معمار (بزرگترین معمار خداوند است )

پنجره های دو جداره

در دهه‌های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره‌های دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره‌ها از دو لایه شیشه تشکیل می‌شوند که توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین از هم جدا شده‌اند.
پنجره‌ها روشنایی، گرما، هوای تازه و زیبایی‌ها را به خانه آورده و ارتباطی با محیط خارج برقرار می‌کنند. به رغم این محاسن پنجره‌ها یکی از عوامل مهم در اتلاف حرارتی ساختمانها است.
به طوری که حدود یک چهارم حرارت خارج شده ساختمانها در زمستان و یا

حرارت وارد شده به آنها در تابستان از طریق پنجره‌ها صورت می‌گیرد. به همین دلیل از دیر باز کاهش این تلفات مد نظر طراحان ساختمان‌ها بوده است.
در گذشته نه چندان دور برای کاهش اتلاف حرارتی ساختمانها به جای استفاده از پنجره‌های با یک لایه شیشه از پنجره‌های با دو یا چند لایه شیشه کمک گرفته می‌شد. حتی در پاره‌ای از موارد، لایه‌های پلاستیکی در بین شیشه‌ها نیز به کار می‌رفت.
ولی در دهه‌های اخیر تکنولوژی ساخت پنجره‌های دو جداره با فاصله هوایی روز به روز پیشرفت کرده است. این پنجره‌ها به طور کلی از دو لایه شیشه، که توسط فاصله‌ای از هم

جدا شده اند تشكيل شده است .

فاصله بین دو لایه شیشه توسط هوا و یا گاز دیگری با ضریب هدایت پایین همچون آرگون، دی‌اکسید‌کربن و کریپتون پر می‌شود بدین ترتیب با توجه به اینکه پنجره‌های یک ساختمان دارای مقاومت حرارتی کمتری نسبتبه سایر اجزای آناست، به کارگیری این پنجره‌ها می‌تواند نقش به سزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.
به گفته «هزاد قاسمی»، استادیار مهندسی مکانیک برای مطالعه دقیق میزان تلفات حرارتی از پنجره‌ای دو جداره و مقایسه عملکرد آنها نسبت به پنجره‌ای ساده تک شیشه‌ی نیاز به بررسی مکانیزمهای مختلف انتقال حرارت است.

جابه جایی و تشعشع روی سطوح خارجی، هدایت در داخل شیشه‌ها، جابه جایی و تشعشع در فاصله هوایی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشید از شیشه‌ها به داخل از جمله مکانیزم‌های دخیل در انتقال حرارت است.

به همین دلیل برای مطالعه عملکرد این سیستمها عموماً از فرضیات ساده کننده‌ای استفاده می‌شود. شاید ساده‌ترین تقریب استفاده از فرض انتقال حرارت هدایت یک بعدی در داخل شیشه‌ها و لایه هوا است.

در این شرایط می‌توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با کمک مقاومت‌های حرارتی محاسبه کرد. اما باید توجه داشت که سیال بین دو جداره شیشه‌ای با دماهای مختلف ساکن باقی نمی‌ماند.
در واقع ایجاد گرادیان‌های دما در سیال باعث برقراری حرکت در آن می‌شود. سیال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبک شده و به سمت بالا حرکت کرده و سیال سرد از دور دست جایگزین آن می‌شود.

بدین ترتیب حرکتهای چرخشی در داخل لایه هوایی محبوس بین دو شیشه ایجاد می‌شود. این حرکتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثیر دارند.

به سایر اجزای آناست، به کارگیری این پنجره‌ها می‌تواند نقش به سزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.

به گفته «هزاد قاسمی»، استادیار مهندسی مکانیک برای مطالعه دقیق میزان تلفات حرارتی از پنجره‌ای دو جداره و مقایسه عملکرد آنها نسبت به پنجره‌ای ساده تک شیشه‌ی نیاز به بررسی مکانیزمهای مختلف انتقال حرارت است.

جابه جایی و تشعشع روی سطوح خارجی، هدایت در داخل شیشه‌ها، جابه جایی و تشعشع در فاصله هوایی دو پنجره و حتی نفوذ تشعشع خورشید از شیشه‌ها به داخل از جمله مکانیزم‌های دخیل در انتقال حرارت است.

به همین دلیل برای مطالعه عملکرد این سیستمها عموماً از فرضیات ساده کننده‌ای استفاده می‌شود. شاید ساده‌ترین تقریب استفاده از فرض انتقال حرارت هدایت یک بعدی در داخل شیشه‌ها و لایه هوا است.

در این شرایط می‌توان نرخ انتقال گرما را به راحتی با کمک مقاومت‌های حرارتی محاسبه کرد. اما باید توجه داشت که سیال بین دو جداره شیشه‌ای با دماهای مختلف ساکن باقی نمی‌ماند.
در واقع ایجاد گرادیان‌های دما در سیال باعث برقراری حرکت در آن می‌شود. سیال مجاور سطح گرم در اثر گرم شدن سبک شده و به سمت بالا حرکت کرده و سیال سرد از دور دست جایگزین آن می‌شود.

بدین ترتیب حرکتهای چرخشی در داخل لایه هوایی محبوس بین دو شیشه ایجاد می‌شود. این حرکتها بر نرخ اتلاف گرما از پنجره تاثیر دارند.

البته باید توجه داشت که تنها اضافه کردن حرکتهای جابه‌جایی آزاد در گاز هنوز مدل کاملی از مسئله نیست. بر همین پایه آثار تشعشعی گازها و جداره‌ها با توجه به پایین بودن نرخهای تبادل حرارت می‌توانند تاثیر قابل توجهی بر رفتار سیستم پنجره دو جداره و جلوگیری از اتلاف انرژی داشته باشند.

پنجره‌های دو جداره، عایق صدا

پنجره‌های دو جداره علاوه بر نقشی که در بحث حرارت ساختمان و جلوگیری از اتلاف انرژی دارند عایقی مناسب برای جلوگیری از صداست.

استفاده از پنجره‌های دو جداره برای بناهایی که در محیط پر سر و صدا قرار گرفته‌اند راهکار موثری است که می‌تواند آرامش را به محیط خانه‌ها بازگرداند.

در ایران تجربه استفاده از این پنجره‌ها به ویژه در سال‌های اخیر افزایش چشمگیری یافته است اما بررسی‌ها نشان می‌دهد که در شهرهایی مانند تهران بسیاری از شهروندان برای گریز از آلودگی صوتی است که از شیشه‌های دو جداره استفاده می‌کنند و در

واقع هدف آنها بهینه‌سازی مصرف انرژی نیست.

«علیرضا ساداتی»، کارشناس محیط زیست در این باره می‌گوید: « پنجره‌ها دو جداره هزینه زیادی به خانواده‌ها تحمیل نمی‌کند در نتیجه بسیاری از خانواده‌ها استفاده از این قابلیت را انتخاب کرده‌اند.»

به گفته ساداتی، پنجره‌های دو جداره کارکردی دو جانبه دارند و کاملا از نظر زیست محیطی مقرون به صرفه است.

از دیدگاه او تهران بیش از سایر شهرها استفاده از شیشه‌های دو جداره را تجربه کرده است و به رغم تاثیر این شیشه‌ها در اتلاف انرژی، هدف اغلب شهروندان از استفاده از این شیشه‌ها کاهش صدا بوده است .

استفاده از شیشه‌های دو جداره در بیمارستان‌ها و مراکز آموزشی که در نقاط پر رفت و آمد شهری قرار دارند به گفته ساداتی از الزامات شهرسازی است که اغلب نادیده گرفته می‌شود.
چنانکه «ساداتی» می‌گوید فرهنگ استفاده از پنجره‌های دو جداره در شهرهایی که اغلب ماه‌های سال در معرض هوای سرد هستند هنوز نهادینه نشده است و این در حالی است که با توجه به استفاده وافر شهرهایی چون همدان یا تبریز از انرژی و وسایل گرمایی برنامه‌ریزی برای فرهنگ‌سازی در این مناطق ضرورتی انکار ناپذیر است.

 

مقدمه ای بر تاریخ شیشه

شيشه جزءمصالحي است كه به سرعت در حال دگرگوني است . پيشرفتهاي آتي در اين زمينه به پيدايش نوعي معماري خواهد انجاميد كه مي تواند به تغييرات محيط پاسخ گويد . ماهيت اين معماري در حال حاضر براي ما غير قابل تصور است .

هنگامي كه انسان نخستين بار مشاهده كرد شن وخاكستر به واسطه حرارت زياد بطور اتفاقي ذوب شده تشكيل مخلوطي بي شكل كج ومعوج كدر وسرشار از ناخالصي را داد چه كسي فكر مي كرد كه در اين توده بي شكل اين همه آسايش ورفاه برايبشر نهفته واين ماده سر منشاء بخشي از شادي در جهان باشد .؟

دكتر جانسون دانشمند انگليسي قرن 18 منشا ء شيشه را درست تشخيص داده بود . شيشه همچنان كه او اشاره كرده مصالحي است كه هم صلب است وهم شفاف . نور را به دورن راه مي دهد ومزاحمت بادرا مانع مي شود . براي ما دشوار است كه جهاني را تصور كنيم كه در آن شيشه وجود نداشته باشد .

