Как скоро прозрачные стеклянные окна могут быть легко доступны?

TL;DR: Как скоро окна из прозрачного стекла (могут просвечивать) станут доступными (нередкая роскошь) для «простых» граждан (по крайней мере, 10% населения)?

Отказ от ответственности: я очень мало знаю об истории производства стекла или современных процессах, связанных с ним. Я немного побаловался в поисках ответа и продолжаю это делать, но, возможно, кто-то является экспертом и может дать лучший ответ.

Стекло было известно людям довольно давно, и уже у римлян (а, возможно, и раньше) оно использовалось для изготовления окон. Однако долгое время производившееся стекло имело плохие оптические качества, поэтому, пропуская свет, оно не позволяло видеть сквозь окно. Есть некоторые свидетельства, указывающие на прозрачное стекло в Древнем Риме и Греции, в том числе ссылки на увеличительные стекла, но ничего последовательного. После Средневековья потребовалось некоторое время, чтобы восстановить знания о производстве стекла, и даже к 18 веку стеклянные окна были роскошью даже для высшего общества.

Как и многие другие вещи, то, что было роскошью, теперь стоит меньше, чем такое же количество хлеба или овощей. Вопрос в том, позволяет ли это чисто наше технологическое превосходство? Или есть какие-то методы изготовления стекла, которые позволили бы, если бы знать как , сделать прозрачное стекло относительно легко и дешево? Если это просто вопрос знаний и изобретений, то как далеко мы можем зайти и все еще иметь достаточно хорошие технологии, чтобы производить стекло для масс? Можем ли мы иметь его в раннеиндустриальную эпоху? В средние века? Еще во времена Римской империи?

Что вы имеете в виду под прозрачными? Многие ранние окна были прозрачными, они просто не были полностью плоскими, поэтому они пропускали много света, но вы не могли ясно видеть из них.
@ Джон, я действительно не уверен, какое слово будет правильным. Очистить? Чего я хочу, так это видеть через эти окна с приличной четкостью, по крайней мере, на расстоянии нескольких сотен метров.
В средневековых церквях были большие окна, каждое из которых было заполнено множеством маленьких цветных стекол. Начиная с 12-го века церкви в готическом стиле проектировались с большими окнами и небольшой стеной. Хардвик-холл, построенный в 1590–1597 годах, известен тем, что в нем «стекла больше, чем стен». В доме Шекспира в Статфорде на Эйвоне много окон, в каждом из которых много маленьких оконных стекол. Высшие классы имели стеклянные окна даже во времена позднего средневековья, и я думаю, что для того, чтобы ясно видеть снаружи, нужно было просто поднести глаз очень близко к одному из маленьких оконных стекол.

Ответы (3)

~ 1900 технология

Стеклянный цилиндр вытягивается рукой машины из круглого стеклянного шарика. Затем стекло отжигают, режут, повторно нагревают и сплющивают, в результате чего получается плоская пластина. Этот способ точно удовлетворит ваши требования.

~ 1600 технологий

Вылейте расплавленное стекло на железный стол, раскатайте его и отполируйте. Исторически это делалось вручную и стоило недешево. Механизация может быть достигнута как при прокатке, так и при полировке. Прокатка не применялась широко до промышленной революции, но есть примеры прокатных станов по металлу в Европе с 1590 года. Уильям Гершель построил станок для полировки зеркал где-то в 18 веке, но у Леонардо были эскизы чего-то подобного гораздо раньше. Я не могу найти хороший источник, но я помню, как читал, что миланские оружейники использовали водяные полировальные машины для подготовки своих изделий к продаже в 15 веке. Полностью механизированная обработка, реализованная с использованием технологии ~1600, может соответствовать вашим требованиям.

~ технология БК

Прокатному станку нужен источник питания и такая конфигурация зубчатой ​​передачи, которая позволит ему прокатывать два профиля с одинаковой скоростью. Этого можно добиться с помощью водяной мельницы ( доступна в 3 веке до н.э. , в Греции) и ременного привода, прикрепленного к обоим концам прокатного станка ( доступна в 1 веке до н.э. , в Китае). Полировка требует сложной передачи для увеличения скорости вращения. Эта передача, вероятно, была доступна в Риме к 1 году нашей эры, поскольку римляне, очевидно, построили как месильные, так и валяльные машины, используя энергию воды. Объедините эти технологии, и, по оптимистичным прогнозам, стекло станет таким же дешевым, как и с технологиями 1600-х годов… или, может быть, даже дешевле со всем рабским трудом.

Вы, вероятно, не сможете справиться с этим в греко-римскую эпоху. Да, технологии были (вроде бы) известны, но проблема с исполнением. У вас возникнут проблемы с постройкой прокатного станка, способного выдержать жар расплавленного стекла (большие куски железа были невероятно дорогими, если их вообще можно было изготовить), а полировальный станок, скорее всего, будет ломаться слишком часто, чтобы его можно было использовать. практичный.
Я бы выбрал вариант 1600, но я представил три варианта снижения правдоподобия.
Прозрачное стекло было впервые изобретено около 1450 года Анджело Баровье. Если вы соедините это с выливкой на луженый «стол» / отливку и плаванием, а затем полировкой оксидов олова, вы получите относительно хорошее стекло. en.wikipedia.org/wiki/Кристалло
@Keeta У римлян было прозрачное стекло примерно с 100 г. н.э.
"но у Леонардо были наброски чего-то подобного гораздо раньше" - у Леонардо наброски были на все рано. Это не значит, что в то время кто-то был готов построить такую ​​вещь.

