机智的玻璃窗进化简史FB体育

　　FB体育今天，窗和Windows都已是现代生活的“空气”与“光”，无比重要却时时忽略。

　　最早的“窗”和烟“囱”其实是一码事儿。很久很久以前FB体育，为了遮风避雨，古人支起了简陋的帐篷，在下面开门的同时，在最顶上开个小洞，一来透气，二来排烟。这小洞就是最早的“窗”FB体育。

　　是的，她就是玻璃，窗就是（玻璃）窗，不提玻璃大家心照不宣，因为她无处不在。

　　但天知道在玻璃窗普及前，为了寻找一款优秀的糊窗材料，世界各地的人们操了多少心。

　　纸透光，尺寸够大，砂纸经过桐油浸泡还可以防水，最重要还便宜。自从东汉蔡伦改进造纸术，到唐宋年间，纸窗基本在中国普及。

　　但透光说到底不是透明，想看外面的情况，还是要开窗的。因为这，还诞生了很多经典的爱情故事。

　　中国在瓷器造纸等材料科学上曾经领先西方足足一千年，但唯独在玻璃材料上，主角并不是中国。

　　很久很久以前，有个埃及人在沙漠中发现了一种神秘的晶体。他把晶体献给了法老，

　　因为玻璃晶莹剔透颜值高，而且非常稀有，玻璃以宝石的身份坐上了法老护身符的C位。

　　在闪电劈中沙漠的瞬间，产生了超过10000℃的高温，远远超过了石英的熔点（约1750℃），就像冰遇热融化一样，石英变成了液体。当热度退却，水分子重新结冰，二氧化硅分子却像路痴一样，忘了自己原来的位置在哪。

　　随着温度越来越低，二氧化硅分子就像暴雪中没赶回避难所的旅人一样，被冰封在回程中，变成了一种液体结构的固体，也就是玻璃。

　　工匠们当然是不知道这些科学原理的，但他们知道玻璃是沙漠中发现的，（也许）通过捣鼓沙子，工匠们掌握了玻璃的基本配方。

　　公元前7世纪，亚述王国尼尼微大图书馆的泥板文书上，用楔形文字铭文记载道：

　　但古埃及并没有找到非常有效的玻璃制作方法，因为生产条件过于苛刻，比如普通火焰只能达到800℃，达不到石英的熔点，所以古埃及的玻璃产品主要是玻璃珠和小型玻璃器皿，粗糙，不透明，且极为昂贵。

　　想造玻璃有天然泡碱（一种碳酸钠，助溶剂）， 泡碱能降造玻璃所需要的温度，大大降低了玻璃的生产难度。

　　古罗马人在制造过程中，发现固态玻璃只要加热到一定程度，就会像塑料一样容易塑形，用铁钳拉着就能在玻璃冷却前拉出各种形状，甚至能在玻璃红热时吹气进去，冷却后形成完美的玻璃泡泡。

　　原来上古世界对玻璃的基本设定错了！ 玻璃不是有色半透明材料，应该是天然水晶那种无色透明的！

　　物质由原子组成，原子中央是原子核，周围是数量不一的电子。假设原子是一座城市，原子核就是市中心，而电子就是郊区的丝们。

　　丝想住到市区的房子里去就得付钱，钱就是能量。光穿透原子时带来大量能量，好比央行放水，发行大量低息房贷。丝纷纷贷款搬入市区，能量被消耗掉，也就是光被吸收了，于是光无法穿透物质。

　　而因为玻璃独特的液态结构，这座城市中房价高的离谱，丝们想搬到市区去需要的钱很多，光射入带来的能量不够，也就是说贷了款也换不起房子，丝们只能佛系，于是光直接穿透了原子，这也就是玻璃透明的原因。

　　虽然正确的配方早在亚述时期就获得了，但在古代社会，靠的不是科学，是经验，用哪儿的沙子，哪种水生植物灰，什么石灰，哪个师傅来操刀……

　　古罗马人依靠仔细地筛选材料，尤其是砂，来达到污染最小化。但当时做不到完全杜绝污染，直到19世纪之前都不行。

　　因为吹制铁管法生产过程用吹气塑形，避免了接触粗糙灼热的炉底或是模具发生二次污染，直到今天依然是吹制工艺玻璃的制造方法。

　　成分正确的原料，新的制造方法，温度够高的窑洞，古罗马大量制造玻璃，沿着四通八达的贸易网络，把精致程度前所未见的玻璃产品运往帝国各地.

