姜俊
(溫州豪特實(shí)業(yè)有限公司,浙江溫州 325000)
建筑行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展與建筑材料的創(chuàng)新,有密切的聯(lián)系,從建筑學(xué)的角度來看,不同的建筑表達(dá)不同的建筑語言,體現(xiàn)了不同建筑風(fēng)格。金屬材料屬于綠色的材料,在建筑中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,不同的金屬材料,其性能、特征、造價各不相同,在建筑表皮中運(yùn)用金屬材料時,設(shè)計人員要從多方面考慮問題,確保金屬材料的經(jīng)濟(jì)性、適用性、耐久性和穩(wěn)定性。
現(xiàn)代化的建筑不光要滿足用戶使用的需求,同時建筑外觀還要具備一定的美觀度、整體性,建筑外表在打造城市形象、提高城市吸引力等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,尤其對旅游城市而言,在建筑表皮中采用金屬材料可以提高城市的美觀度。金屬材料有良好的延展性和柔韌性,能滿足不同建筑結(jié)構(gòu)的多樣化的需求,在安裝過程中可以結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行彎曲、扭轉(zhuǎn),同時能保證相應(yīng)的性能,其優(yōu)勢還在于安裝便捷、表面光滑、維護(hù)簡單,具有較好的耐久性和穩(wěn)定性[1]。
就目前情況來開,金屬材料有密度大、延展性好、可塑性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢,但也存在一定的局限性,很多金屬材料膨脹系數(shù)大,隨著周圍溫度的變化容易發(fā)生形變,導(dǎo)熱系數(shù)高,保溫性能差。所以在選擇相應(yīng)的金屬材料充當(dāng)建筑表皮時,要提高其保溫性能。結(jié)合目前情況來看,市場上金屬材料種類多,不同的材料,其延展性、耐久性、保溫隔熱性、可塑性、彎曲度也各不一樣,通常情況下合金的強(qiáng)度更高,耐久性、穩(wěn)定性更好,常見的建筑表皮合金材料主要有鋁、銅、鐵、鈦、鋅等合金金屬[2]。
1.2.1 鋁合金的應(yīng)用
鋁合金是建筑表皮中最常見,運(yùn)用最廣泛的建筑表皮材料之一,在鋁合金應(yīng)用早期,常見的形式有鋁合金窗框,而如今隨著合金技術(shù)的不斷發(fā)展,鋁金屬質(zhì)地柔軟,有亮銀色和白色兩種顏色,視覺效果較好,延展性高,加工成本比較低。相比其他金屬表皮材料而言,鋁合金在建筑表皮的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和可行性,但是鋁也存在一定的局限性,水泥中的堿性物質(zhì)對鋁會產(chǎn)生腐蝕,因此在建筑表皮施工中應(yīng)用鋁合金時要防止鋁與混凝土和砂漿產(chǎn)生直接接觸,避免對鋁的色澤、耐久性等性能造成影響。
1.2.2 銅合金的應(yīng)用
和鋁合金有著相同的特點(diǎn),銅合金質(zhì)地柔軟、延展性好、可塑性強(qiáng),可以結(jié)合不同的建筑特征加工成形式多樣、厚度均勻的銅合金薄片,也可以結(jié)合建筑所需的裝飾效果,拉成細(xì)絲狀,在建筑表皮施工過程中,鋁合金的應(yīng)用對精細(xì)度要求較高的施工環(huán)節(jié)可以完成精準(zhǔn)覆蓋建筑表面的效果,細(xì)化建筑表皮施工。從色澤方面來看,銅材料可以根據(jù)相應(yīng)的配置比例控制銅合金的色彩,讓其呈現(xiàn)出銀白色、黃綠色等多種顏色,從而實(shí)現(xiàn)美化和裝飾建筑表面的效果。此外,隨著時間的推移,純銅和銅合金會出現(xiàn)銅銹,而銅銹的呈現(xiàn)綠色,設(shè)計師可以根據(jù)建筑表面的具體需求選擇相應(yīng)的加工方式。與其他金屬表皮材料不同的是,銅具有較好的耐腐蝕性,使用壽命長,在一些天氣環(huán)境、自然環(huán)境較為惡劣的建筑表皮施工中,銅合金得到設(shè)計師的青睞[3]。
