Когда изобрели стекло для окон

У окон есть история

Несмотря на то, что стекло известно человечеству в течение пяти тысяч лет, стеклить окна начали только в средние века. До этого в южных странах греки и римляне, арабы и хорезмийцы строили дома без окон, с внутренним двором, из которого свет проникал в открытое помещение через колоннаду, заменяющую стену дома.

Есть указания на то, что в раннее средневековье в Риме уже вставлялись в окна маленькие стекла. Для этого выдувались небольшие стеклянные шары, которые затем сплющивались. Стеклодув прижимал стеклодувную трубку со стеклянным пузырем к медной доске. Вместо пузыря получалось нечто вроде круглой лепешки. Когда от застывающей лепешки отрывали стеклодувную трубку, в середине ее оставался небольшой бугорок стекла.

Круглые пластинки вделывали в небольшие отверстия, прорезанные в деревянной доске. Доску с такими четырьмя или пятью отверстиями вставляли в оконный пролет. Такими были первые оконные стекла.

В России до X века окна не застекляли. Вместо стекол вставляли промасленную или навощенную холстину или растянутый бычий пузырь. В церквах, в княжеских и боярских хоромах употребляли в окнах пластинки слюды.

Об оконном стекле впервые упоминается в Волынской летописи 1240 года. Там говорилось о церкви, построенной князем Даниилом Галицким с «римскими стеклами». Теперь известно, что уже с X—XI веков в Киевской Руси выделывали небольшие стекла выдувными лепешками и небольшими круглыми пирожками, вылитыми в формы. В Западной Европе стеклянные кружочки, вылитые в форму, стали применяться только с XIV века.

В годы позднего средневековья стали делать для окон листы стекла немного большего размера. Расплавленное стекло выливали на литейный стол и раскатывали, как тесто, металлическими вальками, превращая его в плоскую пластинку. Но пластинки эти были очень малы и толсты по сравнению с современными оконными стеклами.

Перед архитекторами того времени стояла задача создания оконных переплетов, между которыми можно было бы вставлять небольшие стеклянные пластинки. Поэтому у зданий, построенных в средние века, все окна имели решетки, в ячейках которых было вставлено стекло неодинаковой толщины и формы. Но и это оконное стекло ценилось очень дорого. И когда владелец замка уезжал надолго, то стекло из окон вынимали и бережно хранили до следующего приезда владельца.

При постройке королевского дворца в Версале решили сделать большие окна. Но таких стекол еще не умели делать. Поэтому архитектор придумал деревянную золоченую раму с деревянным узором, который изображал переплетающиеся растения. Это было необходимо, чтобы скрыть места соединения отдельных стекол.

В XVIII веке в царской России помещики также требовали для своих дворцов и усадеб сложных оконных рам. И, так как в России стекло тоже было дорого, они при переездах из одного имения в другое или при переездах из города в деревню перевозили с собой и стекло с оконными рамами. Население же среднего достатка не имело возможности покупать стекло в большом количестве и довольствовалось очень небольшими окнами.

Учитывая примитивный способ производства стекла и его дороговизну, архитекторы в средние века строили дома и общественные здания с маленькими окнами. Все памятники архитектуры того времени поражают нас своими низкими и узкими оконными проемами, что диктовалось небольшими размерами получаемых листов стекла.

В средневековых церквах и соборах делались большие оконные проемы, застекленные витражами или картинами, собранными из кусочков цветного стекла. Большой размер соборного окна восхищал обывателей, привыкших к своим маленьким окнам в жилых домах. Огромные витражи с изображениями святых внушали уважение к богатству и великолепию «божьего дома» и поражали воображение.

Можно сказать, что примерно 150—200 лет назад стекло было так же дорого, как и в первые века нашей эры. Оно все так же было доступно только богачам. Но, несмотря на это, по сохранившимся сведениям, «дутейщик кругов» для окон получал в то время только 1 рубль 50 копеек в месяц.

История возникновения оконного стекла

История возникновения оконного стекла

Впервые оконное стекло, хотя и весьма несовершенное, появилось на рубеже старой и новой эры летоисчисления у римлян. Однако после падения Римской империи секреты его производства были утеряны и в начальный период средневековья в Европе оконного стекла не знали. Естественно возникает вопрос, а что же было в окнах? Часто окна закрывались сплошными деревянными ставнями. В теплые дни они открывались, впуская дневной свет внутрь помещения. В иное время окна закрывались и помещение освещали свечами. В России свечи, которые были дороги, часто заменялись горящей лучиной.В некоторых дворцах, парадных зданиях и культовых сооружениях в Европе в мелкие ячейки в оконных проемах вставляли пластинки слюды, которые ценились очень дорого. В домах простых людей для этой цели использовались бычий пузырь и промасленная бумага или ткань. В середине XVI в. даже во дворцах французских королей окна закрывались промасленным полотном или бумагой. Лишь в середине XVII в. при Людовике XIV в окнах его дворца появилось стекло в виде маленьких квадратиков, вставленных в свинцовый переплет. Листовое стекло большой площади долго не умели получать. Поэтому даже в XVIII в. застекленные окна имели мелкий переплет. Обратите внимание на реставрированные здания петровской эпохи, например на Меньшиковский дворец в Санкт-Петербурге.