در دوره روميان آنها نمي توانستند از پنجره شيشه بيرون را نظاره كنند چون حتي اگر كه از عهده خريد شيشه بر مي آمدند اين شيشه ها چنان مملو از ناخالصي بودكه نمي شد از وراي آن چيزي را ديد در فاصله ميان امپراتوري روم وآغاز صنعت دوره سده هاي ميانه در پنجره ها شيشه كمي به كارمي رفت . در سده هاي ددوازدهم وسيزدهم تحول گوتيك به واسطه توليد به نسبت ارزان وگسترده شيشه در شمال غرب اروپا ممكن وشيشه به مصالحي مهم در ساختمان تبديل شد . شيشه هاي رنگين در ساختمانهاي مذهبي به كار گرفته مي شد تا براي آن دسته از نمازگزاران كليسايي كه سواد نداشتند داستانهاي انجيل را روايت كنند .

در قرن 16 شيشه بي رنگ در ساختمانهاي متمولين در هلند وانگلستان رواج يافت وامكان بالقوه خلق شكلهاي جديدي از رابطه ميان درون وبيرون را پديد آورد . با اين حال تحت تاثير گرايش روز افزون به نوعي معماري ايتاليايي ماب – كه از كشوري مي آمد كه بسيار گرم تراز كشورهاي شمال غرب اروپا ست ونسبت به سطح پر به خالي در نماهاي آن بسيار بيشرتر از مقدار لازم در بخشهاي شمالي است – اين امكان اجازه بروز نمي يافت .

در همان هنگام كه دكتر جانسون از پنجره جورجي به بيرون مي نگريست تعادلي ميان اين دو نسبت در معماري انگلستان پديدآمده بود كه تا شروع تحولات قرن 19 به مدت 200 سال پا برجا بود و نمونه بارز آن را درخانه نخل دسيموس برتون در كيوگاردنز لندن مي توان ديد كه مهندس بزرگ ريچاردترنر طراحي كرده وچنان است كه گويي به افتخار الغاي ماليات بر شيشه در سال 1845 بر پا شده است .

بدين تر تيب به نا گاه اين امكان پديدآمد كه فضاهاي بزرگ را بوسيله شيشه وآهن بپوشانند . كاخ شيشه اي به فاصله نيم قرن پس از كيو پديدار شد . به نظر مي رسيد تحول بزرگ در معماري كاملا مهيا شده است اما هنوز مي بايست 60 سال ديگر بگذرد تا اين تحول صورتي فراگير بيابد .

يكي از دلايل اينكه فناوريهاي جديد در تغيير دادن معماري ناكام ماندند قطعا همان نكته اي است كه لوئيس مامفورد به آن اشاره كرده است  : در ميان مصالح ديگر به محيط پاكيزه احتياج بيشتري دارد . سطح صاف آن آلودگي را به خود جذب نمی كند اما آلودگي بر اين سطح جمع مي شود وهنگامي كه اين اتفاق مي افتد

شيشه به تدريج كيفيتهاي مثبتي را كه خاص آن است از دست مي دهد . مامفورد مي گويد كه دست آخر انبارهاي ايستگاههاي راه آهن تنها جاهايي بودند كه استفاده از سقفهاي ارزان قيمت از شيشه وآهن در آنها به صرفه بود چرا كه پوشش شيشه اي چنان كدر مي شد كه پرتوهاي خورشيد را بيشتراز سقفي كه تماما از فلز يا آجر ساخته شده باشد از خود عبور نمي داد .در واقع شستن سقفهاي ساخته شده از شيشه وآهن چنان گران در مي آمد كه پاك كردن انها را تقريبا غير ممكن مي ساخت . مامفورد اميدداشت كه در آينده فناوري به جايي برسد كه در شهر هاي بدون دود آينده به شستن پنجره ها نيازي نباشد و بالاخره این کار در دوره ما در حال انجام است . این مشکل اکنون با نانو شیشه حل شده

پيشرفتهاي هيجان انگيز در زمينه توليد شيشه هايي كه خود به خود تميز مي شوند هنوز بايد مدتهاي مديد آزمايش شود .در صورتي كه بتوان چنين موادي را باقيمت ارزان وبطور انبوه توليد كرد هزاران نفر از كارملال آور وگاه خطرناك شستن ديواره هاي شيشه اي در حالي كه بر تخته پاره اي در ميان زمين وآسمان معلق  هستند يا در ارتفاع بالا به تسمه هاي چرمي اويزانند نجات خواهند يافته است

مشكل بزرگ ديگر جداره هاي شيشه اي شفافيت آنها نه تنها در برابرنور بلكه در برابر بخش بزرگي از طيف الكترومغناطيسي است . گرچه خاصيت گلخانه اي ممكن است براي پرورش نخل دراقليمهاي معتدل مناسب باشد اين پديده در فضاهايي كه براي استفاده انسان ساخته شده نتايج كاملا متفاوتي رادر دارد .

•       شیشه بعلت جلوه ، سهولت اجرا و قابلیت عبور نور یكی از مصالح مهم ساختمانی است و چیزی در حدودتا 20 درصد مساحت زیربنا را تشكیل می دهد كه این رقم در آسمان خراشها و ساختمانهای نما شیشه ای به مراتب بیشتر تخمین زده می شود . شیشه ها در ساختمان بعنوان نورگیر ، نما و همچنین پارتیشن بندی های داخلی بكار می روند و با توجه به نوع استفاده ، انواع مختلفی از قبیل شیشه های دوجداره ، خم ، رفلكس ، نشكن ، سیم دار ، رزینی (    لامینیت    )   و ... دارند .بنابراین امروزه مشكلات شیشه به شدت ملموس بوده بطوریكه صنعت پنجره و جدارهای نورگذر (   Glazing ) روز به روز در حال پیشرفت جهت رفع این مشكلات می باشد.

تاريخ شيشه

1-تاریخ شیشه در جهان

همانگونه كه خواهيم ديد تكنيكهاي اساسي شيشه گري بسيار قديمي اند. بسياري از تكنيكهاي جديد، فقط تعالي يافته و مكانيزه شدة اين تكنيكهاي قديمي اند.

شيشه در طبيعت بسيار كمياب است اما در جاهايي كه صخره هاي مذاب به سرعت سرد شده اند (مثلاً در مجاورت آتش فشانيها) شيشه البته يافت مي شود، هر چند اين شيشه ها به قدري ناخالصي دارند كه شفاف نيستند. آدمهاي نخستين چنانچه بر حسب حسن اتفاق در مجاورت اين ذخاير شيشة طبيعي زندگي مي كردند، براي شيشه بسيار ارج قائل بودند. زيرا مي توانستند آن را بشكنند و تكه هاي دراز و نوك تيز از آن جدا كنند، خدنگ و تيغه چاقو و انواع ابزارها و زيورآلات از آنها بسازند در تمام نقاط دنيا ، از يونان گرفته تا پاتاگونيا[1] ، ابزارهايي از جنس مواد شيشه اي سخت ، پيدا شده است، مطابق گزارشهاي اخير بوميان آفريقا و  استراليا آن اندازه باهوشمند كه از بطريها و حتي قطعات شيشه اي عايق كه براي خطوط تلفن و تلگراف به كار مي رود، استفاده هاي مشابهي مي كنند . در اين صفحه چند نمونه خدنگ مي بينيد كه مردمان ابتدايي از شيشه هاي طبيعي و مصنوعي ساخته اند .

 

1-1-شيشه هايي كه ساختة دست مصريان و روميان باستان اند

هر چند تاريخ كشف شيشه دقيقا ًمشخص نيست ولي تصورمي رود كه در دوره يوناني فنيقي ها صنعت شيشه را در ساحل مديترانه نزديك شهر صيدا ايجاد كرده باشند . شواهد وقرائن تاريخي نيز نشان مي دهند كه آنان نيز هنر شيشه گري را در دومين دوره اسارت قوم يهود در بابل از بابليان آموخته اند ولي آنچه مسلم است شيشه گري از قديمي ترين حرفه ها بشر است كه مستلزم استفاده از آتش بوده است .

قديمي ترين نمونه ها از شيشه هاي ساخته دست بشر، در ميان آثار تمدنهاي باستاني خاورميانه پيدا شده است. شايد قديمي ترين اشياء از جنس شيشه خالص، مهره هاي مصري متعلق به 2500 سال پيش از ميلاد باشد. شواهد ديگر حاكي از آن است كه مصريان از 3000 سال پيش از ميلاد و حتي زودتر از اين، به توليد شيشه پرداخته اند. در  اور، واقع در بين النهرين ، مهره هايي شيشه اي را از زير خاك بيرون آورده اند و اعتقاد بر آن است كه اينها متعلق به 4500 سال پيش هستند. اغلب اين اشياء نمونه، اشيائي هستند ريز و در آنها ، از شيشه فقط به حالت توده اي استفاده كرده اند. چنانكه از  اين اشياء بر مي آيد، انسانهاي عهد باستان به طريقهاي توليد شيشه در حالتي كه داغ و كشسان است، آشنا نبوده اند. تعدادي ظروف كوچك ( كه گمان مي رفت متعلق به بين النهرين و 4000 سال عمر داشته باشند)  پيدا كرده اند. اين ظرفها را در واقع با كنده كاري روي تكه هاي صلب شيشه، ساخته اند.