1.2.3 鋅合金的應(yīng)用
相比其他金屬材料而言,鋅的密度比較高,在太陽光下鋅合金呈現(xiàn)出灰藍(lán)色和淺灰色兩種色彩,可以與建筑環(huán)境實(shí)現(xiàn)高度融合。值得注意的是,鋅合金在加工過程中,其表面可以涂上聚酯漆,結(jié)合建筑所需營造形式多樣的色彩特征,在建筑表皮施工中,鋅與鈦、銅組合成形鋅鈦銅合金,可以有效改善鋅金屬的性能,提高合金的耐久性和穩(wěn)定性,在鋅金屬中加入銅,可以提高拉強(qiáng)度,在包覆式建筑表皮施工中[4]。鋅合金的應(yīng)用效果非常明顯,彎曲性較高,可以結(jié)合建筑外表的特征實(shí)現(xiàn)不同的造型設(shè)計。此外,與銅合金相同的是鋅合金板,其在長時間的應(yīng)用過程中,表層會形成粘附力較好的保護(hù)膜,可以有效提高鋅合金的抗腐蝕性。從造價層面來看,純鋅價格比較貴,但是鋅合金造價成本比較低,可以在建筑中大量使用。
1.2.4 鈦合金的應(yīng)用
早期鈦合金被廣泛應(yīng)用于航天工程領(lǐng)域,鈦合金密度小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,與銅合金和鋅合金性能相同的是鈦合金,其同樣也具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,長期處在惡劣的自然環(huán)境中時可以形成氧化保護(hù)膜,抵抗雨水的沖刷和太陽光的暴曬。結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)來看,鈦合金的使用壽命甚至可以超過建筑物的使用年限,鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)比較低,這一特性可以使得鈦合金能夠能夠適應(yīng)溫差變化較大的建筑環(huán)境,其性能結(jié)構(gòu)和外形不會受到溫度變化的影響。從色澤角度來看,鈦合金的主要顏色是亮灰色,由于其穩(wěn)定性較高,在長時間內(nèi)色彩不會受其他因素的影響[5]。此外,通過加工處理,鈦金屬也可以呈現(xiàn)銀色、金色、藍(lán)色、灰色、紫色等多種色彩,設(shè)計師可以根據(jù)建筑表皮的具體需求和人們的審美要求加工出不同的色彩形式。但是鈦合金的應(yīng)用也受到很大的局限性,相比其他合金而言,鈦金屬生產(chǎn)成本較高,無法得到廣泛應(yīng)用。
在建筑表皮施工中,金屬板材具有良好的延展性,可以結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的不同特征,對板材的厚度、外形進(jìn)行加工設(shè)計,滿足人們的審美需求,提高建筑的美觀程度。與此同時,金屬材料的廣泛應(yīng)用可以提高建筑表皮的抗腐蝕性,增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量,延長建筑的使用壽命[6]。在建筑表皮施工中,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特征,金屬板材通常被加工成幾何圖形或采用現(xiàn)代工藝和人們多元化的審美需求加工成異形金屬本板。在安裝過程中,金屬板之間通常采用焊接和螺栓的連接方式,根據(jù)建筑風(fēng)格和建筑的具體用途,打造精準(zhǔn)流暢的或不規(guī)則的形態(tài),提高建筑的美觀度和多樣化。此外,建筑表皮施工中常見的還有穿孔金屬板、金屬網(wǎng)狀板材,顧名思義,穿孔金屬板主要是利用數(shù)控設(shè)備對金屬薄板進(jìn)行打孔,孔徑范圍通常在1~500mm 之間,主要是根據(jù)施工需求確定孔間距,根據(jù)金屬板材的面積采用直線或偏移的打孔方式,設(shè)計師可以根據(jù)安裝位置的具體特征加工成多種形式的孔形狀,增強(qiáng)金屬板材裝飾的效果。