Стекло, материал hi-tech с 5000-летней историей
“Мы живем по большей части в закрытых помещениях. [..] Стеклянные архитектурные объекты [...] будут пропускать свет солнца, луны и звезд не только через несколько окон, но и через все возможные стены, которые будут практически полностью сделаны из стекла [...]. Вот такая новая среда, которую мы создадим, принесет нам и новую культуру”
Об этом мечтал Пол Шеербарт в своем знаменитом эссе “Стеклянная архитектура” (Glasarchitektur), опубликованном в 1914 году. Стекло всегда имело большое значение в литературе и архитектуре: его уникальные, но в то же время противоречивые характеристики делают его почти волшебным материалом.
Стекло прозрачно, как вода, но прочно, как камень. Оно пропускает свет, но также способно отражать изображения, создавая игру света. Оно скрывает и демонстрирует, объединяет помещения, но в то же время может их разделять. Оно позволяет смотреть сквозь себя, оставаясь при этом невидимым.
В стекле есть удивительное очарование, оно такое чистое и простое: это аморфное и некристаллическое твердое вещество, оно инертно, поскольку не вступает в реакцию с веществами, с которыми вступает в контакт. Оксид кремния или кварцевый песок (SiO2), карбонат натрия (Na2CO3) и карбонат кальция (CaCO3) являются основными соединениями одного из самых древних материалов в мире. В действительности, появление стекла окутано легендой: Плинию Старшему в его книге “Естественная история” пришлось прибегнуть к литературной уловке, чтобы проследить происхождение этого материала, который широко использовался на всей территории Римской Империи. Весьма вероятно, что его изобретение можно проследить до случайного события, которое человечество смогло воспроизвести и сохранить. В конце концов, лава, которая быстро остывает, может превратиться в стекло, а считается, что древнейшие артефакты из обсидиана появились 30 000 назад в виде ножей и посуды. Сегодня мы окружены стеклом: его можно встретить на фасадах зданий и внутри них, в качестве мебели или украшений, в упаковке напитков, лекарств и косметики, в автомобилях и самолетах, в объективах камер, в солнечных панелях, в лампочках, ЖК-экранах и даже в тех кабелях, по которым передаются наши данные по сети.
История стекла, однако, не является однозначной. Его изготовление сократилось вместе с пришедшей в упадок Римской империей, и вновь возродилось намного позже, только в 12 веке. Технология производства листового стекла, которая используется сегодня, была изобретена только в 1950-х годах, в то время как техника выдувания, используемая для полого стекла, насчитывает 2000 лет. Финикийские ремесленники в Месопотамии разработали первую производственную технику в 3000 году до нашей эры. Это было заложено в древнем искусстве металлургии. Кремний, натрий и кальций разжижались в раскаленной смеси и затем возвращались в твердое состояние в формах. Небольшие украшения, такие как бусы, печати и кольца…. Несколько столетий спустя египтяне начали использовать его для изготовления полых предметов, емкостей для духов и мазей. Римляне были первыми, кто использовал его для закрытия оконных проемов, для защиты от внешних воздействий и в то же время для освещения своих интерьеров. Самое старое окно – это небольшой иллюминатор в термах Помпеи.
Это история о сложных отношениях. Для того, чтобы найти себе применение в больших масштабах, стекло заключило союз с невиданными прежде техническими и культурными инновациями.
В 1950-х годах Аластер Пилкингтон и Кеннет Бикерстафф разработали поистине революционную технологию производства, называемую флоат-стеклом, и в последующие десятилетия заменили процессы производства листового стекла литьем, экструзией или прокаткой. До этого времени поверхности не имели параллельных сторон, им требовался последующий процесс полировки. Идея заключалась в том, чтобы поместить расплавленное стекло в жестяную ванну внутри туннельной печи.
Олово и стекло не смешиваются между собой, и стеклянная паста, вылитая в оловянную ванну при температуре 1100 ° C, приобретает идеально плоскую форму. Этот инновационный метод, в дополнение к уменьшению производственных дефектов и дефектов включения, привел к получению идеально ровного и гладкого изделия без необходимости прибегать к дорогостоящим операциям механического шлифования. Пилкингтон превратил стекло в стандартный продукт, повысив его качество, сделав доступным по более низкой цене, создав большие и значительно более тонкие листы.
"Новая среда из стекла полностью преобразит человечество. И можно только надеяться, что новая цивилизация стекла не столкнется с большим сопротивлением"
И существуют не только технологические ограничения: стекло всегда ассоциировалось с идеей хрупкости и опасности. Как можно было использовать потенциальную магию стекла в строительных конструкциях и интерьерах, если это считалось угрозой для физической безопасности и безопасности частных помещений? Мы стали свидетелями настоящего культурного и технологического переворота, который привел к тому, что стекло стало многофункциональным и надежным материалом. Сегодня стекло является гибким, устойчивым к сжатию и изгибу, оно защищает нас от солнечных лучей, является выдающимся тепло- и звукоизолятором. Оно огнестойкое и защищает нас от взломов. Стекло еще очень далеко от того, чтобы быть замененным развитием материалов и технологическими инновациями, оно само по себе стало высокотехнологичным артефактом, сохраняющим свою магию тысячелетнего продукта, чистоту и прозрачность элементарного объекта, хотя его можно улучшить с помощью бесконечного количества отделок и процессов.
Фасады могут быть украшены стеклянными окнами, включающими интеллектуальные системы окраски, которые могут быть активированы с помощью приложения или голосовых команд, способных фильтровать свет, обеспечивать конфиденциальность и устранять отражения, а также обеспечивать теплоизоляцию. И на этом история не заканчивается. На сегодняшний день замена еще не изобретена, и стекло переживает ошеломляющий всплеск роста. Стоимость рынка листового стекла, оцениваемая в 38 800 миллионов долларов в 2003 году, увеличилась в два раза до 72 миллионов долларов в 2013 году, и, по прогнозам, к 2023 году рост еще удвоится и составит почти 140 000 миллионов долларов.