 

بسياري از قديمي ترين نمونه ها از محصولات شيشه اي عبارتند از روكش هاي تزئيني روي اشياء سفالي و سنگي. قديمي ترين ظروف متعلق به زمان حاكميت سلسلة هجدهم در مصر (ميان 1500 تا 1350 پيش از ميلاد) است و به طريقه اي كه در اساس بسط و گسترش روش روكشي كردن بوده، ساخته شده اند. روي چند لايه از شيشة مذاب مي كشيدند. روي چند لايه از شيشة مذاب مي كشيدند. اين لايه هاي شيشه اي را، موقعي كه ضخامت آنها به اندازه اي مي رسيد كه خودشان را بگيرند، سرد مي كردند و قالب ماسه اي را بيرون مي آوردند و براي آذين بندي محصول، آن را مجدداً حرارت مي دادند و رشته هاي شيشه اي نرم و رنگي را با فشار در جدارة آن فرو مي كردند. از بدو پيدايش شيشه اشياي شيشه اي به خاطر جذابيت وزيبايي طرفداران زيادي داشته است ومصريان باستان شيشه را به  دليل رنگهاي جواهرانه كه از افزودن فلزات واسطه به تركيب شيشه حاصل مي شود در جواهرسازي بكارمي برند .ظروف شيشه اي كه امروزه يكي از بخشهاي مهم صنعت را تشكيل مي دهد در 3000 سال قبل از ميلاد توليد مي شده است ومردم سومر بابل وآشور نيز بهترين نوع شيشه وصنعت شيشه گري را داشتند . جداول وفرمولهاي تركيب شيشه بابليان و آشوريان (625 سال قبل از ميلاد ) كه در نزديكي ومجاورت فارس ساكن بودهاند نشان مي دهد كه اين شيشه ها شديدا ًقليايي بوده اند كه به دليل دوام شيميايي پائين عمدتا ًاز بين رفته اند .

تكنيكهاي شيشه گري از مصر باستان به تدريج به كشورهاي مجاور و پيش از قرن ششم قبل از ميلاد به اغلب نواحي مديترانة شرقي گسترش يافت . در دوره بطالمه (323 تا 30 پيش از ميلاد) شيشه گران اسكندريه توليد ميله هاي شيشه اي را كه مركب از چند رنگ بودند، موازئيكي مشهورند و از طريق كشيدن لايه هاي شيشه اي با رنگهاي مختلف روي هم توليد مي شدند) مي شد قطعه قطعه كرد كه طرح مكرر آنها پيدا باشد. صنعتگران مصري (و بعدها صنعتگران رومي) با جوش دادن اين قطعه هاي موازئيكي به هم، روي يك قالب ماسه اي، پياله ها و بشقابهايي مي ساختند. از ورقه هاي شيشه اي و موزائيكي شكل، براي آذين بندي وسايل خانگي و ديوارهاي داخلي ساختمان نيز استفاده مي شد. گلدان پورتلند[2] ، كه ساختة دست صنعتگران رومي در قرن اول پيش از ميلاد و يا در نخستين قرن ميلادي بود، شايد مشهورترين نمونه از يك تكنيك جديد كه در اصل شيشه گران اسكندريه به بسط و تكامل آن پرداخته بودند، باشد . اين تكنيك (حكاكي روي شيشه) ، شامل مراحل زير است:

ظرف شيشه اي (در مورد گلدان پورتلند بايد گفت ظرف تهيه شده توسط باد كردن) را با لايه اي از شيشه اي داراي رنگي متضاد با رنگ ظرف، روكشي مي كنند و پس از سرد شدن، تكه هايي از آن را بر مي دارند و به اين ترتيب، نقشي برجسته روي زمينه اي با رنگ متضاد آن، باقي مي ماند.

نخستين انقلاب مهم در تكنيك شيشه گري ، اختراع بوري[3] بود. به احتمال زياد، اول در بابل و در نزديكهاي 200 پيش از ميلاد و بعدها در مصر از اين وسيله استفاده شده است. اختراع آن ، از لحاظ اهميت، به پاي اختراع چرخ كوره گري مي رسد. بوري از يك لولة آهني توخالي به طول صد الي صد و پنجاه سانتي متر و از دو قسمت ـ دسته و دهانه ـ تشكيل شده است. شيشه گر با اين وسيله، مي تواند حباب شيشة داغ را كه به سر آن  زده، از طريق باد كردن شكل دهد، نه اسم مخترع اين وسيلة ساده اما انقلابي را مي دانيم و نه تاريخ تكامل بخشيدند. اين ميله ها را (كه به ميله هايدقيق ابداع آن را . و اين از ويژگيهاي دوره هاي نامعلوم از تاريخ شيشه است. همچنين ميله شيشه گري و مارور تاريخ نامشخصي دارند. اولي ميله اي است محكم و آهني و شيشة داغ را با آن بر مي دارند و با استفاده  از چرخاندن، فشردن و تاب دادن و بريدن شكل مي دهند، و دومي قطعه اي است تخت و از جنس آهن و شيشة مذاب را كه ابتدا روي بوري جمع شده، روي آن مي غلتانند.

هم اختراع بوري، كه آنطور كه معلوم است روميان در خلال حاكميت آگوستوس (27 تا 14 پيش از ميلاد) از آن استفاده مي كرده اند و هم اوضاع تثبيت شدة امپراطوري روم، به رشد و توسعة شيشه گري ميدان داد. در آن زمان صنعت شيشه گري رونق گرفته بود و در سراسر امپراطوري ، از سوريه گرفته تا بريتانيا، كارخانه هاي بلورسازي به وجود آمد. ظاهراً شيشه گران رومي، تقريباً در تمام مراحل اصلي تكنيك شيشه گري و آذين بندي شيشه (يعني باد كردن، قالب ريزي، دستگاري با انبر آتشكاري، برش و حكاكي، نقاشي و طلا كاري) مهارت پيدا كرده بودند. اشياء شيشه اي در مصر (مربوط به زماني كه تحت سيطرة امپراطوري روم بوده) ، پيدا شده اند و شامل بشقاب، پياله، گيلاس، بطري، انگشتري، و حتي تكه هايي از شيشة پنجره و حاكي از روش تكنيكي بسيار پيشرفته اند.

شيوه هاي اصلي شكل دادن به شيشه بسيار ساده  است. شيشه را مي توان به صورت تخت قالب ريزي كرد و يا در قالبي داراي شكل مورد نظر ريخت. مي توان به كمك فشار، به شيشه شكل داد به شرطي كه داغ باشد و نارواني آن، آنقدر پائين باشد كه بتوان آن را با فشار به داخل تورفتگي هاي قالب راند. همچنين شيشه را مي توان با وارد كردن هوا به داخل آن شكل  داد، خواه در هواي آزاد باشد و يا در قالبي كه شكل بيروني محصول منبسط شده را تعيين مي كند.

شيشه را موقعي كه هنوز داغ است، مي توان خم كرد، تاب داد و يا به شكل لوله اي در آورد كه با وجود طول زياد و جدارة نازك، بتواند شكل خود را حفظ كند. در دماهاي بالاتر، كم بودن نارواني شيشه، امر جوش دادن شيشه به شيشه را آسان مي سازد. به سبب همين خاصيت ارتجاعي شيشه در حالتي كه نرم و داغ است (خاصيتي كه شيشه گران رومي كاملاً به آن آگاه بودند و از آن استفاده مي كردند) است كه امروزه توليد انواع پرشمار وسايل شيشه اي پيچيدة آزمايشگاهي و محفظه هايي با جدارة نازك از قبيل حبابهاي الكتريكي امكان پذير است.

نمونه هايي از اشياء شيشه اي مصريان و روميان كه حاكي از آن است كه شيشه گران قديم مهارت زيادي در رنگ كردن محصولات شيشه اي به كار مي بردند. آنها مي دانستند با افزودن پاره اي اكسيدهاي فلزي به مواد اولية شيشه، مي توان آن را به رنگهاي خاصي درآورد. از مسي براي رنگهاي سبز و قرمز ياقوتي، از كبالت براي آبي سير، از منگنز براي بنفش، از آنتيموان براي زرد، از آهن براي رنگهاي سبز، قهوه اي و سياه و از قلع براي سفيد يخي رنگ استفاده مي كردند. اكسيد را چنانچه حتي به مقدار بسيار كمي به شيشه اضافه كنند، مي تواند رنگ شيشه را پررنگ كند و گاهي نيز خواص آن را كاملاً تغيير دهد. اما هماهنگي و انسجام آگاهانه در توليد رنگهاي تيره و روشن، حاكي از درك عميق شيشه گران نسبت به پديد آوردن اين رنگهاست.

-1-شيشه در قرون وسطي

متلاشي شدن امپراطوري روم، به تنزل صنعت شيشه گري انجاميد. اگر چه اين صنعت به حيات خود  ادامه داد، اما طي هزار سال (از سال 200 الي 1200 ميلادي) كيفيت شيشه اي كه در اروپاي غربي توليد مي شد، بسيار پائين تر از شيشه هايي بود كه در مصر و روم توليد مي شد. جنس اين شيشه ها به سبب وجود رگه ها و حبابهايي در آنها، نامرغوب بود و رنگهاي آنها ديگر از آن غناي سابق برخوردار نبود و محصولاتي كه از اين شيشه ها مي ساختند از لحاظ تنوع بي نهايت محدود شده بود . فقط در مديترانة شرقي، كه اول امپراطوري بيزانس و بعد از امپراطوري اسلامي شيوه هاي مشخصي را، به ويژه در نقاشي و طلاكاري شيشه، به كار گرفتند و گسترش دادند، مهارت تكنيكي اي نظير آنچه كه روميان از آن برخوردار بودند، احيا گرديد. اما بزرگترين موفقيتهايي كه شيشه گران قرون وسطي به دست آوردند به سبب استفاده از شيشه پنجره و استفادة ماهرانه از شيشه هاي رنگي براي اين مقصود بود.