　　人们超爱玻璃，除了玻璃器皿，还发明了很多充满创意的应用方式，比如镜子，比如玻璃窗，而两者都需要用到平板玻璃。

　　这种方法，圆柱的尺寸仅受吹制工肺活量的影响。圆柱尺寸最大为长2m，直径300mm。缺点是玻璃回炉加热过程会接触炉底，导致污染。

　　由于生产出的圆盘不平整，玻璃制造者要根据其质量把这块“冕牌”玻璃切成若干小矩形、菱形或边形。中心厚，牛眼状且更小的玻璃块可以作为无须再切割的小圆窗玻璃出售。

　　与圆筒法玻璃相比，由于冕牌玻璃没有接触炉底，因此可以生产出更均匀平整，纯度更高、表面更有光泽的玻璃。

　　考古发现，庞培和赫库兰尼姆两地的住宅以及公共浴室首次将玻璃用做建筑外围护结构的一部分。 虽然当时玻璃很小（300X500mm，厚30mm-60mm），而且用铅焊接导致很重，呈蓝绿色，还不很透明。但不管怎么说：

　　技术的发展从来不能孤立于政治的稳定FB体育，玻璃制造在古罗马到达巅峰之后，并没有延续辉煌，反而走向了凋零。

　　原料运不到产地，成品送不出工厂，印刷造纸术尚未诞生，工匠人死道消，技术失传。玻璃制造业如同玻璃一样精致而脆弱，在战争中寸寸碎裂。

　　12世纪后半叶，哥特式教堂兴起于法国北部，和之前的罗马式教堂不同，哥特式教堂靠立柱承重，柱子与柱子之间巨大的空间可以由窗填充。

　　玻璃花窗成为上帝与人之间的过滤器，太阳光线被转化成一种神秘的媒介，用铅条连接在一起的印花玻璃，勾勒出宗教故事画。

　　因为图像比文字更加易于传播，不识字的信徒也可以看懂，这么说吧，玻璃花窗就是中世纪的“短视频”。

　　由一座小城邦成长为主导世界玻璃生产的地方。以玻璃出口为主业，威尼斯是古罗马之后头一个，因为和古罗马人一样，他们也抓了一手好牌。

　　人们都制造玻璃的硅砂越是干净洁白，得到的玻璃就越纯净。 谁掌控了最优质的原料就能造出最纯净的玻璃，今天是这样，古代更是这样，而你猜怎么着？

　　威尼斯人从本地资源中找到了打火卵石作为制作玻璃的原料，它与海洋海草植物提取的苏打灰一起形成了一种不同寻常的，纯净坚硬的玻璃。

　　11至13世纪，威尼斯享有地中海沿岸沟通东西方的特殊地位，逐渐发展成了融汇东西方的学习中心。

　　在与文明的交流中，威尼斯学习了传承自古罗马的玻璃制造技术，引进了叙利亚匠人FB体育，还知道了在配方中加入锰氧化物作为脱色剂，就可以制造出接近纯净无色玻璃的奥秘！

　　16世纪，透明的窗玻璃才真正出现了，相比古罗马，除了更透明，尺寸并没有什么进步，依然很小，相对木板窗，油纸窗，有优势，也有劣势。

　　首先，凹凸不平、镶有铅条的玻璃块太重、所以玻璃窗不方便制成开启扇。耿直如法国人索性只用固定玻璃窗，但因为不方便擦拭，久而久之，可想而知。

　　其次，因为窗帘并没有普及，很多人觉得透明玻璃窗的光太刺眼，影响睡眠，不如油纸窗光线柔和睡得香。

　　第三，玻璃窗还是太贵。在英国，房客通常在搬家时带走玻璃窗，因为它不是固定装修的一部分。

　　1560年，英国玻璃工业开始兴起，因为圈地运动发了大财的农场主，每家都装上了玻璃窗。

　　和今天手机屏幕一样，当时的富人看着密密麻麻的窗格，对着那一块块小玻璃犯嘀咕，这玩意儿就不能再大一些吗？

　　1600年，法王亨利四世二婚，欧洲各国都派特使来到法国祝贺，向新王后美迪奇献上各种稀世珍宝，其中，威尼斯国王送的礼物是最受新娘喜爱的，是一面书本大的镜子，价值高达15万金法郎，

