Архитектурное стекло — это стекло, которое используется в качестве строительного материала. Он наиболее часто используется в качестве прозрачного материала для остекления в оболочке здания, включая окна во внешних стенах. Стекло также используется для внутренних перегородок и как архитектурная особенность. При использовании в зданиях стекло часто имеет безопасный тип, который включает усиленные, закаленные и ламинированные стекла.

Листовое стекло
Литые стеклянные окна, хотя и с плохими оптическими качествами, стали появляться в самых важных зданиях в Риме и в самых роскошных виллах Геркуланума и Помпеи.

Красное стекло
Одним из самых ранних методов изготовления стеклянных окон был метод кровельного стекла. Горячее выдувное стекло было разрезано напротив трубы, затем быстро вращалось на столе, прежде чем он мог остыть. Центробежная сила формировала горячий глобус стекла в круглый плоский лист. Затем лист будет разбит на трубу и обрезается, чтобы сформировать прямоугольное окно, чтобы вставить его в рамку.

В центре кусочка стекла короны останется толстый остаток оригинальной выдувной горлышки бутылки, отсюда и название «яблочко». Оптические искажения, производимые «яблочным яблоком», могут быть уменьшены путем измельчения стекла. Разработка пельменей с решетчатыми окнами была отчасти потому, что три обычные ромбовидные стекла могли быть удобно вырезаны из куска стекла Crown с минимальными отходами и с минимальными искажениями.

Этот метод изготовления плоских стеклянных панелей был очень дорогим и не мог использоваться для изготовления больших панелей. Он был заменен в 19-ом столетии процессами цилиндра, листа и проката, но он по-прежнему используется в традиционном строительстве и реставрации.

Стекло цилиндра
В этом процессе производства стекло вдувается в цилиндрическую форму железа. Концы отрезаны, и разрез делается по бокам цилиндра. Вырезанный цилиндр затем помещают в печь, где цилиндр разворачивается в плоские стеклянные листы.

Рисованное листовое стекло (процесс Fourcault)
Нарисованное листовое стекло было сделано путем погружения лидера в чану из расплавленного стекла, а затем вытащить этот лидер прямо вверх, в то время как пленка из стекла закалилась только из чана — это известно как процесс Fourcault. Эту пленку или ленту подтягивали непрерывно на тракторах на обоих краях, когда они охлаждались. После 12 метров или около того она была отрезана от вертикальной ленты и опрокинулась вниз, чтобы ее можно было отрезать. Это стекло прозрачное, но имеет изменения толщины из-за небольших изменений температуры только из чаны, поскольку это было упрочнение. Эти изменения вызывают линии небольших искажений. Этот стакан все еще можно увидеть в старых домах. Поплавковое стекло заменило этот процесс.

Стекло листового стекла
Разработан Джеймсом Хартлслей в 1848 году. Стекло берется из печи в больших железных ковшиках, которые перевозятся на стропах, работающих на верхних рельсах; из ковша стакан бросается на чугунное полотно катка; и прокатывается в лист железным валиком, причем этот процесс аналогичен способу изготовления пластинчатого стекла, но в меньших масштабах. Прокатанный таким образом лист грубо обрезается в то время как горячий и мягкий, чтобы удалить те части стекла, которые были испорчены непосредственным контактом с ковшом, и лист, все еще мягкий, вталкивается в открытый рот туннеля отжига или температуры управляемая печь, называемая лер, вниз, которую она несет системой валиков.

Полированное листовое стекло
Процесс полированного пластинчатого стекла начинается с листового или рулонного листового стекла. Это стекло имеет размерность неточно и часто создает визуальные искажения. Эти грубые стекла были измельчены, а затем отшлифованы. Это был довольно дорогостоящий процесс.

Перед поплавковым процессом зеркала были пластинчатым стеклом, поскольку листовое стекло обладало визуальными искажениями, которые были схожи с теми, что наблюдались в парке развлечений или зеркалах для фюрера.

Стекло листовое (фигурное)
Сложные образцы, найденные на фигурном (или «соборе») стекле из листовой стали, производятся аналогично процессу проката пластинчатого стекла, за исключением того, что пластина отлита между двумя роликами, одна из которых имеет узор. В некоторых случаях оба ролика могут иметь шаблон. Образец запечатлевается на листе печатным валиком, который опускается на стекло, когда он остается основным валиком, все еще мягким. Это стекло показывает рисунок с высоким рельефом. Затем стекло отжигают в лере.