توليد شيشة مسطح در مقياسي وسيع و با كيفيتي عالي (بر خلاف ظاهر امر) از توليد هر نوع شيشه، مشكل تر است . شيشه هايي را كه قصد از توليد آنها آن بود كه تا حد امكان مسطح باشند، در زمان روميان و حتي قديم تر از آن ساخته مي شد. اين شيشه ها، از نوع شيشه هايي بود كه ما امروزه به آن cast plate (ورقه هاي ريخته شده) مي گوئيم. ضخامت آنها حدود يك سانتي متر بود. اما اين شيشه ها به قدري نامرغوب بودند كه پنجره هايي كه از آنها مي ساختند، روشنايي بسيار كمي تامين مي كرد و از پشت آنها به زحمت

مي شد اشياء را ديد. ظاهراً فكر استفاده از شيشه هاي رنگي براي ساختن پنجره هاي تزئيني در قسطنطنيه ريشه گرفته  است. در قرن ششم ميلادي، در قسطنطنيه، امپراطور ژوستينين به شيشه گران دستور داد كه پنجره هاي رنگارنگ براي كليساي عظيم سن صوفيا بسازند. ميان سالهاي 600 تا  900 ميلادي، مهارتهاي تكنيكي و متداول در باب توليد شيشه اي مسطح، در سراسر اروپاي مسيحي گسترش يافت. نمونه هاي قديمي اين نوع شيشه ها، در سراسر اروپاي مسيحي گسترش يافت. نمونه هاي قديمي اين نوع شيشه هاه، فقط موزائيكهايي هستند از شيشه هاي رنگي كه كنار هم و در چهار چوبي فلزي قرار مي دهند. اما با گذشت زمان، كه شيشه برها بيش از پيش به مهارت دست يافتند، و تا شكوفائي نهايي اين فن در قرون 13 و 14 ، به ابعاد و ظرافت پنجره ها افزوده شد. صدها نمونه از اين نوع مهارت، حتي در شهرهايي كه تاريخ آنها شاهد كشمكشهاي مكرر بوده، به حيات خود ادامه دادند.

البته رنگي بودن همة شيشه هاي رنگي كه براي پنجره هاي كليساهاي بزرگ و كوچك به كار رفته اند، به سبب افزودن اكسيدهاي فلزي به مواد اوليه شان نيست. در قرن سيزدهم يك نوع مادة رنگي از جنس كلرايد نقره را روي سطح شيشه شفاف به كار مي بردند كه رنگ آن را زرد طلايي بكند  و يا همين ماده را به سطح شيشة آبي مي زدند كه آن را به رنگ سبز روشن در آورد و به اين ترتيب، وجود دو نوع رنگ را براي يك قطعه شيشه ممكن سازد. باز به همين طريقع با گداختن ورقه اي نازك از شيشه داراي اكسيد مس روي ورقه اي از شيشه بي رنگ، به رنگ قرمز شفاف تر از حالتي كه با استفاد از اكسيد مس امكامي يافتند.روي شيشة قرمز را با كلرايد سديم رنگ مي كردند تا به رنگ نارنجي در آيد . چنين تكنيكهايي ، به پيدايش انواع متنوع تر و ظريف تر براي اغلب شيشه هاي رنگي در قرن 14 منجر شد. بعدها، رنگ آميزي سطح شيشه با رنگهاي شفاف متداول گرديد. اما بهترين رنگها، آنهايي اند كه از سوسپانسيونهاي كلوئيدي يا حل شدن كامل مادة رنگي و شيشه مذاب در همديگر، حاصل شده اند. به نظر محتمل مي آيد كه تركيب شيشه هاي رنگي  را صنعتگران سري نگه مي داشتند ، زيرا هر صنعتگري نمي توانست محصولش را به غنا و خالصي بهترين نمونه هايي كه در كليساهاي بزرگ چارترز و كانتربري به كار رفته بود، برساند. يك مطلب وجود دارد، هر چند پرداختن به آن ما را از بحث اصلي دور مي كند و آن اينكه به نظر مي رسد براي شيشه گران قديم معمولاً توليد شيشه هاي كاملاً شفاف و بي رنگ، مشكل تر از شيشه هاي رنگي با رنگهاي مطلوب و به خوبي كنترل شده، بوده است. و درستي اين مطلب را در اين واقعيت مي توان ديد كه تا همين قرن نوزدهم، لنزهاي عالي و از جنس شيشه كراون براي تلسكوپ، به دليل وجود درصد ناچيزي از اكسيد آهن در آنها، تقريباً بلا استثناء، يك ته رنگ سبز داشتند. به سبب وجود مقدار زيادي از از اكسيد آهن بود كه رنگهاي سبز و قهوه اي تيره به صورت صفت ويژة بطريهاي ساخت لندن در قرون 18 و 19 درآمده بود. در مواقعي كه وجود چنين رنگهايي نامطلوب بود، شيشه گران و نيزي و شيشه گران بعدي، ناچار شدند از «بي رنگ كننده هايي» مانند منگنز استفاده كنند. البته بي رنگ كننده ها، خود ماده اي رنگي بيش نيستند و رنگ آنها با رنگ نامطلوب شيشه مكمل است و بنابراين شيشه را بي رنگ مي سازند. مثلاً رنگ بنفش حاصل از دي اكسيد منگنز، رنگ سبز اكسيد آهن را خنثي مي كند. نتيجة حاصله آن است كه باز هم از شفافيت شيشه كاسته مي شود. بنابراين موقعي كه عبور نور به مقدار حداكثر مورد نياز است، استفاده از اين روش بي فايده است. اما اگر رنگ سبز اصلي شيشه كم مايه باشد، براي شيشه هاي نازك پنجره، از هدر رفتن نور كه در نتيجة استفاده از بي رنگ كننده ها پديد مي آيد، مي توان صرفنظر كرد. اما اگر رنگ سبز زمينه تيره باشد و لذا مقدار مادة بي رنگ كنندة افزوده شده به آن بيشتر باشد، محصول بدست آمده شيشه اي خواهد بود كه نسبتاً مانند يك فيلتر خنثي و متراكم عمل خواهد كرد.

بسياري از تكنيكهايي را كه روميان به كار برده و تكميل كرده بودند، در امپراطوري شرقي به كار مي بستند، هر چند كه شيشه گري در اروپا با مهارت كمتري همراه بود و محصولات توليد شده فاقد مرغوبيت بودند. با ظهور اسلام و گسترش آن در حدود سال 1000 ميلادي ،  مصر و به ويژه اسكندريه، بار ديگر مركز شيشه گري ديگري نيز پيدا شدند از قبيل حلب و دمشق. در خلال سده هاي بعد، ميناكاري شيشه ها، مطلوبترين شكل آذين بندي بود و هر چند كه خود شيشه اغلب شفاف نبود، استفاده از نقوش عربي، در اغلب موارد فوق العاده موفق بود، به ويژه براي آذين بندي لامپاهايي كه روشنايي مساجد را تامين مي كردند. پاره اي از محصولات شيشه اي را عملاً با طلا رنگ آميزي مي كردند و براي كندن نقوش روي آنها، از يك وسيله نوك تيز فلزي استفاده مي كردند. اما اين سنت قرون وسطايي طلاكاري و ميناكاري شيشه، از عظمتي كه در اواسط قرن چهاردهم داشت، سقوط كرد و راه انحطاط را پيمود تا اين كه در اواخر قرن بعد، تقريباً از بين رفت.

-1-ونيز و رقابت با اروپا

بي شك، تاثير بارور كنندة اولين جنگهاي  صليبي بود كه تكان تازه اي به شيشه گري اروپا كه بيش از هزار سال راه  انحراف را پيموده بود، داد و نيز در حدود سال 1200 ميلادي، مركز عظيم شيشه گري اروپا شد. صاحبان فن، رموز و مهارتهاي كار را با بخل و حسادت زياد پنهان مي داشتند. براي تركيبات و تكنيكهاي مربوط به شيشه گري كه نسل به نسل منتقل مي شد، به عنوان يك سرماية ملي به قدري ارزش قائل بودند كه از خروج شيشه گران جلوگيري مي شد. در سال 1279 يك صنف قدرتمند از شيشه گران پديد آمد و در سال 1291 كارخانه هاي شيشه گري(كه هر كدام چندين مايل طول داشتند) به جزيرة مورانو تا اندازه اي براي مصون ماندن از آتش جنگ و در اصل براي جلوگيري از فرار مغزهاي متخصص با ارزش، منتقل شد. اما انحصار  ونيز، به تدريج راه فنا را پيمود.

كارخانه هاي رقيب در بولونيا و فرار و آلتار در نزديكي جنوا آغاز به كار كردند و در سال 1600 ميلادي، تكنيكهاي ونيزي تقريباً در تمام كشورهاي اروپايي رواج يافت.

