玻璃是一种高度透明的材料，可以抵御除最极端天气条件之外的所有天气条件，很容易制成任何尺寸或形状，而且一旦成型，可以使用数千年，因此它仍然是建筑中使用的最具创新性和最重要的材料之一。尽管当代建筑实践允许我们用玻璃建造高达数百米、闪闪发光的摩天大楼，但这种古老材料最初的用途--将光线引入不受天气影响且安全的室内--在一千多年后的今天仍然是其最重要的用途。
玻璃对于几乎所有类型建筑的窗户都非常重要，但对于建筑屋顶来说，玻璃的使用就不那么简单了。自从我们在儿童动画片中看到用放大镜将太阳光的热量集中到令人难以置信的高温后，我们就明白了光与玻璃结合的力量和危险。在玻璃屋顶下，如果没有正确的保护措施，太阳辐射会使内部环境变得不舒适。
同时，在玻璃屋顶下，热量从另一个方向，即从屋顶漏出也会造成问题。虽然双层玻璃的 U 值（热透射率）与标准屋顶大致相同（2.8 W/m2K 比 2.5 W/m2K），但用于支撑玻璃板的金属框架会将总值降低到 3.5。此外，玻璃屋顶无法获得额外的隔热材料，因此可以将标准屋顶的 U 值降低到 0.2 左右，这样一来，玻璃屋顶在冬季的热性能就会大打折扣。
专业的太阳能控制玻璃（朝外）和低辐射玻璃（朝内）可以将热量反射到需要的地方，并保持温度水平--低辐射玻璃的 U 值为 0.8 W/m2K。尽管为改善玻璃的热性能付出了额外的努力，同时还采用了其他通风控制技术来实现被动降温，但如果方法得当，使用玻璃作为天花板材料的益处将远远大于弊端。住宅和建筑的内部充满自然光，可以利用地球的天然热源之一来取暖，利用创新的通风方法来保持凉爽和清新，利用天空和星空的自然图案从上方装饰室内，所有这些结合在一起，让人感觉就像在户外生活一样。
让阳光普照室内/室外玻璃下再现的室外环境
自然光在室内空间中的积极作用对企业至关重要，它不仅能让员工和客户在办公时间神清气爽，还能让他们在漫长而艰苦的会议间隙充满活力。例如，在中国重庆的重庆礼嘉智慧馆厅，Gensler 的建筑师希望创造出一种与环境和谐共存的建筑几何形状。建筑师解释说，"通过 Y 形条状结构设计系统，天窗环绕建筑边缘，形成‘光线充足的功能前区，为参观者在会议间隙提供舒适的休息空间’。"
让游客保持头脑清醒和精神饱满对零售空间也至关重要，因为宽敞的室内空间往往意味着自然光很少。MINAX Architects 用玻璃天窗下的室内市场取代了用黑网遮盖的室外农贸市场，使 Bloom Liutan 市场拥有了室外农贸市场的清新、开放和明亮的感觉，同时保护了农产品和顾客免受风雨侵袭。
使用玻璃天窗将室内环境充满自然光的项目：
重庆礼嘉智慧馆厅 / Gensler
刘潭市集 / 米丈建筑
北京丰台站 / gmp Architects
温室效应：利用可控太阳辐射增益为室内增温
虽然玻璃屋顶可以营造出与室外空间一样自然采光充足的室内环境，但阳光穿过玻璃时，其热量会被放大，除非对其进行减缓和控制。位于巴西圣保罗的阿尔伯特·爱因斯坦教育与研究中心的玻璃屋顶面积达 3,800 平方米，该中心通过各种方式来控制这种效应。萨夫迪建筑事务所解释说，外层的玻璃板‘涂有三银防晒涂层，以减少热量吸收，并印有半透明陶瓷点，以遮挡阳光’。通过使用机械系统在需要的时间和地点为中庭降温，环境的舒适度、湿度和能源使用量都可以得到控制，甚至可以用来平衡建筑其他部分的湿度。
使用玻璃屋顶打造温室式中庭的项目，中庭种满了绿色植物：
阿尔伯特·爱因斯坦医学教育研究中心 / 萨夫迪建筑事务所
青岛未来城万科广场 / CLOU 柯路建筑
通风：保持凉爽、清新和通风
在设计大型空间时，除了自然光之外，新鲜空气的重要性也不容小觑。国际地球信息科学研究所的总长度为 220 米，深度为 38 米，整个建筑结构包含了相当大的内部空间。建筑师介绍说，为了让室内充满光线、新鲜空气和亲生物的绿色植物，在建筑结构中开辟了四个大型中庭，作为 "建筑的绿肺"。这些玻璃顶的中庭与外部相连，充满了动植物的栖息地，是一个小型的生态系统，“植物扎根于一米多深的土壤中，创造了一个空气清新、无压力的工作场所”。
深圳市红山中学的入口大厅/庭院的玻璃屋顶采用了一种更具建筑特色的方法来为建筑提供洁净的空气，这种玻璃屋顶被分成对角线排列的六个斜面部分。建筑师 CAPOL 解释说，“每个基本单元由两个空心桁架的上下边缘连接而成，既方便通风，又保证了屋顶结构的完整性。”
在玻璃屋顶下使用自然和技术通风系统的项目，使室内充满新鲜空气：
国际地理信息科学研究所 / Civic Architects + VDNDP
深圳市红山中学 / 华阳国际设计
遮阳、水和其他创新的降温方法
除了科学地使用具有防晒功能的玻璃和半透明陶瓷点来控制太阳辐射增益（阿尔伯特-爱因斯坦教育与研究中心就是这样做的），还有许多其他可行的玻璃屋顶遮阳和降温方法可供选择。例如，位于捷克共和国布尔诺-圣热德的 Mendel 温室就采用了可调节遮阳和嵌入式百叶窗系统，在炎热的夏季提供自然冷却和通风。
在 Infinitus 中国的全球总部 Infinitus Plaza，实验室、研究设施、会议和展览空间网络环绕着两个玻璃顶中庭。中庭位于广州潮湿的亚热带气候中，通过喷淋装置将收集到的雨水雾化喷洒到屋顶，以蒸发冷却的方式散热。同时，低辐射中空玻璃为建筑提供了有效的隔热效果。
利用遮阳和蒸发冷却技术在玻璃屋顶下保持舒适室内环境的项目：
Mendel’s 温室 / CHYBIK + KRISTOF
MOUT Venlo 咖啡 / Buro Moon
无限极总部 / 扎哈哈迪德事务所
本文是 ArchDaily 专题的一部分：建筑围护结构，由 Vitrocsa 赞助支持，这是一家自 1992 年起推出原创简约窗户的品牌。
Vitrocsa 设计了最初的极简主义窗户系统，这是一系列独特的解决方案，专用于无框窗户，拥有世界上最窄的视线障碍：30 年来，Vitrocsa 一直秉承瑞士制造的传统，其系统“是无与伦比的专业技术和不断追求创新的产物，使我们能够满足最雄心勃勃的建筑愿景”。
每个月，我们会以文章、访谈、新闻与项目的形式来深度探索一个主题。您可以在此阅读过往月度主题内容。ArchDaily一如既往地欢迎读者的贡献；如果你希望提交一篇文章或项目，请联系我们。
在作者创建的 ArchDaily 文件夹中，您可以找到这些玻璃屋顶项目以及其他玻璃屋顶项目。
