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关键词：窗户；革命；生态技术

建筑本质上是一个用以抵御恶劣自然环境的遮避所(shelter)。按照Gottfried Semper的理解：建筑的表皮本是一种“覆盖”(cladding)，水平屋面防止气候的影响，竖向墙体防止野兽的攻击[1]。这遮避所是一个矛盾的统一体，为达到防御的目的必须设置足够的围护，但同时却阻隔了所需的风与光以及人们与自然的交融。窗户的产生是解决这一矛盾的钥匙。据考证，是凯尔特人首先创造了“窗”这个名词[2]，早期的窗即洞口(opening in a wallor roof)，这些原始形式的窗，仅有限地解决了室内的光线问题。玻璃的出现对窗的发展尤为重要。
玻璃最早起源于两河流域和埃及，据文献记载，公元前5世纪在美索不达米亚就已经出现玻璃，在公元前3500年埃及法老的陵墓中曾发现封尘数千年的绿色玻璃珠。在罗马庞贝城的储藏室中找到了早期玻璃窗的证据，这种玻璃30×50cm见方，3～6cm厚。据考证，这种玻璃是将加热的粘稠玻璃浆倒在砂子上，再用铁钩子拉伸展开。它平整度差、呈青绿色，透明度也不佳，生产时间约为公元前60年。[3]公元前200年，叙利亚人(Syrian)发明了铁吹筒(blowing iron)，借助铁吹筒，工人用嘴将热玻璃吹制成薄壁容器，直到19世纪末，一直沿用两种基本的平版玻璃制作模式，吹制柱体平版玻璃(Blown cylinder sheet glass)和花冠玻璃(crown glass)。随着罗马帝国版图的扩大，这些技术逐渐传向北方阿尔卑斯地区[4]。从中世纪开始，大部分窗户都用上了玻璃，但当时玻璃是非常昂贵的东西，这使得普通建筑的窗玻璃面积和形式都非常节制。据考证，欧洲流行的护窗板便是出于保护玻璃的初衷。资料记载，为了保护玻璃，英国的马车玻璃窗在晚上都要取下来搬回家里。英国绅士搬家时，家私可以扔掉，但玻璃一定要带走。[5]整个中世纪，大面积使用玻璃主要局限于教堂，其功能是向文盲展示《圣经》故事。哥特建筑第一次显示了在石头建筑立面上开大窗的可能。教堂上开始使用承重的拱券结构、飞扶壁和柱子。外墙的大部分被解放，大窗得以实现，建筑空间可以面向光线开敞。17、18世纪是玻璃的兴盛时代，玻璃从教堂、修道院走进宫殿和住房。1687年，法国人Bernard Perrot发明了浇注玻璃法(the castglass process):将玻璃溶液倒入平整、预热过的铜桌上，再用水冷式金属滚筒压平。用这种办法生产的平版玻璃尺寸已达1.2m见方，而且大大节省了人力，提高了质量，也降低了造价。

此时，建筑发生了根本性的变化，建筑笨重的体量变得优雅，欠佳的采光大为改善。这便是结构及材料进步为窗户带来的第一次革命性变化，原始简陋的窗洞发展为功能完善的窗户，建筑的舒适度、耐久性都得以极大提高。19世纪的工业革命改变了世界，铁和玻璃改变了传统的建筑，开启了窗户设计的第二次革命。
温室的历史是西方建筑史的重要篇章——尽管没有建筑师参加。玻璃和铁的先锋——John Claudius及Joseph Paxton完全出于纯功能的考虑，设计出了结构与表皮分离的新型建筑。只有园艺师这类“非建筑师”才可以跳出传统“形式规则”的约束，而建筑师们则往往拘泥于立面装饰风格之中而不能自拔。Bailey兄弟于1830年在英国Devon的Bicton花园建成了“棕榈房”(Palm House)，他们运用玻璃材料创造了如同索膜结构一般薄而光滑的表皮。1851年，Paxton的水晶宫设计方案从参赛的245个方案中脱颖而出，其优异的工效(平面125×560m，高22m，9个月完工)却预示着新时代“建筑表皮”设计的方向。[6]1911年，在德国Alfeld的fagus制鞋工厂,Gropius与Adolf Meyer合作，成功地在厂房的立面上“挂”上了一块看不见任何支撑的、幽雅而通透的玻璃幕墙，他们将角柱也包在幕墙之内，创造了3层高的全玻璃的建筑转角。1918年,Willis Jefferson Polk第一次在旧金山的办公建筑上应用了玻璃幕墙(Halladie Building)[7]。这些构成了建筑史上玻璃幕墙的最早尝试。
20世纪上半叶，科学技术的飞速进步为玻璃幕墙的发展提供了技术支撑：1929年。法国公司saint-gobain发明了安全钢化玻璃，Eero Saarinen首创将汽车工业使用的人造橡胶密封条(seal profile)用于位于Michigan的通用汽车技术中心，[8]1960年长效弹性橡胶密封条成为玻璃幕墙的标准做法，1963年,美国在玻璃幕墙上首次使用密封结构胶,将玻璃直接粘贴到金属框架上，成熟的结构胶足以将正面的风压和背面的负压传递给承重结构。至此，玻璃幕墙已经具备了大量推广的技术条件。
20世纪中叶，美国建筑需求量大，但劳动力价格高于欧洲，因此迫切需要一种预制化的建筑工业，玻璃幕墙正适合这种模式。密斯的西格拉姆大厦及SOM的利华大厦创造了轻质玻璃幕墙高层建筑的原型，在这里，精制的玻璃看起来完全脱离了建筑的承重结构，极端简化的型材与半反射玻璃形成优雅的立面。
上述两栋建筑的影响之大，使玻璃幕墙在世界各地迅速克隆。到20世纪70年代初，玻璃幕墙以势不可挡之势在全世界蔓延，办公建筑成为主要的建筑类型，而千篇一律的玻璃幕墙成为其特有的符号，创造性的立面堕落为一层单调的皮。为了遮挡幕墙后面的联接件和减少能耗，彩色镀膜玻璃和镜面反射玻璃被大量采用。但这种光洁的表面并不能真正有效控制直射阳光的进入和室内热量的散失，因此自然导致了全空调的主动模式。代表窗户第二次革命的玻璃幕墙历经半个多世纪的发展，在20世纪70年代的石油危机之后开始遭到广泛的置疑。
如何尽可能节省不可再生资源，保护人类赖以生存的环境，实现可持续发展？新形势及新问题激发着建筑师将生态化设计观念引入建筑设计中，新观念导致了窗户的再一次“革命”。第三次窗户的革命以生态设计概念为指导，以高新技术为手段，无论在形式、节能、构造还是选材上，窗户都愈加完善。以往“洞口镶嵌玻璃”或“结构外粘玻璃”的简单窗户，发展为可根据环境变化而具有自我调节能力的智能系统。具有气候适应性构造的新型玻璃窗，有生物一般的适应能力，既可防止夏季室内过热又可在 本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供

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