ونيزها تمام مهارتهاي گم شدة روميان را از نو كشف كردند. براي به وجود آوردن نقوش ظريف نواري، مارپيچي و پيچ و تاب دار در اشياء شيشه اي بي رنگ، شيشة سفيد يخي را (كه همانطور كه ديديم از افزودن اكسيد قلع به مادة اوليه اش ساخته مي شد) در آنها جاي مي دادند. شيشه گران  خاصيت مفتول پذيري شيشه مذاب را براي نخستين بار و به طور كامل براي تزئينات شگفت انگيز به كار گرفتند. در سطح محصول شيشه اي داغ كه در آب سرد فرو مي كردند و سپس مجدداً حرارت مي دادند، شبكه اي ظريف از ترك خوردگيهاي ريز به وجود مي آمد، شبكه اي كه خاص شيشة «يخي» بود. شيشه گران ونيزي، ميناكاري و طلاكاري را بار ديگر به اوج رساندند. در قرن 15، با به كار بردن منگنز به عنوان بي رنگ كننده (كه قبلاً به آن اشاره كرده ايم، شفافيت و روشني تازه اي به شيشه بخشيدند. اين نوع شيشه جديد، كه ظاهري شبيه به كريستال توده اي شكل بود، به سبب مرغوبيتش از لحاظ شفافيت، به «كريستال» مشهور گرديد و توليد آن به سرعت در اروپا رايج شد.

ظاهراً در قرون 15 و 16 و در اغلب كشورهاي اروپايي، مقادي عظيمي از محصولات شيشه اي توليد مي شد، هر چند كه اطلاعات ما نسبت به محصولات توليد شده در اين دوره از انواع كارخانه هايي كه آنها را توليد مي كردند، بيشتر است. در اين دوره، نه تنها كاسه و بشقاب، بلكه ظروف آبخوري، بطري، غرابه، به وسايل نسبتاً عمومي مبدل شدند و خيلي كم بودند خانه هايي كه لااقل پنجره هاي شيشه اي نداشته باشند. غير از آنچه كه موزه ها ارائه مي دهند، هم اسم خيابانها در شهرهاي قديمي و هم نامهاي فاميلي در اغلب كشورهاي اروپايي، هنوز حكايت از رواج صنعت شيشه گري دارد.

نخستين مواد اوليه اي كه عموماً براي شيشه گري به كار مي رفت، همان بود كه در فصل يك به آن اشاره كرديم (يعني ماسه، آهك و سودا)، بود. «شيشة آهكي» را نه تنها آسان مي توان توليد كرد، بلكه حتي آسان مي شود روي آن كار كرد. بنابراين جاي تعجب نيست كه مقدار توليد شيشه در گذشته نيز مثل امروز، اينهمه بالا بوده است. مواد خام لازم براي شيشه را تقريباً مي توان همه جا يافت و براي ايجاد حرارتي كه براي حلشدن اين مواد خام در همديگر لازم است به كوره هاي پيچيده احتياج نيست. شيشة به دست آمده داراي سطحي آن اندازه سخت هست كه بتوان براي بسياري از مقاصد از آن استفاده كرد، زيرا اين شيشه از لحاظ شيميائي خيلي ثبات دارد و دماي نرم شدن آن پائين است و بنابراين براي توليد محصولاتي كه پيش از كامل شدن لازم است چند بار آنها را مجدداً نرم كرد، مطلوب است.

فرمول واقعي شيشه، منطقه به منطقه فرق مي كرد، و بستگي داشت به مواد خامي كه در دسترس بد (هماهنگ كه امروز نيز چنين هست). مثلاً در بسياري از مناطق اروپاي شمالي، به سبب وجود محدوده هاي عظيم جنگلي، مقادير عظيمي از نمك قليا در دسترس بود.

مخصوصاً خاكستر چوبهاي سختي از قبيل بلوط و غان، ماده اي مطلوب بود. از طرفي ديگر شيشه گران ونيزي به جاي نمك قليا از پتاس استفاده مي كردند و اين ماده را از طريق سوزاندن جلبكهاي دريا به دست مي آوردند. سيليسي كه تقريباً همه جا از آن استفاده مي كردند، به صورت ماسة استخراج شده وجود داشت. اما در اغلب كارخانه هاي شيشه گري ايتاليا، استفادة وسيعي از ريگهاي خرد و تكليس شده كه به خاطر سفيديشان از كنار رودخانه مي آوردند، مي شد. تكه هاي ريگ را با آهك خرد شده و خاكستر گياهان دريايي مخلوط مي كردند.

اگر چه پيش از انقلاب صنعتي، اغلب كارخانه ها در قياس با معيارهاي فعلي، كوچك بودند  اما، به نظر مي رسد كه كارخانه هاي شيشه گري از اين لحاظ استثناء بوده اند. يك نويسندة آلماني به نام گئوري اگريكولا (1555 – 1490) به تحسين كارخانه اي شيشه گري كه احتمالاً در اوايل قرن شانزدهم نمونه اي بوده ازپر محصول ترين كارخانه شيشه گري، مي پردازند. او با تحسين به كوره اي به پهناي 3 متر و درازاي 15 متر اشاره كرده. كف همچون كوره اي مي توانسته تعداد زيادي از ظروف گلي حاوي شيشه را در خود جاي دهد. كاركردن چنين كوره اي دست كم دهها و شايد صدها شيشه گر را لازم داشته است.

ظاهراً مراحل كار به ترتيب زير بوده است: ماسه، نمك قليا و آهك را خوب مي پختند كه تا حد ممكن هوا و رطوبت از دست دهند. معمولاً اي مجموعه را در كف داغ كوره اي فرعي با هم مخلوط مي كردند و سپس آن را به مدت بيست و چهار ساعت و پيش از استفاده، پيوسته به هم مي زدند و حرارت مي دادند. سپس مخلوط به دست آمده، به وسيلة كفچه هايي از جنس گل نسوز در كوره هايي ريخته و براي ذوب آماده مي شد.

روي كف كوره كه كمي بالاتر از سطح زمين بود، سقفي ساخته و مجراهايي در آن تعبيه كرده بودند كه دودهاي توليد شده، از آنها بيرون روند. از راه سوراخهايي كه در كنارهاي كف كوره تعبيه  شده بودند، سوخت كوره را آتش مي زدند و شعله هاي آتش از روزنه هاي كف كوره عبور مي كرد و در داخل كوره حلقه مي زد. حرارت كوره را تنها به اين طريق كنترل مي كردند كه روزنه ها را فقط در سه چهارم از درازي كف كوره تعبيه مي كردند. به اين ترتيب، دماي يك قسمت از كوره، از بقية آن نسبتاً كمتر بود و ظروف گلي حاوي شيشه مذاب را مي شد به نوبت به همين قسمت هل داد تا در آنجا، نارواني شيشه به حدي برسد كه بشود روي آن كار كرد.

طرح كلي ابزارها و ساختمان كار، تفاوت چنداني با آنچه كه در يك كارخانة كوچك شيشه گري امروزي يافت مي شود، نداشت. طبيعت شيشة داغ، روش كار كردن روي آن را و همچنين به طور عمده، سازماندهي دسته ي كار و نوع ابزاري را  كه لازم دارند، تعيين مي كند. معمولاً هر چند كه مسئوليت شكل دادن اصلي هر محصولي با استادكار بود، هر محصولي نتيجه كار دسته جمعي بود.

4-1-شيشة مسطح تا قرن 19

تا همين قرن نوزدهم، متداولترين شيوه براي توليد شيشة پنجره به صورت ورقه هايي كمابيش مسطح، عمدتاً به باد كردن متكي بود. قديمي ترين شيوه براي توليد شيشه پنجره، شيوه  اي بد كه تا دومين دهه قرن نوزدهم همچنان به كار مي رفت و در اساس تفاوت چنداني با شيوة توليد غرابه ها و بطريهاي بزرگ نداشت. توده اي از شيشه را به مقداري كه لازم بود، با يك سربوري بر مي داشتند و با سر ديگر آن را باد مي كردند تا تقريباً به شكل كره اي به قطر 50 سانتي متر يا بيشتر درآيد. اين كره را دوباره حرارت مي دادند و به يك ميلة شيشه گري مي زدند و بوري را از آن جدا مي كردند و آن را روي يك قطعه فلز بي شباهت به لامپ تصوير تلويزيون نبود. سپس روزنه اي دايره اي به قطر چند سانتيمتر را از ته تخت آن مي كندند آنگاه آن را در كورة مخصوص نرم كردن شيشه به طور كلي دوباره حرارت مي دادند و نرم مي كردند.

آنگاه آن را بيرون مي آوردند، ميله شيشه گري را مي چرخاندند و در نتيجه ، سوراخ شدة كره باز مي شد و شيشة نرم شده، قرصي شكل مي شد. عمل چرخاندن را مي بايست آنقدر ادامه دهند كه شيشه سرد شده، خودش را بگيرد.  اما اين شيشه هيچوقت كاملاً مسطح نمي شد و دو سطح آن معمولاً موازي نبود. معمولاً وسط اين شيشه بسيار ضخيم تر  از لبه هاي آن بود  و سطح آن پر بود از برآمدگيهاي موجي و دايره اي شكل و هم مركز. در مركز آن يك گره درشت (كه به آن كراون مي گفتند) وجود داشت و در آن، ترك خوردگي اي كه به هنگام جدا كردن ميله شيشه گري پديد آمده بود، پيدا بود و دايره هاي مجاور آن، از برآمدگي و فرورفتگي بيشتري نسبت به قسمت هاي ديگر شيشه برخوردار بود.