Стекло, используемое для этой цели, обычно белого цвета, чем прозрачные стекла, используемые для других применений.

Это стекло можно ламинировать или закалить в зависимости от глубины рисунка для получения безопасного стекла.

Стеклянный поплавок
Девяносто процентов плоского стекла в мире производится методом флоат-стекла, изобретенным в 1950-х годах сэром Аластером Пилкингтоном из Pilkington Glass, в котором расплавленное стекло выливается на один конец расплавленной оловянной ванны. Стекло плавает на олове и выравнивается, когда оно распространяется вдоль ванны, обеспечивая гладкое лицо с обеих сторон. Стекло охлаждается и медленно затвердевает, когда оно перемещается по расплавленному олову и оставляет оловянную ванну в сплошной ленте. Затем стекло отжигают охлаждением в печи, называемой лер. Готовый продукт имеет почти идеальные параллельные поверхности.

Сторона стекла, которая находилась в контакте с оловом, имеет очень небольшое количество олова, встроенного в его поверхность. Это качество делает эту сторону стекла более легким для покрытия, чтобы превратить ее в зеркало, однако эта сторона также мягче и легче царапается.

Стекло изготавливается в стандартных метрических толщинах 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 и 22 мм. Расплавленное стекло, плавающее на олове в атмосфере азота / водорода, будет распространяться до толщины около 6 мм и останавливаться из-за поверхностного натяжения. Более тонкое стекло изготавливается путем растягивания стекла, когда оно плавает на олове и охлаждается. Точно так же толще стекло отталкивается назад и не разрешается расширяться, когда оно остывает на олове.

Призматическое стекло
Стекло призмы — это архитектурное стекло, которое излучает свет. Он часто использовался на рубеже 20-го века, чтобы обеспечить естественный свет в подземных пространствах и вдали от окон. Стекло призмы можно найти на тротуарах, где оно известно как хранилище хранилища, в окнах, перегородках и навесах, где оно известно как призматические плитки, и как припасы для палубы, которые использовались для освещения помещений под палубой на парусных судах. Он может быть сильно украшен; Фрэнк Ллойд Райт создал более сорока различных образцов для призматических плит. Современное архитектурное призматическое освещение обычно делается с использованием пластиковой пленки, нанесенной на обычное оконное стекло.

Стеклянный блок
Стеклянный блок, также известный как стеклянный кирпич, представляет собой архитектурный элемент, изготовленный из стекла, используемого в областях, где требуется неприкосновенность частной жизни или визуальное осветление при принятии света, например, подземные гаражи, туалеты и муниципальные плавательные бассейны. Стеклянный блок был первоначально разработан в начале 1900-х годов, чтобы обеспечить естественный свет на промышленных заводах.

Отожженное стекло
Загрязненное стекло представляет собой стекло без внутренних напряжений, вызванное термообработкой, то есть быстрое охлаждение или закалку или усиление тепла. Стекло отжигается, если оно нагревается над точкой перехода, а затем медленно охлаждается, не гасится. Поплавковое стекло отжигается в процессе производства. Тем не менее, наиболее закаленное стекло изготовлено из флоат-стекла, специально обработанного термообработкой.

Отжиг стекла разбивается на большие, зубчатые осколки, которые могут привести к серьезным травмам и считается опасным в архитектурных применениях. Строительные нормы во многих частях мира ограничивают использование отожженного стекла в районах, где существует высокий риск поломки и травмы, например, в ванных комнатах, дверных панелях, противопожарных выходах и на низких высотах в школах или домах.

Ламинированное стекло
Ламинированное стекло изготавливается путем соединения двух или более слоев стекла вместе с промежуточным слоем, таким как ПВБ, под действием тепла и давления, для создания единого листа стекла. Когда сломан, прослойка удерживает слои стекла и препятствует его разрыву. Прослойка также может дать стеклу более высокую оценку звукоизоляции.

Существует несколько типов ламинированных стекол, изготовленных с использованием различных видов стекла и прослоек, которые при разрыве дают разные результаты.

