تاریخچه اختراع شیشه

اختراع شیشه تحولی عظیم در معماری دنیا ایجاد کرد. به گونه‌ای که امروزه شهرهای جهان زیبایی خود را مدیون این تحول بزرگ درصنعت تولید می‌دانند. شیشه به واسطه حرارت دادن و سرد کردن ترکیبی از شن، کربنات سدیم و آهک تولید می شود.

تاریخچه تولید و کاربرد شیشه به حدود بیش از 4 هزار سال پیش برمی‌گردد ولی تقریبا 2 هزار سال پس از کشف آن بود که کاربرد شیشه در پنجره‌ها مطرح شد. روش تولید شیشه به روش بادی امکان ایجاد شیشه‌های ظریف برای پنجره‌ها را میسر کرد که در قطعات مستطیلی با ابعاد حداکثر400 در 300 میلی‌متر درصفحات مدور تولید می‌شد.

بلافاصله پس از کشف این روش، ونیزی‌ها متد استوانه‌ای را کشف کردند که این روش حدود 800 سال برای تولید شیشه به کار برده می‌شد. در این روش درون یک استوانه شیشه‌ای توخالی دمیده، از طول برش داده و سپس صاف و صیقل داده می‌شد. با این روش ورقه‌های بزرگ‌تری تولید می‌شد ولی حرارت مجدد و صاف کردن شیشه منجر به خرابی سطح شیشه می‌شد. به هر حال همراه با پیشرفت تکنولوژی روش‌هایی برای تولید شیشه‌هایی که در ساختمان‌ها کارایی داشته باشند، ابداع شد. آن‌ها به صورت عنصری طبیعی و لازم در کلیساهای بزرگ در شمال اروپا به کار برده می‌شدند که تا اواخر هزاره اول پس از میلاد نیز این روند ادامه داشت.

در جستجوی نور

با تغییر سبک معماری از رومی به گوتیک، کاربرد شیشه در دنیای معماری جایگاه خود را تا ابد پیدا کرد. شاید بتوان معماری سبک گوتیک در شمال اروپا را دوره اول معماری شیشه‌ای نامید. جابه‌جایی قسمت‌هایی از دیوارهای سنگی بزرگ معماران را قادر به خلق آثار چشمگیری در تاریخ کرد. شیشه خود به خود جایگاه خود را در معماری پیدا کرد و شیشه‌های بسیار زیبا کم‌ کم در معماری بناها دیده شدند. معماری سبک گوتیک به منظور جستجوی نور به وجود آمد، جستجوی درخشش، سبکی و بی‌وزنی. پنجره‌هایی که در سبک گوتیک به کار برده می‌شد معمولا با شیشه‌های رنگی توسط هنرمندان نقاشی و تزیین می‌شد.

در اواخرقرن شانزدهم به کارگیری شیشه به عنوان سمبلی از ثروت و تجمل در انگلستان در نظر گرفته می‌شد. شیشه وسیله‌ای بسیار گران‌قیمت بود و بنابراین استفاده از آن در ساختمان و حتی گاهی اوقات به کار بردن آن به جای دیوارحالت تظاهر به ثروت و بود. بدین ترتیب در انگلستان شیوه‌های غیر متعارف استفاده از شیشه رایج شد.

در نیمه اول قرن نوزدهم بود که مراکز هنری به راه افتادند و بدین ترتیب زبان نوینی در معماری به وجود آمد، پنجره‌هایی که نور به‌راحتی و فراوانی از آن‌ها عبور کند و معماری از آن حالت سنتی خارج شد و شیشه جایگاه و کاربرد واقعی خود را پیدا کرد. به دنبال انقلاب صنعتی در بریتانیا و به موازات آن به کارگیری آهن در ساختمان‌ها، پروژه‌هایی مثل کاخ کریستال پاکستون اجرا شد.

پاکستون با به کارگیری دانش خود در طراحی سنتی، استفاده از شیشه و برش دادن آن به روش سریع و خارق العاده، شگفتی‌هایی در معماری نوین ایجاد کرد.

معماری شیشه‌ای و حرکت‌های نوین

آغاز قرن بیستم در واقع عصر فضا و زمان نام‌گذاری شده است، عصر زیبایی‌شناسی در حرکت، متغیر بودن و هیجان در ماشین.

پل شبارت در کتاب معماری شیشه‌ای خود در سال 1914 می‌نویسد:

"... ما بیشتر زندگیمان را در اتاق‌های بسته سر کرده‌ایم. این فرهنگی است که با آن بزرگ شده‌ایم و خو گرفته‌ایم. سبک معماری ما تا حد زیادی تحت تاثیر فرهنگ ما بوده است. چنانچه بخواهیم تغییری در فرهنگمان ایجاد کنیم به ناچار باید در سبک معماریمان تغییر ایجاد کنیم و این امر تنها به وسیله ترک اتاق‌های بسته و تغییر دادن آن‌ها حاصل می‌شود. با نهادینه شدن و معرفی معماری شیشه‌ای، راه برای عبور نور طبیعی خورشید، ماه و ستارگان نه فقط از طریق پنجره‌ای کوچک بلکه از طریق دیوارها که صرفا از شیشه و آن هم شیشه‌های رنگی ساخته می‌شوند، هموار می‌شود. بدین ترتیب محیط جدیدی که به وجود می‌آوریم، فرهنگی نوین را با خود به همراه می‌آورد."

