
波蘭船廠Nauta推出的Streamline 105創新地在帆船上使用玻璃天花板
如今玻璃材料已在游艇上得到廣泛應用,但人們仍只把玻璃用作能在室內欣賞海上風景的媒介,而不視其為結構的一部分。玻璃帶著一點大膽和有趣的意味,沒有其他阻隔材料能像玻璃一樣同時起到連接和分隔的作用。就其本質而言,玻璃既不屬于固體也不屬于液體,而被界定為一種非晶狀固體,它是獨一無二的。
如迪拜哈利法塔、臺北環球金融中心、倫敦碎片大廈等等,玻璃幕墻的摩天大樓已十分普遍,我們不難體會拓寬玻璃應用的趨勢之洶涌。
James O’Callaghan是Eckersley O’Callaghan結構設計公司首席設計師,他所設計的Apple零售店中顯眼的玻璃樓梯可能是世界上見證人數最多的實用玻璃結構作品。他在紐約蘋果商店中使用的玻璃踏板長1.8米,厚度不足5厘米,由四塊杜邦層壓產品SentryGlas Plus組合而成。
這種玻璃板由離聚物夾板制成,可以抵擋颶風且防彈。淬火玻璃SentryGlas符合勞氏船級社認可,Fincantieri船廠的Ruby Princess和Azura的外部欄桿及擋風玻璃均采用此種玻璃。2005年ISO與勞氏船級社修改規定,普通淬火玻璃被淘汰。原先的標準層壓玻璃PVB每平米重10公斤,SentryGlas則更為輕便,這種材料的使用讓Ruby Princess得以減重足足50噸!

Azure造船工程團隊所建造的連通超艇外殼的玻璃結構
“人們對更寬敞的海濱俱樂部、更充足的自然光、更親近海洋的體驗的追求愈盛,因此我們從去年起著手研究如何在游艇上更多運用玻璃,”荷蘭Azure游艇設計及造船工程團隊的Hugo van Wieringen表示,“從甲板到天花板的全玻璃窗設計十分吸引人,但這也對游艇的承壓能力造成了一定的挑戰。
“我們的終極目標是在游艇上層建筑和船體上使用更多的玻璃,以模糊內外部空間的界限”,他接著說道,“但研究發現,因為海上環境起伏波動,承重玻璃并不適合應用在游艇上。所以我們改變策略,決定將玻璃與一種其他建筑材料混合使用。”
玻璃為數不多的缺點之一是不能夠分散壓力,玻璃結構中須有一條清晰負載路徑,讓壓力得以均衡地傳遞到船體結構。采用淬火玻璃材料,減少連接處的集中負重是很重要的,設計師必須用硅或氯丁橡膠之類的材料將玻璃和金屬分隔開。這項研究還帶來了一些意料之外的驚喜。

Luiz de Basto為荷蘭船廠Oceanco設計的90米超艇擁有全反光玻璃制艇上建筑,賓客可從游艇內欣賞全景風光
Azure的玻璃結構研究讓上次建筑甲板實現全玻璃幕墻成為可能。并且,配合玻璃舷墻,我們在享受全角度美景的同時也不需擔心會破壞游艇的結構完整性。
除了艇上建筑,Azure玻璃結構研究項目還關注船尾區域的玻璃應用。例如運用玻璃結構,艇庫將能夠變身為帶游泳平臺的海濱俱樂部。
Azure是一家獨立的荷蘭設計工作室,員工人數超過20人。他們計劃整合既得研究成果并運用到自己的設計中,同時也允許伙伴游艇設計公司及建造公司使用其關于玻璃結構的專利知識。
玻璃能讓游艇結構部件的設計更富趣味,但為防止它彎曲變形,必須將玻璃結構層壓成束——粘合成棒狀結構、由兩根緊密的細環氧樹脂材料層壓管合成一個結實的空心圓筒結構、或用樹脂綁定多條狀結構。
以上三種工序皆經過壓力測試檢驗,一根直徑10厘米的2.9n柱子可承受超過3,500公斤負荷。同時,新的玻璃片科技已經成熟,玻璃結構取代豎框應用于陸上的玻璃幕墻建筑中。遙想不遠的將來,此項技術也將被搬上游艇。

Azure的混合玻璃結構超艇外殼如剖面圖所示
還將碰撞出怎樣的新火花?
玻璃結構賦予超艇建筑師們無盡的創作可能。靈活恰當地運用玻璃結構,游艇的外觀將發生“翻天覆地”的變化。
Blohm+Voss船廠的建筑師和設計師在這方面擁有豐富的經驗,經手過多艘游艇,包括由Martin Fancis負責科技設備與造船技術,并由Philippe Starck進行概念設計的A;以及由Michael Leach擔綱設計的Palladium。Francis是巴黎工程公司RFR的創始人之一,RFR發明的索拉玻璃幕墻結構被應用于貝聿銘設計的盧浮宮玻璃金字塔。
“如何應用玻璃結構組件而又不失舒適、私密和安全,這是船廠的每個工程專家都面臨的挑戰,”Blohm+Voss公司造船工程師Matthias Witzel表示。“了解安裝位置與方式的相互依存關系、掌握可能對玻璃結構造成影響的內外部因素,這兩項是最基本的。”
“運用現代玻璃成型技術,建筑師能夠使玻璃的曲率和游艇結構完美匹配。建筑師可以更自由地對使用玻璃結構的游艇輪廓進行設計,這些設計奪目而耐看,彩色玻璃元素與游艇外部造型搭配相得益彰。”