Ламинированное стекло, которое состоит из отожженного стекла, обычно используется, когда безопасность является проблемой, но закалка не является вариантом. Лобовыми стеклами обычно являются ламинированные очки. Когда сломан, слой PVB предотвращает разрыв стекла, создавая шаблон взлома «паутина».

Закаленное ламинированное стекло предназначено для разрушения на мелкие кусочки, что предотвращает возможную травму. Когда оба куска стекла сломаны, он производит эффект «влажного одеяла», и он выпадет из его отверстия.

Теплоустойчивое многослойное стекло прочнее, чем отжиг, но не столь сильное, как закаленное. Он часто используется там, где проблема безопасности. Он имеет больший разброс, чем закаленный, но поскольку он имеет свою форму (в отличие от эффекта «влажного одеяла» закаленного многослойного стекла) он остается в отверстии и может выдерживать большую силу в течение более длительного периода времени, что делает его намного сложнее пройти через.

Теплоустойчивое стекло
Стекло с термоукреплением — это стекло, которое подвергается термообработке, чтобы вызвать поверхностное сжатие, но не в той степени, в какой оно вызывает «кость» при разрушении в виде закаленного стекла. При разрушении нагретое стекло разбивается на острые кусочки, которые, как правило, несколько меньше, чем те, которые обнаружены при разрушении отожженного стекла, и являются промежуточными по прочности между отожженными и закаленными стеклами.

Химически усиленное стекло
Химически усиленное стекло представляет собой стекло, которое имеет повышенную прочность. Когда он сломан, он все еще разрушается в длинных острых осколках, похожих на всплывающее (отожженное) стекло. По этой причине он не считается защитным стеклом и должен быть ламинирован, если требуется безопасное стекло. Химически усиленное стекло обычно составляет от шести до восьми раз больше прочности отожженного стекла.

Стекло химически укрепляется путем погружения стекла в ванну, содержащую калиевую соль (обычно нитрат калия) при 450 ° C (842 ° F). Это заставляет ионы натрия на поверхности стекла замещаться ионами калия из раствора ванны.

В отличие от закаленного стекла, химически упрочненное стекло может быть разрезано после упрочнения, но оно теряет свою дополнительную прочность в области приблизительно 20 мм разреза. Аналогичным образом, когда поверхность химически усиленного стекла глубоко поцарапана, эта область теряет дополнительную силу.

Химически усиленное стекло использовалось на некоторых навесах истребителей.

Стекло с низкой излучательной способностью
Стекло, покрытое веществами с низкой излучательной способностью, может отражать энергию лучистого инфракрасного излучения, стимулируя лучистое тепло, чтобы оставаться на той же стороне стекла, из которого оно возникло, и пропускать видимый свет. Это часто приводит к более эффективным окнам, потому что лучистая теплота, возникающая изнутри зимой, отражается обратно внутри, в то время как инфракрасное тепловое излучение солнца в течение лета отражается, сохраняя его более холодным внутри.

Обогреваемое стекло
Электрически нагреваемый стекло является относительно новым продуктом, который помогает находить решения при проектировании зданий и транспортных средств. Идея нагревания стекла основана на использовании энергосберегающего низкоэмиссионного стекла, которое обычно представляет собой простое силикатное стекло со специальным покрытием из оксидов металлов. Нагреваемое стекло можно использовать во всех стандартных системах остекления, изготовленных из дерева, пластика, алюминия или стали.

Самоочищающееся стекло
Недавняя (2001 Pilkington Glass) инновация — это так называемое самоочищающееся стекло, предназначенное для строительства, автомобилестроения и других технических применений. Нанометрическое покрытие диоксида титана на внешней поверхности стекла вводит два механизма, которые приводят к свойству самоочистки. Первый — фотокаталитический эффект, при котором ультрафиолетовые лучи катализируют распад органических соединений на поверхности окна; второй — гидрофильный эффект, при котором вода притягивается к поверхности стекла, образуя тонкий лист, который смывает расщепленные органические соединения.

Изоляционное стекло
Изоляционное стекло или двойное остекление состоит из оконного или глазурного элемента из двух или более слоев остекления, разделенных прокладкой вдоль кромки и герметизированной для создания мертвого воздушного пространства между слоями. Этот тип остекления имеет функции теплоизоляции и снижения шума. Когда пространство заполнено инертным газом, оно является частью устойчивого архитектурного проектирования энергосбережения для зданий с низкой энергией.

