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3.1 玻璃

玻璃,这一具有神秘与梦幻色彩的特殊材质,在公共艺术领域运用历时已久。它集材料、技术、科学、艺术多方面因素于一体,呈现出精神和物质两个方面的内涵。玻璃品种的多样性,决定了它在工程中的应用会越来越广泛,也为设计师的灵感提供了更为广泛的创意空间。

玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。

玻璃混入某些金属的氧化物或者盐类会显现出颜色,成为有色玻璃,或通过物理或者化学的方法能制得钢化玻璃。

3.1.1 平板玻璃

1)材料简介

平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃,其化学成分一般为钠钙硅酸盐玻璃。平板玻璃包括普通平板玻璃、浮法玻璃(图 3.1)等。其中浮法玻璃由于生产工艺不同,平度好,没有水波纹。

图 3.1 平板玻璃及浮法玻璃

2)性能及特征

①平板玻璃具有良好的透视性,透光性能好(3 mm和 5 mm厚的无色透明平板玻璃的可见光透射比分别为 88%和 86%),对太阳中近红热射线的透过率较高,但对可见光通过室内墙顶地面和家具、织物而反射产生的远红外长波热射线却能有效阻挡,故可产生明显的“暖房效应”。

②无色透明平板玻璃对太阳光中紫外线的透过率较低。

③平板玻璃具有隔声和一定的保温性能,其抗拉强度远小于抗压强度,是典型的脆性材料。平板玻璃具有较高的化学稳定性,通常情况下,对酸、碱、盐及化学试剂及气体有较强的抵抗能力,但若长期遭受侵蚀也能使其性质破坏,如玻璃的风化和发霉都会导致其外观的破坏和透光能力的降低。

平板玻璃热稳性较差,急冷急热,易发生爆裂。

平板的玻璃是一种比较薄的玻璃,主要应用于普通居民家的玻璃门窗的使用,还可经过一定的喷砂、雕磨或做一定的腐蚀处理,使其具备装饰性。

3)产品工艺

平板玻璃的传统成型方法主要有手工成型和机械成型两种。

①平板玻璃手工成型:主要有吹泡法、冕法、吹筒法等。这些方法由于生产效率低,玻璃表面质量差,已逐步被淘汰,只有在生产艺术玻璃时采用。

②平板玻璃机械成型:主要有压延、有槽垂直引上、对辊(也称旭法)、无槽垂直引上、平拉和浮法等方法。

4)常用参数

根据国家标准《平板玻璃》(GB 11614—2009)的规定,平板玻璃按其公称厚度,可分为 2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、15 mm、19 mm、22 mm、25 mm共 12 种规格,3 mm厚的玻璃用量最大,主要用于建筑门窗。

5)设计注意事项

①平时所说的 3 厘玻璃,是指厚度为3 mm的玻璃。这种规格的玻璃主要用于画框表面。

②5~6 mm玻璃,主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型中。

③7~9 mm玻璃,主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中。

④9~10 mm玻璃,可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目。

⑤11~12 mm玻璃,可用于地弹簧玻璃门和一些活动和人流较大的隔断之中。

⑥15 mm以上玻璃,一般市面上销售较少,往往需要订货,主要用于较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。

3.1.2 经加工的平板玻璃

经过加工的平板玻璃包括磨光玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、磨花玻璃、压花玻璃、冰花玻璃(冰裂玻璃)、蚀刻玻璃、钢化玻璃等。

图 3.2 夹胶玻璃示意图

3.1.3 夹胶玻璃

1)材料简介

夹胶玻璃(图 3.2)是由两片或多片玻璃,中间夹上一层或多层透明有机聚合物的中间膜,经过特殊的高温预压(或抽真空)及高温高压工艺处理后,使玻璃和中间膜永久粘合为一体的复合玻璃产品。较厚的夹胶玻璃俗称防弹玻璃,是一种“安全玻璃”。常用的夹胶玻璃中间膜有:PVB、SGP、EVA、PU等有机聚合物。夹胶玻璃还可以有多种色彩。