EspenØino在丹麥游艇Shooting Star中曲線玻璃運用設計備受稱贊
經Francis設計,由Blohm+Voss在20年前發布的Eco,是第一艘真正把玻璃作為裝飾和結構元素的游艇,EspenØino也參與了當年的Eco項目。
“我們花了3年的時間研究玻璃結構,我們確信像雞蛋一樣的幾何狀玻璃結構會給我們的游艇帶來許多優點,”Øino回憶道,“眾多所謂的專家曾以為,為了安裝這些玻璃窗戶,船東需要耗費錢財,準備大量的備件。這些擁有獨一無二的顏色和形狀的淬火玻璃,必須一次燒制成型。船廠儲存了備用玻璃,但在我的記憶里,過去這么多年沒有一塊玻璃是破裂了的。”
“有趣的是,Eco的凸窗的制造商名字叫做‘Flachglas’——在德語中是‘平板玻璃’的意思。”Øino補充道。
“玻璃是一種很好的材料,我喜歡通透的感覺,但玻璃也是很重的,你必需找到一個平衡。我們正在土耳其為Sunrise公司建造一艘63米游艇,艇上建筑大部分選用玻璃材料。我們不必涂飾玻璃,省下不少功夫,”Øino說道,“但玻璃不能被用作支撐結構,而且船級社對玻璃欄桿和舷墻的標準也越來越嚴苛。”

Hot Lab設計公司為73米Milano游艇設計的船尾陽光甲板采用鋼與玻璃混合結構,可用作溫室、健身房或休息室
“在可實現的條件下,厚玻璃質量足夠優越,設計師們得以去攻克一個他們不曾考慮過的問題。現在的游艇仍大多采用傳統的舷窗,還未有過全玻璃的船體設計的嘗試。40厘米的舷窗是現行的標準尺寸,我們是時候該考慮將窗戶設計納入船體設計中。”
“船員和賓客的居住區通常在船體部分,需要有更多的自然光及樂趣,而這是裝飾玻璃可以提供的。”Witzel提到。
反射熱量
熱量的集聚、眩光和紫外線輻射都是玻璃結構亟待解決的問題。美國環境保護機構(簡稱EPA)稱,加熱器、冷氣機以及樓房的照明占美國能源消耗的36%。盡管美國正處于經濟衰退期,美國政府仍撥款補助制造“動態窗戶”的企業,動態窗戶能夠自動調節透光率以減少熱量集聚和眩光照射。
動態窗戶在歐洲常被稱作“智能玻璃”,其制作方法有兩種:熱致變色和電致變色。熱致變色是一種被動的方法,受太陽的熱量觸發而發生變化;電致變色則需用電流來控制玻璃從透明到有色的變化。動態窗戶可以作為大樓或游艇管理系統的一部分,或由居住者自行控制。它可以有效的阻擋紫外線的輻射。

SPD SmartGlass應用在ITV的Daybreak演播室中,一鍵即可改變玻璃的外觀、熱量和眩光情況
Pleotint是在熱致變色產品領域中最大的一家美國公司,其通過將一塊熱敏片安裝在兩到三塊玻璃中間,最外層玻璃可自動變化成有色或透明。
這塊熱敏片的顏色受熱變深,最多能阻擋50%的可視光,第二層的圖層則能夠削弱透過玻璃進入室內的熱傳遞。這種玻璃能夠全天候保持透徹。因為它是一種被動反應,只有朝陽一面的玻璃會變暗。目前最大的熱致變色窗戶面積可達15.2 x 30.5米。
在電致變色領域,播音公司的787 Dreamliner選用了來自明尼蘇達州的Sage公司的電致變色玻璃。2010年11月,世界最大建筑材料制造及第二大玻璃制造公司的Saint-Gobain向Sage戰略投資8,000萬美元,擴大明尼蘇達州工廠規模,并授權Sage生產其所有動態玻璃產品,最后貼上電子標簽在歐洲出售。
Flachglas是歐洲運用于運輸領域的最大玻璃制造廠之一,其致力于研究和生產一種名為Infraselect的熱致變色玻璃,這種玻璃可以變化成藍色以減少可視光的輻射。
動態窗戶的價格當然比普通窗戶昂貴得多。盡管動態窗戶的生產技術逐漸成熟,應用范圍也不斷擴大,但熱致變色和電致變色的動態窗戶均價仍分別需要每平方英尺15美元和50美元。

Nuvolari Lenard的這個大膽設計包括了室外玻璃升降機、一個可伸縮的玻璃直升機機庫以及一個無邊泳池
據研究前沿消息,最近紐約一家公司發明了一種智能玻璃控制技術,這種技術可以對玻璃或聚碳酸酯的透光量進行最大程度的控制。其SPD夾片中含有不定向微觀粒子。無電壓時,這些粒子吸收光線并阻擋光線穿透;電壓接入后,這些粒子對齊排列則光線可穿透。通過調節電壓,使用者能夠及時方便地調整玻璃的透光量和傳熱量。
世界首個車載動態窗戶控制系統Magic Sky Control便是據技術而生產的。此系統已應用在奔馳SLK系列跑車上,只需輕觸一個按鈕,車頂玻璃便會從深色變成透明。
部分設計師仍使用在建筑頂棚的玻璃嵌入光伏電池的手段進行,而New Energy科技公司已研發出一種能夠發電的太陽能窗戶技術。這家公司最新發明了一種主要有氫和碳構成的有機可生電涂料,并將這種涂料涂在了一個工作實驗室規模的模型的透明表面上進行試驗。這種納米涂層能夠對窗戶中的電子、電致變色反應及光學性質產生影響,窗戶顏色柔和透亮而富美感,并通過發電保持其顏色。
玻璃材料讓船東能夠隨心設計游艇,盡享視覺自由。在未來,玻璃應用必有廣闊的發展空間,成為游艇內外設計的重要元素。