Эвакуированное остекление
Инновации 1994 года для изолированного остекления — это эвакуированное стекло, которое пока выпускается коммерчески только в Японии и Китае. Крайняя тонкость эвакуированного остекления предлагает множество новых архитектурных возможностей, в частности, в архитектуре сохранения и историцистической архитектуре, где эвакуированное остекление может заменить традиционное одинарное остекление, которое намного менее энергоэффективно.

Эвакуированный остекленный блок изготавливается путем герметизации краев двух листов стекла, как правило, с помощью припоя, и вакуумирования пространства внутри с помощью вакуумного насоса. Эвакуированное пространство между двумя листами может быть очень мелким и быть хорошим изолятором, что дает изоляционное оконное стекло с номинальной толщиной всего 6 мм. Причины этой низкой толщины обманчиво сложны, но потенциальная изоляция хороша в основном потому, что в вакууме не может быть конвекции или газовой проводимости.

К сожалению, эвакуированное остекление имеет некоторые недостатки; его изготовление сложное и сложное. Например, необходимый этап в производстве вакуумированного остекления является дегазационным; то есть, нагревая его, чтобы освободить любые газы, адсорбированные на внутренних поверхностях, которые в противном случае могли бы впоследствии уйти и разрушить вакуум. Этот процесс нагрева в настоящее время означает, что эвакуированное остекление не может быть усилено или усилено тепловой обработкой. Если требуется эвакуированное защитное стекло, стекло должно быть ламинировано. Высокие температуры, необходимые для дегазации, также приводят к разрушению высокоэффективных «мягких» покрытий с низкой излучательной способностью, которые часто наносятся на одну или обе внутренние поверхности (то есть те, которые стоят перед воздушным зазором) других форм современного изоляционного остекления, в чтобы предотвратить потерю тепла через инфракрасное излучение. Однако менее эффективные «твердые» покрытия по-прежнему пригодны для эвакуированного остекления.

Кроме того, из-за атмосферного давления, присутствующего снаружи эвакуированного остекления, его два стеклянных листа должны каким-то образом удерживаться отдельно, чтобы они не сгибались и не касались друг друга, что могло бы победить объект эвакуации устройства. Задача раздвижения панелей выполняется сеткой прокладок, которые обычно состоят из маленьких дисков из нержавеющей стали, которые размещены на расстоянии около 20 мм друг от друга. Прокладки достаточно малы, чтобы они были видны только на очень близких расстояниях, обычно до 1 м. Однако тот факт, что спейсеры будут проводить некоторое количество тепла, часто приводит в холодную погоду к образованию временных сетчатых узоров на поверхности вакуумированного окна, состоящих либо из небольших окружностей внутренней конденсации, центрированных вокруг прокладок, где стекло немного холоднее среднего, или, когда на внешней поверхности стакана есть роса, на внешней поверхности стекла небольшие круги, в которых отсутствует роса, потому что проставки слегка приближают стекло к ним.

Проводимость тепла между стеклами, вызванная прокладками, имеет тенденцию ограничивать общую изоляционную эффективность эвакуированного остекления. Тем не менее, эвакуированное остекление по-прежнему является изоляционным, а также более толстым обычным двойным остеклением и имеет тенденцию быть более сильным, поскольку два составных стеклянных листа спрессовываются атмосферой и, следовательно, реагируют практически как один толстый лист на изгибающие силы. Эвакуированное остекление также обеспечивает очень хорошую звукоизоляцию по сравнению с другими популярными видами оконного стекла.

Сейсмические требования к строительному коду
Самый последний строительный кодекс, применяемый в большинстве юрисдикций в Соединенных Штатах, — это Международный строительный кодекс 2006 года (IBC, 2006). В 2006 году IBC ссылается на издание стандартных минимальных проектных нагрузок для зданий и других сооружений, подготовленных Американским обществом инженеров-строителей (ASCE, 2005) для своих сейсмических положений. ASCE 7-05 содержит особые требования к неструктурным компонентам, включая требования к архитектурному стеклу.

Опасность отраженного солнечного света
Если неправильно спроектировать, вогнутые поверхности с большим количеством стекла могут выступать в качестве солнечных концентраторов в зависимости от угла солнца, потенциально травмируя людей и нанося ущерб имуществу.