　　一匹西班牙军马，黑色无杂毛，六岁口，无疾病和受伤历史，这样的马匹价值是100皮司拖尔左右。

　　其实 镜子的做法在古罗马就出现了，玻璃加上一层金属即可， 但从来没有一把镜子像这把威尼斯镜子一样精致透亮！

　　威尼斯被欧洲各国盯得心里发毛，为了维持秘方（也有安全因素），保持垄断， 玻璃匠人被集中到了一座叫 穆拉诺 的岛上，被严禁离开威尼斯共和国，还指定了法律：谁要是把制造镜子的秘密泄露出去，将判以死刑。

　　一有适当的利润，资本就会非常胆壮起来。只要有50％得利润，就会引起积极的冒险；有100％，就会使人不顾一切法律；有300％，就会使人不怕犯罪，甚至不怕绞首的危险。

　　为了得到威尼斯镜子的秘密，欧洲各国纷纷行动了起来，法国驻威尼斯大使想尽一切办法重金收买了几个威尼斯镜子技师，并成功偷运回国。威尼斯镜子的秘密公布于世，从此以后，水银镜渐渐地成为主妇们人手一把的生活用品。

　　大厅的侧廊用一排连续的拱窗，引入阳光，树林，和云影，大厅的另一侧是一排连续的镜子，将美景镜像，虽在厅内，宛若自然，融化在阳光与美景中。

　　为了制造镜厅需要大量尺寸达600X900mm（A1纸大小）的镜子和窗玻璃，但是当时不管是欧洲哪里的玻璃作坊，都提供不了这种尺寸的平板玻璃。

　　不管是吹筒法还是冕牌玻璃，都基于这样一个前提：用铁管挑取玻璃液然后用力吹，这种方法制造容器很适合，但制造大型平板玻璃靠肺活量实在效率太低了。

　　制作镜子的要求又特别高，玻璃厚度均匀，才有足够的厚度进行双面研磨和抛光，进行金属镀膜。

　　为了解决平板玻璃供应的问题，1678年，路易十四设立了一座专门制造镜面玻璃的工厂（现在的圣戈班St Gobain公司的前身），重金悬赏制造平板玻璃的新方法。 圣戈班直到今天还是玻璃制造巨头，前不久刚换了新总部。

　　1687年，法国人伯纳德（Bernard Perrot）重新思考了如何制造平板玻璃，抛开了吹制法的基本预设，发明了新的玻璃制造的方法——压铸玻璃工艺。

　　这样生产出来的玻璃与用先前的几种工艺生产的玻璃板相比，显得更加均匀平整，这种方法制造的平板玻璃厚度均匀，尺寸可达1.2mX2m，用较少的人力就能生产出质量更好的玻璃，因此可以降低成本（其实还是很贵）。