معمولاً قرصهايي از شيشه را كه قطر آنها تا يك متر مي رسيد، با اين شيوه توليد مي كردند. اما با اين  روش، توليد ورقه هاي بسيار بزرگتر از اين  همه ميسر بود. از آنجا كه مسطح بودن اين شيشه ها از مركز به لبه آنها به شدت فرق مي كرد، تنها تكه هاي كوچك و در اندازه هاي مناسب را مي شد از آن جدا كرد و براي اين منظور، قسمتهاي نزديك به لبه از بقية قسمتهاه بهتر بود. وجود تكه هاي كوچك شيشه در پنجره هاي خانگي (در قرن شانزدهم و هفدهم) و ميله هاي ظريف و پر نقش و نگار كه آنها را جدا مي كرد، نه به دلايل زيبائي شناسانه بلكه به خاطر همين واقعيت بود. قسمتهاي وسط اين قرصهاي شيشه كه ضخيم و ناهموار  اغلب به رنگ سبز تيره بودند و از پشت آنها اشياء كج و معوج ديده مي شد، فقط براي در و قسمتهاي بالاي پنجره مغازه مناسب بودند و يا تنها به درد اين مي خوردند كه به كوره بازگردند كه يك قرص شيشه اي ديگر از آن بسازند.

روش ديگر (اما پرخرج تر) براي توليد شيشة مسطح، عبارت بود از توليد ورقه هاي ريخته شده كه  ابتدا در سال 1688 در فرانسه و بعدها در حدود سال 1770 در انگلستان پا گرفت. در اساس، شيشه مسطح عبارت

است از شيشة مسطح قالب ريزي شده كه به علت سطح نامرغوبش احتياج به سمباده زدن و صيقل دادن دارد (و ضخامت شيشه نيز به اندازه اي هست كه اجازة چنين كاري را بدهد). در  اين روش، شيشة مذاب را به وسيله ملاقه ها آهني روي قالب كه عبارت بود از يك ميز آهني، مي ريختند. سپس شيشه را با غلتكهاي آهني مسطح مي كردند. سطح شيشه اي كه به اين طريق توليد مي شد، ناهموار بود و با تحمل زحمات زياد، آن را با دست سمباده مي زدند  و صيقل مي دادند. از شيشه اي كه با اين طريقة طولاني و پر خرج توليد مي شد و اما در قياس با شيشه اي كه به طريفه باد كردن توليد مي شد بسيار مسطح تر بود، براي پنجره و به خصوص آئينه استفاده مي كردند.

گاهي از تكه هاي ضخيم شدة مسطح، استفاده هاي ديگري نيز مي شد. سختي اين شيشه ها (كه به كراون مشهور بودند) به اندازه اي بود كه از آنها براي پيراستن لنزهاي ناظريف استفاده مي كردند. گاهي هم كه از اين شيشه، چنانچه از همگوني متوسطي برخوردار و به نحو احسن سرد شده بود، لنزهاي نسبتاً خوب مي شد ساخت و در اينجا بد نيست به يك مطلب اشاره بكنيم و آن اين كه جوانه هاي اولية صنعت شيشه هاي اپتيكي از همينجا دميده شد. سرانجام اصطلاح شيشه كراون براي ناميدن انواع شيشه هايي كه براي پنجره و بطري به كار مي رفتند، رايج شد. تفاوت ميان شيشه ها به  امري ضروري مبدل شد زيرا در اواسط قرن هفدهم، توليد نوعي شيشه با فرمولي ديگر، رواج بسيار يافت. اين شيشه نيز به سبب شفافيت ويژه و فقدان رنگهاي نامطلوب طوري كه سابقه نداشت، مانند شيشه هايي كه در قديم در ونيز توليد مي شدند، به كريستال مشهور شدند.

( شكل فوق) دو مرحله از توليد شيشه كراون. سمت چپ گره اي را كه به ميله شيشه گري زده اند و ته آن سوارخ است، حرارت مجدد مي دهند. سمت راست: نيروي گريز از مركز باعث مي شود كه كره شيشه از قسمت سوراخ شدة آن باز شود و به صورت يك صفحه در آيد. اين صفحه را  سرد مي كنند و در طول سرد شدن، لبة آن را حلقه اي از خاك محافظت مي كند تا پرداختي كه محصول به وسيله حرارت ديده ، از بين نرود.

-1-شيشة كريستالي ـ سربي انگليسي

نخستين كسي كه اين شيشه را ساخت، يك شيشه گر انگليسي به نام جوج راونس كرافت[16] (81 – 1618) بود. او دنبال شيوه اي بود كه مرغوبيت بلور آلاتش را از لحاظ شفافيت بيشتر كند. نخستين شيشه اي كه او توليد كرد شيشة فلينت و تركيبي بود از پتاس ، ماسه خالص، سنگ چخماق تكليس شده و مقادير ناچيزي از نيترات پتاسيم و قير و بوره. اما متاسفانه وجود مقادير بيشتر پتاس كه براي خنثي كردن گداز ناپذيري نسبي سنگ چخماق ضروري بود، باعث پيدايش شيكه اي از ترك خوردگيهاي ريز و در نهايت خطرناك، در اين نوع شيشه (هر چند به طرز چشمگيري روشن بود) مي شد. اما افزودن اكسيد سرب، بر اين عيب غلبه كرد و در نتيجه، اين شيشه هاي شفاف، بسيار مطلوب از آب در آمدند. شيشة سربي كه به شيشة فلينت نيز مشهور است (هر چند كه بعدها از ماسه به جاي سنگ چخماق تكليس شده استفاده كردند)، سنگين تر ومتراكم تر از شيشة كراون است. به عبارت ديگر، قدرت انكسار يك منشور از شيشه فلينت، بيشتر است از منشوري ديگر با همان ابعاد اما از جنس شيشة كراون.

موفقيت در توليد بلور آلات كريستالي ـ سربي، به گسترش صنعت شيشه گري در انگلستان انجاميد و تنها چيزي كه مانع رشد آن گرديد عبارت بود از رشد مداوم مالياتها ميان سالهاي 1745 تا 1787 براي تامين مخارج جنگ با فرانسه. در نتيجه بسياري از شيشه گران به ايرلند كوچيدند، زيرا در آنجا صنعت شيشه گري از پرداخت ماليات معاف بود، و كارخانه هاي شيشه گري با اهميتي در دوبلين و واترفورد آغاز به كار كردند.

-1-شيشه در قرن نوزدهم و استفاده از آن در معماري

رشد سريع جمعيت و شهر نشيني در اروپا در خلال قرن نوزدهم، تقاضا براي شيشه را بسيار افزايش داد. شيشه گري در آمريكا نيز، همين گسترش را يافت (در جيمس تاون، ايالت ويرجينيا، نخستين كارخانه هاي شيشه گري كوچك در سال 1609 آغاز به كار كرده بود). نياز مردم به شيشة مسطح براي انواع پنجره ها افزايش يافته بود. ظروف سر سفره، ديگر در انحصار ثروتمندان نماند. بشقابها ، كوزه ها و غرابه هاي ارزان قيمت كه به طريقة پرس كردن و قالب گيري توليد شده بودند، به منازلي راه يافتند كه قبلاً فقط از ظروف گلي و مفرغي استفاده مي كردند . شمار محصولاتي كه در ظروف شيشه اي بسته بندي مي شدند، رو به افزايش نهاد . پيش از اواخر قرن نوزدهم ، نه تنها شراب بلكه آبجو، آب معدني، سسع ترشي، مربا ومحصولات ديگر كه قبلاً به صورت آزاد فروخته مي شدند، براي فروش در ظرفهاي شيشه جاي گرفتند.

بطري هنوز به روشي نسبتاً عقب مانده توليد مي شد. بطريهايي كه به روش باد كردن در قالب، در اين دوره توليد مي شدند از آنچنان اشكال عجيب و غريبي برخوردار بودند كه تا پيش از جنگ جهاني اول هر چه را كه از شيشه ساخته بودند و يك روزنه داشت، بطري مي گفتند. اما در طول قرن گذشته، توليد بطري به تدريج رو به اصلاح گذاشت. در سال 1821 يكي از شيشه گران بريستول، روشي براي بطري سازي ابداع كرد، براي اين كار، او از يك قالب دستي كه باز و بسته مي شد، استفاده كرد. اين قالبها، تمام قسمتهاي بطري از جمله گردن آن را شكل مي داد. در حاليكه قالبهاي سابق، فقط بدنة بطري را شكل مي داد. در سال 1880 يكي ديگر از شيشه گران انگليسي به نام ويليام اشلي يك دستگاه بطري سازي نيمه خودكار و در سال 1903 يك نفر آمريكائي به نام ميچل اونس، در تولدو واقع در ايالت اوهيو، نخستين دستگاه بطري سازي تمام خودكار را ساخت.