2)材料分类

根据中间膜的熔点不同,可分为低温夹层玻璃、高温夹层玻璃、中空玻璃。

根据中间所夹材料不同,可分为夹纸、夹布、夹植物、夹丝、夹绢、夹金属丝玻璃等众多种类。

根据夹层间的黏结方法不同,可分为混法夹层玻璃、干法夹层玻璃、中空夹层玻璃;根据夹层的层类不同,可分为加胶玻璃、夹丝玻璃等。

3)材料特性

夹胶玻璃即使碎裂,碎片也会被粘在薄膜上,破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑。这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生,确保了人身安全。在欧美,大部分建筑玻璃都采用夹胶玻璃,这不仅为了避免伤害事故,还因为夹胶玻璃有极好的抗震入侵能力。有的中间膜能抵御锤子、劈柴刀等凶器的连续攻击,还能在相当长时间内抵御子弹穿透,其安全防范程度可谓极高。玻璃的安全破裂是指在重球撞击下可能碎裂,但整块玻璃仍保持为一体,碎块和锋利的小碎片仍与中间膜粘在一起。由于破碎时碎片不会分散,故这种玻璃多用在汽车等交通工具上。钢化玻璃需要较大撞击力才碎,一旦破碎,整块玻璃爆裂成无数细微颗粒,框架中仅存少许碎玻璃。普通玻璃一撞就碎并产生许多长条形的锐口碎片。

夹胶玻璃的缺点就是容易被水渗透,如果夹胶玻璃发生了水渗透,夹胶玻璃表面就会出现模糊状,在视觉美观方面会有影响。

4)案例赏析

在建筑中运用较多的一种特色夹胶玻璃就是彩色夹胶玻璃。彩色夹胶玻璃也称彩色夹层安全玻璃,是在两片或多片浮法玻璃中间夹以强韧的PVB(乙烯聚合物丁酸盐)胶膜,经热压机压合并尽可能排出中间空气,然后放入高压蒸汽机内利用高温高压将残余的少量空气溶入胶膜而成的彩色玻璃。

图 3.3 Museum atPrairiefire

PVB中间膜是半透明的薄膜,外观为半透明,无杂质,表面平整。对无机玻璃有很好的黏结力,具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性。

正是此中间薄膜,才使它区别于彩色玻璃而被赋予其更多的可能性,能满足设计师天马行空的设计思想。除了PVB薄膜,其常用的中间膜还有EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、PU聚氨酯等。例如,图 3.3 是美国堪萨斯博物馆建筑,通过彩色夹胶玻璃打造的特色建筑外立面,使这个建筑看起来像是一簇簇在田野里熊熊燃烧的火焰。

位于爱尔兰的Athy图书馆通过彩色夹胶玻璃结合光影展示了幻彩的效果(图 3.4)。在景观中运用较多的有风景区的玻璃栈道(图 3.5)所使用的夹胶玻璃,还有稻穗图案、水草图案的工艺夹胶玻璃(图 3.6、图 3.7)。

图 3.4 Athy图书馆(爱尔兰)

图 3.5 玻璃栈道(夹胶玻璃)

图 3.6 工艺夹层玻璃(稻穗图案)

图 3.7 工艺夹层玻璃(水草图案)

3.1.4 夹丝玻璃

1)材料简介

夹丝玻璃(图 3.8)又称防碎玻璃,它是将普通平板玻璃加热到红热软化状态时,再将预热处理过的铁丝或铁丝网压入玻璃中间而制成的。其特性是防火性优越,可遮挡火焰,高温燃烧时不炸裂,破碎时不会造成碎片伤人。另外它还有防盗性能,即使玻璃破碎还有铁丝网阻挡,故主要用于屋顶天窗、阳台窗,而园林工程一般将其用于温室等处。

图 3.8 夹丝玻璃示意图

2)材料特性

(1)防火性

夹丝玻璃即使被打碎,线或网也能支住碎片,很难崩落和破碎。即使被火焰穿破,也可遮挡火焰和火星的侵入,有防止从开口处扩散延烧的效果。

(2)安全性

夹丝玻璃能防止碎片飞散。即使遇到地震、暴风、冲击等外部压力使玻璃破碎时,碎片也很难飞散,所以与普通玻璃相比,夹丝玻璃不易造成碎片飞散而伤人。

(3)防盗性

普通玻璃很容易被打碎,所以小偷可以潜入进行非法活动,而夹丝玻璃则不然。即使玻璃破碎了,仍有金属线网在起作用,所以小偷不可能轻易入室盗窃。夹丝玻璃的这种防盗性,给人们心理上带来了安全感。

夹丝、夹网玻璃改善了平板玻璃易碎的脆性性质,是一种价格低廉,应用广泛的建筑玻璃。

3)制作工艺

夹丝玻璃是采用压延工艺生产出来的一种安全玻璃。成卷的金属丝网由供网装置展开后送往熔融的玻璃液中,随着玻液一起通过上、下压延辊后制成夹丝玻璃。夹丝玻璃中的金属丝网网格形状一般为方形或者六角形,而玻璃表面可以带花纹,也可以是光面。夹丝玻璃厚度一般为 6~16 mm(不含中间丝的厚度),安全玻璃可在建筑物顶棚等场合使用。