　　伯纳德发明的压铸滚压法使生产更大的平板玻璃成为可能，将玻璃生产的思路从叙利亚老师的吹制法中解放了出来，伯纳德的新思路成为了后来者的 巨人的肩膀。

　　从16世纪透明窗玻璃诞生，到1779年底，连巴黎收入最低的工人都用玻璃窗采光，而在里昂和某些外省城市，人们仍旧使用油纸。

　　大尺寸玻璃窗依然是奢侈品，虽然伯纳德发明了压铸滚压法消灭了人工吹气这一环节，但所有步骤依然需要靠人力操作，尤其是大尺寸玻璃的打磨抛光环节，费时费力。

　　1801年英国平板玻璃铸造公司每天只能生产20块大尺寸平板玻璃。一家国字头的公司一年的产量只有7000片，想想都有哪些人才用得上这种玻璃。

　　当时一片180cmX120cm大小的镜片玻璃零售价格为100英镑。100英镑约等于普通市民20年的房租。。。

　　1696年，英格兰国王威廉三世开始向建筑物开凿窗户征税，史称 窗税（Window Tax）。

　　它不再根据窗户的数量，而是根据窗户上玻璃的重量来征收，因此在整个乔治时代，玻璃都造的很薄很不结实，而窗框不得不因此而做的很结实。

　　冕牌玻璃中心部分像牛眼睛似的地方是吹制工的顶底杆（吹制工具）粘住的位置。由于那个部分有疵点，可以不纳税。

　　于是这种“牛眼”玻璃流行了起来，事实证明对市民来说，价格才是第一位的，如果能免税，玻璃质量就不那么重要了。

　　1798年，拿破仑将门窗税引入法国。和英国不同，法国从富人们的窗户的宽度这一点着眼，窗户的宽度与税金直接成正比。

　　所以当时流行的是宽度很窄，长度很长的窗户。如今我们看来很具有浪漫气息的“法式窗户”就这样诞生了。。。

　　窗户税一开始征收就受到人们反对，但实在不行，大不了就把窗户给封了呗。生活在阴暗、潮湿的黑房子里，人们渐渐认识到窗户就是阳光与空气，而阳光与空气就是健康。

　　在社会公众的巨大压力下，英国与法国，分别于1851年，1917年废除窗税。

　　政治一直在幕后控制着城市与建筑，直到今天也一样，设计师就算敢在业主面前执拗一下，面对规范他可不敢说半个不字。

　　如果没有新的技术进步，也许玻璃窗就会以这样一种形态存在下去，但历史没有如果， 两股巨浪正浩浩荡荡奔涌而来，改变一切。

　　但玻璃制造的底层逻辑和一千多年前的古罗马并没有本质区别，一样靠经验主义，对玻璃的化学原理一无所知，知其然不知其所以然；一样的靠人力操作，但人力有时而穷。

　　19世纪之前，各国玻璃工业的源头就是获取高质量的原料供应， 根据不同的原料建立产业链，演化出不同的制造方法，最终的造出的玻璃也各有特色。

　　1775年，由于甲碱和西班牙海草苏打灰的价格大大提升，法国学术机构开出12000法郎的奖励寻求可替代的材料进行生产，结果导致了勒布朗工艺的研发，成功从盐中提取苏打，跨出了制作玻璃机械化和标准化的第一步。

　　玻璃器材是化学家最听话的仆人，让化学家可以方便的制作复杂的化学仪器，随心所欲的搜集气体、控制液体和进行实验。玻璃器材是西方科学革命的必要条件之一。

　　成长起来的现代科学，最终彻底变革了玻璃产业，19世纪之后，人们开始科学的控制硅砂，从化学组成中生产制作玻璃的成分，不再选择植物或是贝壳这样的矿物资源。

　　1785年，瓦特制成的改良型蒸汽机的投入使用，拉开了第一次工业革命序幕，蒸汽提供了比人力更加便利的动力，得到迅速推广，大大推动了机器的普及和发展。人类社会由此进入了“蒸汽时代”。

　　1839年，钱斯（Chance）兄弟成功改进了吹筒法平板玻璃的切割、打磨和抛光流程，降低了断裂度，改进了表层饰面效果。正因为出现了这种工艺，才能在短短的八个月内为水晶宫的建造提供了300000块玻璃板。