غرفه‌های شیشه‌ای برونو تات نیز به همین منظور طراحی شد و هدفی مشابه را دنبال می‌کرد که آن به کار گیری بهینه شیشه و استفاده از شفافیت و روشنایی آن در آینده معماری بود. البته شیشه جزو لاینفک کارهای معماران بزرگ از جمله مایس وان دور روحه، لو کوربوسیر و فرانک لیود است.

طی نیمه اول قرن بیستم، به جهت توسعه صنعت و تکنولوژی، بهبود و پیشرفت‌هایی در ساختار کارهای شیشه‌ای پدید آمد و بالاخره در اوایل دهه 1950 پیشرفتی در صنعت تولید شیشه حاصل شد که تا به امروز ادامه دارد. آلیستار پیلکینگتون روش شناوری شیشه مذاب بر سطح فلز مذاب را ابداع کرد که امروزه از آن به عنوان فرآیند شناور یاد می‌شود. با این روش ورقه‌های شیشه‌ای کاملا صاف و هموار تولید می‌شود که امروزه روشی غالب در تولید شیشه در سراسر جهان است.

انواع شیشه و کاربرد آن‌ها :

شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشه‌های مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه می‌گردد و مصارف مختلفی دارد که عمده‌ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکل‌های مختلف اعم از شیشه‌های شفاف، نیمه شفاف و رنگی، جاذب حرارت، ایمنی، دوجداره، سکوریت و... وجود دارد.

همچنین در آینه‌سازی‌، صنایع‌نشکن‌، صنایع یخچال‌سازی‌، میزهای شیشه‌های‌، انواع شیشه رومیزی و تیغه‌کاری ساختمان کاربرد دارد.

شیشه رنگی

به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد:

1. با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگ‌های مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پررنگ بوسیله اکسید کبالت به دست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می‌گردد.

2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌برند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها، نمایشگاه‌ها، آزمایشگاه‌ها و ساختمان‌های صنعتی به کار می‌روند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)

همراه مواد اولیه این شیشه‌ها در مقابل حرارت مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک به کار می‌رود و سیلیس آن‌ها از انواع شیشه‌های معمولی بیش‌تر است. معمولا از آن‌ها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاق‌ها استفاده می‌نمایند.

شیشه مسطح

این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه می‌سازند و بیش‌تر برای درهای ورودی، کارگاه‌ها، موتورخانه‌ها، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده می‌نمایند.

شیشه دوجداره (مضاعف)

این نوع شیشه‌ها، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها یا درزهای آن‌ها هوابندی شده است و فضای بین آن‌ها با مواد خشک‌ کنندهای مانند سیلیکاژل، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه، خلاء ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمان‌ها مانند فرودگاه‌ها، هتل‌ها و بیمارستان‌ها به‌ کار می‌رود.

شیشه سکوریت

در این حالت، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد به‌طور ناگهانی و تحت شرایط خاص سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوک‌های حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب‌رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاه‌ها، درهای شیشه‌ای و پنجره‌های جانبی اتومبیل‌ها استفاده می‌گردد.

شیشه سکوریت ساختمانی

استفاده از شیشه معمولی (غیر سکوریت) در ساختمان‌های بلند مرتبه در صورت بروز حادثه اعم از طبیعی مانند زلزله یا حوادث ناشی از دخالت بشر، خطر آسیب‌ دیدگی جدی و حتی مرگ به همراه دارد، چرا که شیشه‌های سکوریت به علت شکستن به صورت قطعات بزرگ در هوا شناور می‌شود و شعاع زیادی را در معرض خطر قرار می‌دهد.

شیشه نشکن

این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که به‌وسیله ورقه‌هایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل می‌شوند. همچنین بعضی از انواع شیشه‌های طلق‌دار به عنوان عایق صوتی، جاذب حرارت، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی به کار برده می‌شوند. وقتی که این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه می‌گردد.

از جمله کاربردهای این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی است که اشیاء گران‌قیمت می‌فروشند. ممکن است شیشه‌نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند. ‌

شیشه ضد گلوله

از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن، شیشه ضد گلوله می‌سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف می‌گردد.

شیشه انعکاسی (رفلکس)

در این نوع شیشه‌ها، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس‌ کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها، نور خورشید را منعکس می‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می‌کنیم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز می‌تاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شب‌ها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.

شیشه رفلکس با انعکاس نور خورشید، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و در نتیجه باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های احداث، راه‌اندازی و نگه‌داری سیستم‌های تهویه و تبدیل می‌شود.