4)案例赏析

夹丝调光玻璃不通电时,它是不透明的,因此完全隔断了两个空间的联系;而玻璃通电后,呈现出隐约的通透效果,又变成了普通的夹丝玻璃,使得被隔断的空间又变得若隐若现。如图 3.9 所示,调光玻璃的科技感与丝的艺术感完美结合,给整个空间提升了不少层次感。

图 3.9 夹丝调光玻璃示意图

夹画(夹丝)调光玻璃的应用:

①屏风应用。水墨画调光玻璃屏风不管是用于家装还是商业场所,都是高端大气上档次的代表。用于家装,既可作为隔断,创造私密空间,也可用山水画图案营造强烈的艺术氛围,展示主人的良好品位;用于商业场所(比如休闲娱乐区),可为工作人员营造良好的放松氛围,能极为有利地提升工作效率。

②隔断应用。隔断相比屏风而言,面积更大,通常在办公室或大型别墅中应用较多。大面积水墨画办公室的调光玻璃创造出开放与隐秘二合一的全新效果,不仅能从视觉上带给同事或客户非凡享受,还可随心控制空间大小变化。利用背投投影技术,还可将调光玻璃幻化为投影幕墙,加入触控功能,实现多媒体应用(图 3.10)。

图 3.10 夹丝调光玻璃隔断、屏风示意图

3.1.5 钢化玻璃

1)材料简介

钢化玻璃是将普通玻璃先切割成需要的形状和大小,然后加热到接近软化点的 700 ℃左右,再快速均匀地冷却而制成,制成后不能再进行切割和钻孔等加工。钢化玻璃不易破碎,一旦破碎时会分解为细小碎粒,不会伤人,常用来制作门窗、隔断和栏板等。

2)材料特性

(1)安全性好

当玻璃受外力破坏时,碎片会类似蜂窝状的钝角碎小颗粒,不易对人体造成严重的伤害。

(2)强度高

同等厚度的钢化玻璃的抗冲击强度是普通玻璃的 3~5 倍。

(3)挠度大

其抗弯强度是普通玻璃的 3~5 倍。

(4)热稳定性高

钢化玻璃具有良好的热稳定性,能承受的温差是普通玻璃的 3 倍,可以承受300 ℃的温差变化。

3)案例赏析

钢化玻璃用于玻璃幕墙、玻璃地面(图 3.11)。

图 3.11 钢化玻璃幕墙、地面示意图

3.1.6 玻璃马赛克

1)材料简介

玻璃马赛克是呈透明或半透明状,色泽丰富,质地坚硬,具有耐热、耐寒和防水特点的小块玻璃,一般采用牛皮纸组成 0.3 m × 0.3 m的板块,便于施工,在现场采用白水泥白砂(石英砂)浆粘贴,能保持色彩的纯正。它可用作墙面和地面的装修材料(图 3.12)。

图 3.12 玻璃马赛克示意图

2)材料特性

玻璃马赛克色彩多样,有红、紫、蓝、灰、黑、咖啡、豆沙、菊黄、奶黄、翠玉、翡翠、水粉红、西洋红和深柠檬等多种颜色,既可以拼为单一色,也可以拼为各种不同颜色组成的复合色图案。

与传统装饰材料相比,玻璃马赛克具有以下几大特点:

①原料来源丰富,其主要成分为纯碱、纯砂、长石、石灰石、方解石、着色剂、乳化剂,来源有保障,还可以利用废玻璃作为熟料生产。

②生产工艺简单,一般用烧结法和熔融法,也有冷压法。其工艺简单,既便于实现机械化和自动化生产,又有利于降低成本。

③产品性能好。

④施工方便快捷。

⑤装饰效果明显,品种多样,色彩丰富,且表面光滑,不易藏污垢,能雨天自涤,日晒雨淋不褪色,日久长新。其内部含有一定量的气泡,既减轻了自重,同时在室内采光或室外阳光的照射下能产生散射或折射,质感柔和,光彩夺目,色彩绚丽。

3)案例赏析

玻璃马赛克用作立柱的外饰面(图 3.13),犹如水晶艺术效果,还可以组合成特色图样。

图 3.13 玻璃马赛克立柱外饰面图

3.1.7 玻璃砖

1)材料简介

玻璃砖是用透明或颜色玻璃料压制成形的块状或空心盒状,且体形较大的玻璃制品。其品种主要有玻璃空心砖、玻璃实心砖,马赛克不包括在内。多数情况下,玻璃砖并不作为饰面材料使用,而是作为结构材料,作为墙体、屏风、隔断等类似功能使用。

