了70年，即1936年再次发生火灾，建筑全毁，再也没有重建。
1851年的水晶宫在建筑史上具有重大意义。第一，它所负担的功能是全新的。要求巨大的内部空间，最少的阻隔，以便安置许多庞大的工业产品，以及外域运来的奇花异木，它要同时容纳众多的参观者在其中任意流动。这样的功能，在工业革命前从来没有提出过。第二，它要求快速建造。博览会从筹备到开幕不过一年多时间，留给设计和施工的时间非常之短，因此必须采用新型材料，新型结构，利用工业革命带来的新技术，才能满足这些要求。水晶宫采用的铁构件和玻璃都是由工厂大量生产，然后运到现场安装的，因此，自然要采用标准化的构件。水晶宫第一次大规模地显示了采用工业化的预制装配化方法的优越性。第三，建筑造价大为节省。派克斯顿等人提出的建筑方案和建造方法是当时最经济的一种，按当时的价格计算，水晶宫内部建筑体积的造价合每立方英尺一个便士。我们无从细算这个造价究竟有多么便宜，但从水晶宫墙厚（仅20.3厘米即8英寸）与伦敦圣保罗大教堂墙厚（4.27米即14英尺）的比较，即可看出物力与人力的节约是相当可观的。第四，从水晶宫的设计和建造过程可以看出，只有熟悉和掌握有关新材料、新技术的人员才能解决新的建筑课题，建筑师如果墨守成规，不扩大自己的知识面，就难以发挥应有的作用。第五，水晶宫显示了一种把实用性、技术以及经济放在首位的设计思想，这种要求有力地突破了沿袭传统建筑样式的做法。尽管在水晶宫的建造过程中，这一切是不得已的，被逼出来的，然而也不是偶然的，相反，它预示着时代发展的趋向。第六，水晶宫的建筑形象向人们预示了一种新的建筑美学质量，其特点就是轻、光、透、薄，它们与传统砖石建筑的厚、重、闭、实大相径庭。水晶宫在当时得到不同的评价：一方面，许多建筑师和高雅人士认为它算不上是architecture，仅仅是一个construction，意即它不属于建筑艺术或高尚建筑的范围，而只是一个构筑物；另一方面，它又获得了广大公众和不带偏见的专业人士的喜爱。当时的报道说，参观水晶宫的人群对它抱有像是对罗马圣彼得大教堂一样尊崇的情绪，有人描写在水晶宫里的感觉如同“仲夏夜之梦”。清朝官员张德彝说，“一片晶莹，精彩炫目，高华名贵，璀璨可观。”相信是贴切精当的描写！
如果将1851年的伦敦水晶宫同100年后即1951年在纽约建成的利华大厦（Lever House）加以比较，则更使人感到那座已不存在的水晶宫真正是20世纪新建筑的第一朵报春花。
伦敦水晶宫引起公众对玻璃和铁结构建筑的喜爱。在它之后，欧洲和美国一些城市也建造了一些号称水晶宫的建筑，如1853年纽约博览会的水晶宫。很多商业建筑采用铁和玻璃的屋顶。意大利米兰的爱麦虞埃二世商场（Victor Emmanuel Ⅱ Gallery，Milan，1865—1867）的商店街道上覆盖着玻璃拱顶，既挡风雨又有充足的光线，至今仍是居民喜爱的购物中心。1876年巴黎出现第一个有铁和玻璃屋顶的百货公司（Magasins du Bon Marché 1873—1876，设计人L-C Boileau，A. Moisant，G. Eiffel）。这些在当时都是适应城市大量人口需要的新型商业建筑形式。