Как уже было сказано, римляне научились изготовлять оконное стекло в конце старой эры. Они делали это путем отливки и раскатывания жидкого стекла в форму в виде противня, который изготавливался из глины. Отливки извлекались из формы еще в горячем виде, пока стекло сохраняло пластичность. Таким способом получали оконное стекло толщиной около 10 мм и площадью до 0,5 м 2 . Поскольку прилегающая к форме сторона листа оказывалась шероховатой, то стекло не было прозрачным.Такое стекло находили при раскопках в западноевропейских колониях Рима, а также на Востоке вплоть до Черноморского побережья. Как уже было отмечено, после распада Римской империи это ремесло пришло в упадок и способ производства был забыт и никогда не возобновлялся. Новый способ производства оконного стекла был разработан несколько столетий спустя, т.е. в средние века. Этот способ принципиально отличался от древнеримского, так как получался не отливкой, а выдуванием. Вначале выдували шар, который раскатыванием на плитке и размахиванием в воздухе превращался в подобие большой ампулы. После отрезания верхней и нижней части получался цилиндр. Последний разрезался вдоль твердым минералом и на раскаленной глиняной плите разглаживался в лист деревянной гладилкой. Стекло получалось довольно тонким, хотя и небольшого размера. Сторона, прилегавшая к плите при разглаживании, также получалась шероховатой, а значит, стекло опять же было непрозрачным.

На территории древнеславянского государства археологи многократно находили фрагменты стеклянных кругов диаметром 200. 250 мм с хорошо заделанными кромками. Ученые сходятся во мнении, что эти стеклянные круги служили для остекления окон крупных общественных зданий, например храма Киевской Софии и других церквей домонгольской Руси. Считают, что способ их производства сводился к следующему. В форме выдувался сосуд, похожий на конусообразный графин. Дно этого «графина» обрезалось и кромка завертывалась.

В конце средневекового периода в Европе начали широко применять «лунный» способ изготовления листового стекла. В его основу также был положен метод выдувания. При этом способе вначале выдувался шар, затем он сплющивался, к его дну припаивалась ось, а около выдувательной трубки заготовка обрезалась. В результате получалось подобие вазы с припаянной ножкой-осью. Раскаленная «ваза» вращалась с большой скоростью вокруг оси и под действием центробежной силы превращалась в плоский диск. Толщина такого диска была 2. 3 мм, а диаметр доходил до 1,5 м. Далее диск отделялся от оси и отжигался. Такое стекло было гладким и прозрачным. Характерная его особенность – наличие в центре диска утолщения, которое специалисты называют «пупком». Лунный способ производства сделал листовое стекло доступным для населения. Однако на смену ему уже в начале XVIII в. пришел другой более совершенный «халявный» способ, который использовался во всем мире почти в течение двух столетий. По существу, это было усовершенствование средневекового способа выдувания, в результате которого получался цилиндр. «Халявой» называли формируемую массу стекла на конце выдувной трубки. Она доходила до 15. 20 кг и из нее в итоге получались листы стекла площадью до 2. 2,5 м 2 .

Этот способ позволил получать оконное стекло хорошего качества и относительно недорогое для широких слоев населения. Таким образом, проблема светлого и теплого жилища была разрешена лишь в XVIII в. Это было достигнуто трудом многих поколений стеклоделов в течение двух тысячелетий.

Однако «халявный» способ трудно поддавался механизации, а потребности в оконном стекле росли быстрыми темпами. Поэтому поиски новых способов продолжались и в результате в начале XX в. был внедрен в промышленность механизированный процесс. В основе его лежало наблюдение американца Кларка, сделанное в первой половине XIX в. Оно состояло в том, что если на поверхность жидкого стекла положить железный стержень («приманку»), а затем поднимать его, то стеклянная масса приварится (приклеится) к стержню и потянется за ним в виде полотна. При остывании на воздухе получается стеклянный лист. Однако он получался не с параллельными кромками, а в виде клиновидного полотнища. Следующим шагом на пути разработки механизированного способа было изобретение бельгийца Фурко. Он предложил положить на поверхность расплавленной массы керамический брус («лодочку») с продольной щелью. Керамика легче расплавленной стеклянной массы и потому лодочка плавает на поверхности. Если нажать на лодочку, то расплавленная масса выдавливается из щели. На нее опускают «приманку» и тянут вверх. Если скорость подъема приманки будет равна скорости выдавливания стекломассы, то получится правильное полотнище с параллельными кромками. Дальнейшее завершение решения проблемы носит чисто технический и конструкторский характер – устанавливаются подъемные валики, холодильник и другие приспособления. Толщина листа зависит от скорости подъема и скорости охлаждения листа.