Плоское стекло изготавливается путем заливки расплавленного стекла в ванну с расплавленным металлом, обычно оловом. По этой причине его также называют флоат-стеклом .

Плавая на расплавленном металле, стекло приобретает свою плоскостность.

До 16 века оконное стекло или плоское стекло обычно вырезали из больших дисков (или ронделей) из коронного стекла. Листы стекла большего размера изготавливались путем выдувания больших цилиндров, которые разрезались и сплющивались, а затем разрезались на листы. Большинство оконных стекол в начале 19 века изготавливалось цилиндрическим методом. «Цилиндры» были от 6 до 8 футов (от 180 до 240 см) в длину и от 10 до 14 дюймов (от 25 до 36 см) в диаметре, что ограничивало ширину, на которую можно было разрезать оконные стекла, и приводило к тому, что окна были разделены фрамугами на прямоугольные. панели.

Проблема вышеописанного процесса заключается в том, что он имеет низкую производительность, влияющую на конечную цену продукта.

До разработки флоат-стекла большие листы листового стекла изготавливались путем отливки большой лужи стекла на железную поверхность с последующей полировкой обеих сторон, что было дорогостоящим процессом.

Единственный способ имитировать процесс флоатинга и обеспечить массовое производство — это иметь расплавленный металл и возможность контролировать его температуру (вы не хотите, чтобы металл остывает и затвердевает вместе со стеклом) и состав (вы не хотите, чтобы он реагировать с кислородом). Итак, я боюсь, что вы не можете пойти раньше, чем у нас, если вы действительно хотите большого производства. Для ограниченных объемов можно использовать вышеупомянутые методы.

Это был отличный ответ до последнего предложения. Есть много способов, которыми все, что мы знаем, можно было бы разработать или начать массовое производство раньше, включая стекло. Все, что требуется, — это более ранний изобретатель или случайное озарение. В этом конкретном случае вы, кажется, предлагаете контролировать температуру, чтобы держать металл в жидком состоянии, что делает это невозможным раньше, но существует большой разрыв между температурой плавления стекла и многими металлами, и многие кузнецы хорошо оценивали/контролировали температуру. Кроме того, OP сказал «легкодоступно / не роскошь (по крайней мере, до 10%)», а не «доступно в современной степени».
Флоат-стекло необходимо только для изготовления БОЛЬШИХ листов плоского стекла, метод цилиндра может сделать стекло, из которого вы можете видеть, просто отлично.
Олово плавится при низких температурах около 232 °C, температура стеклования (точка, при которой оно становится твердым) составляет 573 °C для натриево-известкового стекла, поэтому нет абсолютно никаких проблем с сохранением олова в жидком состоянии. Чистое металлическое олово существует с 600 г. до н.э. Настоящая причина, по которой этого не делали раньше, заключается в том, что нужно предотвратить образование оксидов олова, для чего требуется атмосфера с как можно меньшим содержанием кислорода (источник: статьи из Википедии).
@GretchenV, хорошая мысль, добавил
Вы, вероятно, можете перейти к флоат-стеклу несколько раньше: примерно в 1890 году, когда были изобретены различные практические методы сжижения газов. Это дает вам атмосферу аргона или азота, необходимую для предотвращения окисления олова. Угольный газ (для обеспечения контролируемого отопления) получил широкое распространение полвека назад, и вы обычно можете заменить труд и неэффективность современных систем промышленного контроля.
Хм, интересно, можно ли было производить достаточно чистый азот до того, как стало доступно сжижение. Но это уже другой вопрос.

Если бы у римлян было ноу-хау для получения стабильных результатов при изготовлении стекла, и кто-нибудь показал им метод цилиндра , они смогли бы производить листовое стекло в больших количествах. Достаточно того, что землевладельцы могли хотя бы застеклить окна своих вилл, сочли бы они целесообразным делать это в центральной, средиземноморской, части Империи? Я не думаю, что стеклянные окна прижились бы в Риме, слишком тепло в течение большей части года, чтобы получить большую выгоду от остекления.

То, что мы знаем о римском производстве стекла, кажется, предполагает, что у них были хорошие методы работы, такие как выдувание стекла, но плохие методы производства, поэтому мастера по стеклу работали с непредсказуемым качеством, цветом и чистотой.

Цилиндровый метод трудоемкий. Если вы считаете, что «верхние 10% населения», указанные в вопросе, означают «верхние 10% нерабского населения», то, возможно, это сработает. В противном случае это слишком дорого.
@Mark Итак, первые 10% подсчитанного населения Рима тогда. В конце концов, они не считали рабов людьми.