با كنار گذاشتن روش قديمي توليد شيشة كراون، ورقه هاي شيشه اي مسطح تري توليد شد. با روش جديد كه عبارت بود از باد كردن استوانه هاي عظيمي كه بعداً حرارت مجدد داده و از پهلو شكافته و باز مي شدند، تهيه مي كردند. اما يك طرف محصول، از صيقل دادن طبيعي از طريق حرارت بي نصيب مي ماند و مسطح بودن شيشه هنوز امري نسبي بود. چين و شكن اين نوع شيشه، هر چند نسبت به اغلب شيشه هاي كراون كمتر بود، باعث مي شد كه شيشه هاي مسطح هنوز از پاره اي از ويژگيهاي اپتيكي بسيار نامطلوب برخوردار باشد. به طرف اواخر قرن نوزدهم، اين روش نامطلوب برخوردار باشد. به طرف اواخر قرننوزدهم، اين روش استوانه اي با توليد استوانه هايي به طور مكانيكي اصلاح گرديد: يك بوري را كه به يك سر آن حلقه اي فلزي نصب كرده بودند، در شيشة مذاب فرو مي كردند و به آرامي بالا مي آوردند و هواي متراكم شده را با سرعتي نسبتاً كم در آن مي دميدند، به اين طريق مي توانستند استوانه اي خالي به ارتفاع 12 متر و قطر 75 سانتي متر بسازند.

بقية مراحل اين روش توليد، هنوز با دست انجام مي گرفت و فقط يك طرف محصول، از پرداخت طبيعي به وسيلة حرارت برخوردار بود. اما توليد استوانه اي بزرگتر ، كمك زيادي به تسريع بخشيدن به امر توليد اين نوع شيشه مي كرد. تا اواسط قرن نوزدهم، ورقه هاي شيشه اي گرانبهاتر هنوز كمياب بود، اما كيفيت بهترين نوع آن بسيار خوب بود.

به سبب افزايش نمايشگاههاي بين المللي ، كه پيدايش آنها در قرن 19 بود، براي شيشه گران اروپايي فرصتي پيش آمد كه دستاوردهايشان را به نمايش بگذارند. در بريتانيا لغو ماليتها در سال 1845 و براي هميشه، توسعة عظيم توليد انواع شيشه و استفادة عمومي و پر ظرافت از بلور آلات براي مصارف خانگي را موجب گرديد. چنين توسعه اي، در رايج شدن پاره اي محصولات شيشه اي در اغلب كشورهاي اروپايي انعكاس يافت و به طرف اواخر قرن نوزدهم، پرده هاي شيشه اي و آئينه و در پنجره شيشه اي را به گونه اي بي سابقه، كنده كاري و شن باران و با اسيد هيدروفلوريك حكاكي مي كردند. سر سفرة هر خانواده اي با هر موقعيت اجتماعي، بلور آلات تراش خورده مي درخشيد.

چلچراغها، اغلب عبارت بودند از رشته اي از شيشة فلينت تراش خورده و به شكل يك خوشه منشور و داراي. انواعي تقريباً نامحدود. اما شايد چشمگيرترين پيشرفت در اين دوره، در زمينة معماري صورت گرفت. كاخ كريستال (اين عمارت هيجان برانگيز و انقلابي) توسط سر ژوزف پاكسون در لندن و در سال 1851 و به عنوان محل بر پايي نمايشگاههاي بزرگ بين المللي طراحي و ساخته شد. كاخ كريستال نخستين ساختمان عظيم بود كه به وسيلة قطعات آهني و شيشه اي از پيش ساخته شده، درست شد. اين ساختمان نمايي ممتد به مساحت هشتاد هزار متر مربع داشت كه از سيصد هزار قطعه شيشة هم شكل (كه به طريقة باد كردن استوانه هاي عظيم توليد شده اند) ساخته شد. ساختن اين كاخ فقط 8 ماه وقت برد. اما اغلب ساختمانهايي از اين دست (به ويژه در پاريس و لندن) ساختمانهايي بودند براي استفاده هاي خاص مثلاً براي ايستگاه هاي راه آهن و فروشگاه ها . قبلاً براي همچون مصارفي، شيوه اي سنتي از لحاظ ساختمان سازي وجود نداشت. هنوز تعداد زيادي از  اين ساختمانها برجا هستند: ايستگا راه آهن سنت پانكراس در لندن كه سقف آن طاقي شكل است و فروشگاهي در مادلن (پاريس)، دو نمونة برجسته هستند.

كارخانه هايي كه در اروپا و آمريكا و در نيمه دوم قرن نوزدهم، سيلي اينچنين عظيم از محصولات را روانة بازار كردند، از دو جنبة مهم با بزرگترين كارخانه هاي شيشه گري قرن هجدهم فرق داشتند. اين دو جنبه عبارت بودند از: يكي ايجاد تغييراتي در كوره هاي احيا كننده كه تكامل آنها در اساس در جهت كار متالوژي بود، و هدف از اين تغييرات آن بود كه بتوان اين كوره ها را براي ذوب شيشه به كار برد و به اين ترتيب هم استفاده موثرتر از سوخت بشود و هم منبع پرقدرت تري از لحاظ حرارت تامين گردد. ديگر آن كه كوره هاي پات جاي خود را به كوره هاي بزرگتر يعني به كوره هاي تانكي دادند و چنانكه بعداً خواهيم ديد اين كوره ها، امر توليد پيوسته را سهل تر مي سازد. داستان از اين قرار است كه در يكي از كارخانه هاي شيشه گري آلمان، بر اثر حرارتعظيمي كه در نتيجة كار كردن چهار كورة احيا كننده با هم توليد شده بود، تمام ظرفهاي گلي داخل يكي از آنها شكسته شدند و شيشة مذاب كف كوره را پوشاند. اما موقعي كه تكه هاي ظروف گلي را از شيشه مذاب بيرون  آوردند مواد خام ديگري را به آن افزودند، محصول به دست آمده در آخر كار، كاملاً مطلوب از آب درآمد. به اين ترتيب نخستين كورة تانكي پا به عرصة وجود نهاد.

بعدها به سبب افزايش تقاضا و مطرح بودن مسئله توليد  بلور آلات ارزان در مقياس وسيع، پيشرفتهاي ديگري نيز صورت گرفت. در حدود سال 1827، در آمريكا شيوه اي ديگر براي توليد بلور آلات پديد آمد  و به سرعت در اروپا رواج يافت. اين شيوه عبارت بود از ايراد فشار مكانيكي بر شيشه موقعي كه در قالب ريخته شده. همانطور كه قبلاً ديديم، دستگاههاي بطري سازي در سال 1880 نيمه خودكار و در سال 1903 تمام خودكار شد. با به كار بردن  صفحه هاي نقش برگردان و رنگي، نقوش تزئيني را روي بلورآلات چاپ مي كردند. يكي از شيوه هاي توليد بلورآلات عبارت بود از سفت كردن شيشه از طريق سرد كردن ناگهاني آن (براي ساختن لامپهاي گازي و روغني). بنابراين، در سال 1900، آنچنان پيشرفتهايي در شيشه گري حاصل گرديد كه اين صنعت را در طول قرن بيستم، متحول گردانيد، پيدايش كوره هاي تانكي احيا كنند و دستگاههاي بطري سازي خودكار، ساختن استوانه هايي (به روش مكانيكي) براي توليد شيشة مسطح، و پيدايش روش سفت كردن، همة اينها دست در دست هم، همراه با  درك رو به فزون نسبت به تركيب و ساختمان شيشه و انگيزة توليد وسيع شيشه كه ناشي از تقاضاي عظيم بود، به مكانيزه كردن و ايجاد اصلاحاتي بيشتر در صنعت شيشه گري منجر شد .

شیشه در ایران

2-تاریخ شیشه در ایران

ما مردمان اين دوران ، زندگيمان آنقدر اب شيشه عجين شده است كه ديگر وجود آن را در پيرامون خود احساس نمي كنيم . ازدرون خانه ها به مناظر بيرون مي نگريم اما كمتر ممكن است به شيشه هايي بينديشيم كه ديدن مناظر را براي ما ممكن مي كند اما هميشه اين گونه نبود است . روزگاري حتي داشتن يك مهره شيشه اي براي زن ساكن سيلك هزاره دوم قبل از ميلاد براي آنكه آذين گردن گ كند يك آرزوي دست نيافتني بود .

مردمان سرزمينهاي مصر وبين النهرين از حدود 4 هزار سال قبل ا ميلاد مسيح شيشه را مي ساختند . اشيايي با لعاب شيشه اي با قدمتي در حدود 3 هزار سال قبل از ميلاد نيز رمناطقي از حوزه نفوذ اين تمدنها كشف شده است . اما قدمت شيشه در سرزمين ما ودر مناطقي كه رد همسايگي تمدن پرشكوه بين النهرين قرار اشته بيش از2 هزار سال قبل از ميلاد نيست . كاربرد شيشه در ايران از دوران پادشاهي عيلام مياني ودر معبد چغازنبيل آغاز شده است . در اين معبد مهره هايي از جنس شيشه به رنگ آبي پررنگ كشف شده است . در اين معبد همچنين از شيشه هاي ميله اي شكل براي حفاظ پنجره ها استفاده شده است . از كنارهم قرار گرفتن اين ميله ها سطحسي صاف حاصل مي شده كه امكان عبور نور از آن وجود داشته است . يافته هاي حفاري ذر برخي از مناطق تاريخي مربوط به دوره هاي بعد نيزنشان ميدهد كاربرد شيشه در ديگر تمدنها نيز رواج داشته است . در ميان اشياي شيشه اي كشف شده از تمدنهاي پيش از تاريخ ايران ساغر شيشه اي است . ظروف شيشه اي مارليك از اهميت زيادي برخوردار است . ظرئف شيشه اي مارليك نشان مي دهد صنعتگران اين قوم افزون بر شناخت شيشه از تكنيكهاي كار برد آن نيز باخبر بودند .