据智研数据研究中心统计,玻璃砖在装修市场占有相当的比例,一般用于装修比较高档的场所,用于营造琳琅满目的氛围。另外,由于玻璃制品所具有的特性,用于采光及防水功能的区域也非常多。

图 3.14 玻璃砖示意图

玻璃砖的结构隔音性、通透性相当好,又非常结实,所以也很适合作为建筑的外墙建材。玻璃砖的历史,可以追溯到 19 世纪的 80 年代末,当时瑞典建筑师古诗塔夫·法尔科尼耶把玻璃制作成这样的造型(图 3.14),并且拼接起来,他设计了 3 种不同类型的手工吹制玻璃砖,这就是世界上第一批玻璃砖。

到了 20 世纪 30 年代,机器更加发达以后,进一步发展创造了更先进的玻璃砖类型。玻璃砖适应性强、模块化和稳定的性质,使它成为了一个非常棒的材料(图 3.15)。

现代主义建筑师皮埃尔·查罗 1932 年在巴黎的“玻璃之家”,就是一个非常好的设计,标志着工业玻璃砖正式进入建筑材料应用之中(图 3.16)。

图 3.15 模块化玻璃砖示意图

图 3.16 巴黎“玻璃之家”

2)性能及特征

①高透光性和选择透视性:玻璃砖的高透光性是一般装饰材料无法相比的,用玻璃砖砌成的墙体具有高采光性,玻璃砖还使光线通过漫反射使整个房间充满柔和光线,解决了阳光直射引起的不适感。阳光通过玻璃砖墙能达到二次透光甚至是三次透光,大大提高室内的光环境水平。玻璃砖能使光线扩散,从而使室内的氛围稳定、柔和。

②节能环保:玻璃砖属钠钙硅酸盐玻璃系统,不含有醇、苯等有害物质,它能减弱其他物质带来的光污染,调整室内布局。

③防火、防尘、防潮、防结露:玻璃砖经过特殊工艺加工和处理,在规定的耐火实验中能保持其完整性和隔热性,其防潮和防结露的特性也优于双层玻璃。

④隔音:每一块玻璃砖部分都是空心的,能够隔绝外部的噪声。

⑤使用灵活:可以根据个人喜好任意组合不同规格玻璃砖,能呈现出空间美感。

⑥安全性能好:玻璃砖抗压强度高,配合钢筋做处理的墙体也比较结实。

⑦抗压强度高、抗冲击力强、安全性能高:单个玻璃砖的最小抗压强度为 6.0 MN/ m 2 ,优于普通红砖,和空心砖的强度相近。由钢筋做出的墙体,结实牢稳。玻璃砖散弹冲击实验值为 1.2 m /45kg(冲击力值),是普通玻璃的 5~10 倍,钢化玻璃的抗冲击力为 1 m /1.04 kg,从这个指标看玻璃砖的抗冲击力比钢化玻璃还要好。因而玻璃砖还具有高度的防盗安全性。

⑧价格便宜:玻璃砖相对于其他的装饰材料来说不算贵。

3)玻璃砖的分类

①玻璃饰面砖:又被称为“三明治砖”,因为它采用了两块透明的材料,中间具有夹层存在(在这层夹层的位置处,也可以放入使用者需要的材料)。不过它的装饰作用需要特定的载体才能体现,所以一般运用得不是特别广泛。

②玻璃锦砖:主要运用在墙体和墙面。它不吸水,表面比较光滑,清洗方便,而且体积小、质量较轻,所以在施工的时候也比较方便操作。

③实心玻璃砖。这种砖的质地比较适中,一般在使用实心玻璃砖的时候,需要有其他的借助物,它的颜色选择还是比较丰富的。

4)案例赏析

20 世纪 90 年代后期,奢侈品牌爱马仕还邀请了伦佐·皮亚诺设计了东京银座总部,用了整整 13 000 个定制的方形玻璃砖构成建筑表面(图 3.17)。

离我们最近的 2016 年,香奈儿委托MVRDV设计其在阿姆斯特丹的旗舰店,于是水晶屋就出现了(图 3.18)。

让人惊喜的是,玻璃砖的发展还在进行。如Brickworks就在最近推出了一款名为Poesia的玻璃砖,是澳大利亚首款水晶透明玻璃砖系列(图 3.19)。

图3.17 东京银座

图 3.18 香奈儿水晶屋

图3.19 水晶透明玻璃砖

3.1.8 其他玻璃

此外,玻璃还有许多类型,如镀膜玻璃、隔热玻璃、低辐射玻璃等,因为在园林工程中应用较少,所以不再赘述。 X8XJcVCrilmBQawzNlkIPTSMumNt7YEI7mCESGDRONK6S2jBOdURvozY80EdUo/V

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