穿孔金屬板材最大的優(yōu)勢在于可以結(jié)合建筑特征加工成不同形狀的金屬此材料,由于其生產(chǎn)方式高度工業(yè)化、可塑性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)新高,在建筑表皮中得到廣泛了的應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際情況來看,金屬網(wǎng)狀板材主要有編織型、拉伸型和焊接型三種類型,編制行網(wǎng)狀材料主要以金屬線材、金屬絲材等通過機(jī)器進(jìn)行編制而成的編制類絲網(wǎng),拉伸型網(wǎng)狀材料主要是利用金屬薄板通過加工設(shè)備進(jìn)行拉伸、壓平等形成的拉伸型板網(wǎng),顧名思義,焊接型網(wǎng)狀板材主要是通過現(xiàn)代化的焊接技術(shù),將不同的板材之間進(jìn)行焊接,滿足建筑結(jié)構(gòu)的需求,金屬網(wǎng)狀板材的穿孔孔洞率比金屬板材高,其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以對建筑外表起到立體裝飾的效果。
相比傳統(tǒng)的建筑表皮裝飾材料來說,金屬材料由于其延展性好、彎曲度高、耐久性強(qiáng),可以結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的不同特征加工出形式多樣的金屬材料烈性。也可以有效提升建筑外表的美觀度,美化建筑整體。在此背景下,金屬材料得到廣泛的應(yīng)用,與此同時,對合金材料的加工生產(chǎn)要求也越來越高,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,金屬材料的合成工藝、加工工藝得到進(jìn)一步發(fā)展,合金材料的性能得到明顯提升,鋁材料與鋼的復(fù)合材料可以提高鋼的強(qiáng)度,同時結(jié)合鋁金屬的低密度、耐腐蝕性,加工出新型的、性能較全面的金屬材料,在材料加工過程中也要充分考慮經(jīng)濟(jì)性原則,相對來說銅的價格較高,可以將銅粉與其他材料混合,涂在金屬表面,可以體現(xiàn)銅的質(zhì)感,還能提升材料的抗腐蝕性和耐久性。在金屬表皮材料加工中有廣泛的應(yīng)用。在發(fā)達(dá)國家,絕大部分金屬材料的加工都是采用激光技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的精準(zhǔn)性較好,能實(shí)現(xiàn)材料的精細(xì)化加工,加工成本不高。
金屬材料屬于綠色建筑材料,與磚石等施工材料相比,金屬材料回收利用率高,可以節(jié)約施工成本,將未發(fā)生腐蝕的金屬材料進(jìn)行二次加工回收利用,其性能不會受到太大影響。金屬循環(huán)再利用的能耗僅為加工新產(chǎn)品的5%,而玻璃回收再利用的能耗是加工新產(chǎn)品的95%,混凝土無法回收。此外,由于金屬本身具有較好的延展性、抗腐蝕性、穩(wěn)定性和耐久性,在回收利用過程中,可以實(shí)現(xiàn)完整的拆卸,在舊建筑拆除過程中可以回收金屬材料,再利用到新建筑的建筑表皮施工中,有效節(jié)約資源,降低建筑成本。
綜上所述,在建筑表皮中應(yīng)用金屬材料,可以美化建筑外表,相比其他材料而言,金屬材料具有良好的延展性、可塑性,可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特征,加工出符合現(xiàn)代人們審美需求的建筑外表,提高建筑的美觀度。符合現(xiàn)代城市的建筑特征,在建筑表皮中應(yīng)用金屬材料可以滿足現(xiàn)代人員多元化的審美需求,同時也能推動我國建筑行業(yè)的綠色、環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。