В настоящее время оконное стекло производят по данному способу. Имеется и несколько другой вариант технологического оформления процесса производства листового стекла, который используют в США. В нем вместо лодочки с каждого борта полотна располагается пара роликов, между которыми и проходит полотно. Ролики препятствуют сужению полотна и потому отпадает необходимость в лодочке.

В современном строительстве для остекления общественных зданий, гостиниц и витрин магазинов, а также для авто- и вагоностроения, широко используют стекло толщиной 6. 8 мм и даже до нескольких сантиметров. Такое стекло называют зеркальным. Оно изготавливается методом проката с последующей шлифовкой и полировкой. Когда говорят о здании, построенном из стекла и бетона, то имеют в виду именно такое зеркальное стекло.

Из сказанного видно, какими усилиями далось человеку прозрачное стекло. Однако в некоторых деталях промышленного и бытового интерьера необходимо, чтобы стекло, наоборот, было непрозрачным, но пропускало свет. Стекло для таких целей подвергают пескоструйной обработке или грубой шлифовке. В настоящее время с этой же целью изготавливают узорчатое листовое стекло, т.е. имеющее какой-либо рисунок. Его получают прокатом на столах или между вальцами, на которые нанесен рисунок.

Мелкие стеклянные изделия делают матовыми обработкой фтороводородной (плавиковой) кислотой. Последняя взаимодействует с диоксидом кремния, находящимся на поверхности, с образованием летучего тетрафторида кремния SiF₄ в соответствии с уравнением

Вряд ли современный человек может оценить тот комфорт и удобство, которое дает ему прозрачное листовое стекло. Человек рождается в светлом и теплом помещении и принимает это как должное.

Кто изобрёл стекло и где это произошло?

Прежде чем попасть к нам в том виде, в каком мы сейчас его знаем, стекло проделало долгий путь длиной в несколько тысяч лет.

Жилища наших прародителей, древних людей, стёкол вообще не имели. Свет проникал через узкие проходы в скалах или каменистых пещерах.

Но изобретение стекла — не привилегия человека. Образцы этого материала людям показала… природа. Природные стёкла образовывались из лавы, выливавшейся во время извержения вулканов. Стекло то было мутным, тёмным по цвету. Сегодня мы знаем его как обсидиан.

Изобретатели стекла

История этого материала так далека во времени, что изменялась не один раз в свете археологических открытий и всё ещё считается спорной. На первенство в стеклоделании претендуют Египет, Средиземноморье, Африка и Древняя Месопотамия.

Образцы египетского стекла — это стеклянная глазурь на фаянсовых плитках пирамиды Джессера, время создания которой — XXVII век до н. э. Есть и ещё более ранние образчики — фаянсовые украшения возрастом около 5 000 лет.

Сначала стекло у египтян выходило мутного синеватого или зеленоватого оттенка — в зависимости от того, где добывали песок для его производства и какие примеси он содержал. Бесцветное стекло люди научились делать гораздо позднее, вероятно — в I веке уже нашей эры: для обесцвечивания стали использовать марганец.

В Месопотамии археологи нашли стеклянную цилиндрическую печать возрастом примерно 4 500 лет. Сосуды для благовоний — одна из частых находок учёных при раскопках территории Старовавилонского царства.

Древнее производство стекла

Всё больше исследователей склоняются к тому, что стекло возникло независимо сразу в нескольких местах. Как это случилось — пока загадка. Стекло было настолько ценным материалом, что сведения о его производстве хранились в строжайшем секрете. Лишь немногие сведения дошли до нас.

Так, египтяне плавили песок и соду в глиняных сосудах на открытом пламени. Когда ингредиенты спекались, их бросали в ледяную воду для растрескивания. Полученные куски — фритты — размалывали в пыль, а потом снова плавили. Технология получила название фриттование и использовалась несколько веков.

Интересен и тот факт, что первые стеклянные изделия были сплошь фигурными — печати, крошечные сосуды, бусины. Связано это с неумением древних людей делать плоское стекло — они просто выдували из стеклянной массы разнообразные формы.