　　1851年，水晶宫落成，世界博览会盛况空前，50万人齐聚海德公园。人们惊叹于巨型又敞亮的室内空间，世界博览会不管在经济还是建筑上都取得了巨大的成功。

　　水晶宫以前所未有的规模，将钢铁与玻璃作为主要建筑材料，赤裸裸的展现在世人面前，将新材料带来的可能性淋漓尽致地展现出来，是现代建筑之路上迈出的革命性的一步。

　　1856年，费雷德利奇（Fredrich Simens）发明了新的熔炉，循环利用灼热气体，使所需燃料减半，大大提高了生产效率，玻璃价格大幅下降。

　　1919年，Max Bicheroux在伯纳德的压铸玻璃的生产工艺方面更近一步。先前分成几步的生产过程现在被集中到一个连续的碾压粉碎机完成：

　　20世纪50年代之前，平板玻璃的生产方法都可以有点像用铁棒捏橡皮泥，只要捏过都知道想到均匀平整并不容易。

　　大尺寸平板玻璃依然做不到完全水平，也就摆脱不掉慢速，巨费人力的研磨和抛光，所以大尺寸平板玻璃依然很贵，此时距离今天已经不足80年。

　　现在在看看落成于1951年的范斯沃斯住宅，为什么全部工程费用高达7.3w美元（约合1600万人民币）？

　　落成于1958年的西格拉姆大厦为什么总投资高达450w美元（约合10亿人民币）？

　　1958年，皮尔金顿（Alastair Pilkington）发明了一种激进的生产方法——浮法玻璃。（文末有视频）

　　黏性的玻璃熔融物流入熔锡槽，由于比重小，浮在水平的熔融锡表面。由于表面张力的作用和玻璃熔液与锡液自身的黏度，液体玻璃就会形成6mm厚的层，几乎完全水平。

　　利用浮力这最基本的科学知识就可以制造完全水平的玻璃，真是极简又伟大的创造！直到今天，浮法玻璃依然是使用最为广泛的玻璃。

　　20世纪60年代，英国人刚发明浮法玻璃，中国人就去考察了，但是英国人不肯给我们看生产线，又动起了垄断的小心思。 问苏联，老大哥也不会，只能自己搞。

　　1971年5月，国家决定在洛阳玻璃厂进行浮法工业试验。于是，全国各地的玻璃专家云集洛玻，洛玻的千余名职工也一齐参战。这就是建材史上有名的“千人大会战”。

　　浮法玻璃在中国是一项崭新的事业,没有任何资料借鉴，实验遇到一波又一波的难题。

　　最大的难题是高温玻璃水通过锡槽时容易凝结，造成玻璃厚薄不均FB体育，有时玻璃水在锡槽里乱溅，工人们身上到处是伤。

　　怎么办？朱老和其他技术人员经过反复思考，在锡槽上部设计了电加热设备，玻璃水通过锡槽容易凝结的问题解决了。

　　大家后来得知，这种做法与英国皮尔金顿浮法玻璃的生产工艺不谋而合。接着，他们又自行研制了玻璃拉边机，精心设计速度、角度，并将锡槽由窄直形变成了口窄后宽形，玻璃越拉越宽、越拉越平，质量越来越高。

　　在奋战了3个多月后，1971年9月23日终于成功地生产出了我国第一块浮法玻璃，其机械强度、平整度、透光度均优于其他平板玻璃。

　　她的诞生，开辟了中国玻璃工业变革和发展的新时代……成为世界玻璃工业中与英国皮尔金顿、美国匹兹堡并驾齐驱的世界三大浮法工艺之一。

　　从此以后农民伯伯家里都可以舍去糊窗纸，换上便宜的大玻璃窗，十几亿中国人用上大玻璃窗后，玻璃窗才算真正的走入千家万户，这个巨变距离今天居然还不到50年。

　　今天中美贸易战，华为被技术封锁，其实父辈们早就面对过无数次这样的难关，回顾历史：

　　如果没有孟莎和布伦的镜厅方案，也就没有制造平板玻璃的新方法，设计在现有技术的基础上预见了未来，提供想象，创造需求。

　　在经历了波澜壮阔的19-20世纪后，今天限制玻璃窗进步的似乎已不是玻璃本身。

　　要么来自节能， 20世纪70年代玻璃盒子以惊人的速度在全世界流行开来，墙体，屋顶全部覆盖着玻璃，直到第一次石油危机爆发，人们才意识到这些玻璃盒子的能耗有多高，玻璃盒子开始退潮。

　　要么来自安全，1973年，贝聿铭设计的汉考克大厦发生了幕墙玻璃脱落的严重事故。

　　手机屏幕，也是玻璃，一块 可触控的玻璃。一样经历了从小到大的过程，她背后的那个世界如此的绚烂。