در عهد هخامنشيان از شيشه در تزئين وساخت ظروف استفاده مي شده است . در حفاريهاي ساختمان خزانه در تخت جمشيد هم قطعاتي مربوط به ظروف شيشه اي بدس آمده است كه تزئيناتي به صورت فرو رفتگي وبر آمدگي دارد ومشابه آن رادر ظرفهاي فلزي همين دوره هم مي توان يافت .

صنعت شيشه به روايت ظروف شيشه اي مربوط به دوره پادشاهي پارت وساساني ازرونق بسياري برخوردار بوده وبراي ساخت ظروف مصرفي وتزئيني هم از آن استفاده مي شده است .

هنرمندان وصنعتگران دوران پس از اسلام هم پيشرفت قابل توجهي در كاربرد شيشه بدست آورده اند كه در ساخت ظروف شيشه اي بسيار زيبايي اين دوره مشهود است اما ساخت شيشه هاي مسطح كه كاربرد آن معماري ممكن باشد در سده دوم قبل از ميلاد ابداع شد . در بين يافته هاي با ارزش خزانه تخت جمشيد تعدادي ظروف شيشه اي كه به روش دمش در قالب توليد مي شده اند وجود دارد كه نشان دهنده استفاده گسترده از شيشه در دوره هخامنشيان است . در گزارش يكي از سفراي آتني به جامهاي شيشه اي مورد استفاده در بار هخامنشيان اشاره شده است .

 از شيشه هاي كشف شده دوره پارتيان وساسانيان نيز چنين تصورمي رود كه هنر شيشه گري از همان بدو ظهور به فارس راه يافته باشد . مهارت شيشه گران دوره ساساني مخصوصا ًتوليد شيشه هاي تزئيني چرخ تراش شايان توجه است كه از بهترين شواهد بر اين مدعا جام خسرو اول است كه در موزه پاريس نگهداري مي شود .

هنر شيشه گري به سبك دوره ساساني در اوائل دروه اسلامي در سامرا وري ادامه يافت ولي پس از حمله مغول راه افول را پيمود ، به طوريكه شاردن سياح فرانسوي كه در بين سالهاي 1664 تا 1681 به ايران سفركرده است ، هنر شيشه گري ايران را در كيفيت وسطح پائيني گزارش كرده است ..

در اين روش كه در دوره خوداهميت بسيار زيادي برخوردار بود ابتدا خمير شيشه را با يك ميله توخالي از بوته ذوب بر مي داشتند وبادميدن درآن به صورت حبابي بزرگ در مي آوردند . سپس ته حباب را با فشار دادن بر سطحي صاف مسطح وسوراخ مي كردند . حباب ساخته شده را دوباره گرم مي كردند وحول محور متصل به آن مي چرخاندند . دراين حالت حباب شيشه طبق خاصيت نيروي گريز از مركزاز محل سوراخ باز مي شد وبه صورت يك ورق تخت وبه شكل دايره اي با قطري در حدود يك متر شكل مي گرفت شيشه هاي تخت ساخته شده با اين روش داراي سطحي مواج مي شد كه ضخامت سمت مركزي آن بسيار بيشتر از قسمتهاي ديگر بود . تصوير از پشت اين شيشه ها وضوح بسيار كمي داشت .

درقرن 17 ميلادي در فرانسه ساخت شيشه هاي مسطح از طريق غلتك زدن خمير شيشه در قالبهاي مسطح ابداع شد . شيشه ساخته شده با اين روش هم كيفيت پاييني داشت  . اين شيشه ها را مي بايست با سمباده زدن پرداخت مي كردند وبه همين دليل بسيار گران تمام مي شد .

در ايران از دير با زاز شيشه به مقدار بسيار محدودي در معماري استفاده مي شده است بطور مثال در سقف حمامها برا يانتقال نور به داخل حمام . از شيشه هايي به شكل مقعر كه شباهت زيادي به جامهاي فلزي داشت استفاده مي شد . از همين رو اين شيشه به جام معروف وواحد شمارش شيشه شد . اين شيشه ها كيفيتي نه چندان مطلوب وضخامت نسبتا زيادي داشت .استفاده گسترده از شيشه در معماري ايران را بايد مربوط به عهد صفوي دانست

در اين دوران با رونق ساختمان سازي سرعت كار اهميت پيدا كرد . از اين رو معماران براي مراحل تكميلي وتزئين بنا به شيوه هاي جديد وهمچنين مصال جديد روي آوردند شيشه وآينه از جمله مصالح مورد استفاده در تزئين بنا بود . در اين دوران از شيشه علاوه بر استفاده گسترده در پنجره ها در تزئين نماي داخلي ساختمان هم استفاده مي شد .

در عهد صفويساخت درهاي ارسي كه باز شوهاي ان به صورت عمودي عمل مي كرد وسطح مشبك چوبي آنها با شيشه هاي قطع كوچك والوان رنگي تزئين مي شد رونق بسيار گرفت . اين درها كه در ابعاد بزرگ ساخته مي شدند وبيشتر براي بستن درگاه ايوان يا اتاقهاي رو به حياط به كار مي رفتند به دليل استفاده از قطعات كوچك چوب در ساخت آنها به خوبي مي توانستند در مقابل تغييرات رطوبتي وهوايي وهمچنين نور آفتاب مقاومت كنند وعمري طولاني داشته باشند .

استفاده از شيشه به شكل آينه نيز در اين دوره رونق گرفت وبسياري از كاخها ي دوره صفوي را تزئين كرد . براساس مطالعات صورت گرفته استفاده از آينه در تزئين بنا براي نخستين بار در قزوين پايتخت وقت صفوي يه عهد سلطنت شاه طهماسب اول در ايوان خانه اي كه درسال 951-965 ساخته شد به كار رفت . پس از آن با انتال پايتخت به اصفهان استفاده از آينه خانه در كنار زاينده رود از آينه بطور گسترده اي استفاده مي شد . اين كاخ در عهد قاجار تخريب شد اما امده است كه در ايوان رو به زاينده رود اين بنا آينه اي با قطع بزرگ نصب شده كه به آينه جهان نما معروف است . اين آينه پس از تخريب بنا به تهران منتقل شد ودر ساختمان مسعوديه نصب شد . اما در حمله انقلابيون مشروطه به اين كاخ شكست .

تزئينات شيشه وآينه كاري بناهاي باقيمانده از دوره صفوي به ندرت سالم مانده اند . از جمله تزئين زير گنبد مرقد امام رضا (ع) كه به دستور شاه سلطان حسين صفوي در آن شيشه با گچ بهكار برده شده است . از ديگر نمونه هاي آينه كاري عهد صفوي تزئينات كاخ هشت بهشت وچهلستون در اصفهان استكه در آن آينه هاي پولكي وتخت در ابعاد كوچك در تزئين سقف بكار رفته است .

در عهد قاجار از طرفي مهارت استادكاران آينه كار واز طرف ديگر در دسترس بودن شيشه وآينه هاي مرغوب همچنين فراهم آمدن امكان برش شيشه در ابعاد دلخواه اين هنر را گسترش داد كاربرد شيشه هاي ساده در درها دشيشه هاي الواندر ارسي ها وهمچنني شيشه هاي نقاشي شده جلوه بسيار زيبايي به بناها داده است .

پس از وقوع انقلاب صنعتي در اروپا وهمراه با گسترش كاربرد آهن درمعماري كه ابتدا در پايه ها وسپس در سازه هاي فلزي مشبك سقفها بكار رفت  تقاضا براي شيشه مسطح افزايش يافت اولين نمونه هاي موفق كاربرد شيشه در معماري در ساخت گنبد هاي گلخانه ها بود  . اين گنبدها سازه هاي فلزي مشبكي بود كه روزنه ها ي آنها با شيشه پر مي شد يكي از اين سازه ها گنبد ميدان گندم فروشان در پاريس بود كه در سال 1809 طراحي و در سال 1811 ساخته شد . اين نمونه راه را براي استفاده از سقفهاي شيشه اي هموار كرد . چند دهه بعد در سال 1851 ساختمان كريستال پالاس محل اولين نمايشگاه بين المللي با تكيه بر تجربيات قبلي ساخته شد . در اين قرن سقفهاي فلزي كه در آن شيشه استفاده مي شد بهترين پاسخ براي ساخت سقف ايستگاههاي راه آهن نمايشگاهها وكارخانه ها بود .

در سالهاي پاياني اين قرن ساخت سالن ماشين در نمايشگاه بين المللي پاريس كه طرح آن را مهندس كونتامنومعمار دوتر تهيه كرده بودند . تسخير معماري آينده را توسط آهن وشيشه اعلام كرد .

از همين رو صنعتگران به دنبال روشهاي بهتر توليد شيشه هاي مسطح بر آمدند . مجموعه تحولات پس از انقلاب صنعتي موجب فراهم آمدن امكان توليد انبوه شيشه كاهش قيمت آن وگسترش كاربرد آن شد .