Плоское, бесцветное стекло появилось массово в европейских государствах только в XIII веке. Однако при раскопках Помпеи учёные обнаружили образцы плоских стёкол, значит — технология была известна давно.

Как стекло завоёвывало мир?

Первое застеклённое окно появилось в помещении греческой бани в Помпеях. Его размер составлял метр на полтора метра. Чуть позже небольшие окна появляются в залах для пиршества греческой знати. Причём, только с южной стороны. Но это – что касается мужчин. На женской половине жилья окон в то время вообще не полагалось.

Наибольший расцвет стекло переживает в Древнем Риме. Именно здесь окно появляется в том виде, в каком мы сейчас его знаем – помещённое в раму из металла. Чаще всего из бронзы. Тогда же появляются и первые «дамские» зеркала, предназначенные для женщин из числа римской знати.

Гораздо больший расцвет стекло переживает в средние века в Венеции. Причём изготавливается оно в самых разных видах — как оконное стекло, зеркала и изящная стеклянная посуда. Именно Венеция в XVI – XVII веках становится едва ли не мировым производителем стекла.

В то же самое время в домах простых людей стекло оставалось непозволительной роскошью. В роли оконного стекла здесь выступает обычный бычий пузырь, который натягивали на деревянные, небольшого размера рамы.

В России стекло начинает широко применяться в царствование династии Романовых. Именно тогда им начинают украшать входы в виде цветных витражей и даже фасад зданий. Первый стекольный завод был построен в середине XVII века в Воскресенске. Здесь из стекла начинают делать стеклянную посуду и украшают цветным стеклом дворцы знати.

При российском императоре Петре I в России действует уже шесть стекольных заводов. Однако у простого люда оконные стёкла по-прежнему заменяет промасленная бумага и пузырь.

Что в старину использовали в окнах вместо стекла

Примечательно, что английское window – по-нашему «окно» — происходит от wind, то есть «ветер», «дыхание». В русском языке в основе этого слова лежит корень «око». Можно сказать, что для англичан «окно» — это орган дыхания, а для русских – способ созерцания, око в мир Божий.

Хотя в древние времена, до IX века, в жилищах с глинобитными печами, которые наши предки топили по-чёрному, окон вовсе не было, потому что домочадцы берегли тепло. Позднее, по той же причине оконца стали делать очень маленькими и располагали их как можно выше.

Издревле на Руси отверстия в бревенчатых стенах закрывали самыми разнообразными природными материалами. Чаще всего использовали паюс – плёночный мешок, где у рыбы находится икра. Также в дело шла светлая кожа крупных особей из семейства карповых, которую очищали от чешуи и высушивали в растянутом состоянии.

Часто проёмы закрывали более крепким и прозрачным материалом — бычьим мочевым пузырём. Кроме этого, по возможности в ход шли тонкие древесные пластины, сыромятная кожа животных, холст, пергамент, пропитанный жиром, а в зимнее время — лёд.

Но самым прозрачным средством считалась слюда — слоистый природный минерал, который легко расщепляется на тонкие полупрозрачные пластинки. Добыча этого материала считалась для наших предков важнейшим промыслом. «Мусковита», как называли русскую слюду, почиталась на чужбине самой качественной. На Руси этот дорогостоящий минерал для окон могли позволить себе только цари, князья, вельможи и зажиточные крестьяне. Хотя кое-где в Сибири залежи слюды встречались прямо на поверхности почвы. Величали её «хрусталём» и «стеклом московским»…

Из всех перечисленных подручных средств только редкая, самая качественная слюда могла сравниться по уровню прозрачности со стеклом. Однако окна в русских избах служили не только источником дневного света, но и защищали дом от непогоды, насекомых и мелких животных. « Вставни » из досок, нередко обитые тканью, на ночь прочно закрывались для защиты жилища от диких животных. Медведь был частым гостем в русских селениях.

С XIV столетия наши предки стали использовать косящатые окна с рамами из тёсанных брусьев-косяков, куда вставлялась обтянутая оконница. До этого встречались только волоковые окна — небольшие отверстия, которые «заволакивались» изнутри доской, двигающейся в вырезанных пазах.

Стеклодувные мастерские на Руси известны с XII века, однако стекло было совсем дорогим удовольствием, и шло оно в основном на изготовление посуды и украшений. В качестве оконных витражей его изредка использовали только в княжеских хоромах. Первый стекольный завод в России появился в середине XVII века, а в массовом порядке окна в городских зданиях у нас стали остеклять спустя столетие.

Избы с оконницами из слюды в русских деревнях ещё встречались в начале XX века…

В следующих публикациях читайте, почему в России установили крепостное право.