首頁(yè) > 建構(gòu)研究 > 外墻表皮 > 金屬（板網(wǎng)型材） > 鋁合金板、型材 > 最常見(jiàn)的鋁合金板，你真的懂它？
2017-07-14 17:23:03
“鋁合金板”應(yīng)該是建筑師們最為熟悉的一種外墻飾面金屬板材了，但大部分時(shí)間里我們對(duì)于鋁合金板幕墻還停留在下圖的記憶里，鋁合金板大部分時(shí)候也僅僅是耐候性更差的涂料之類(lèi)的替代品。
常見(jiàn)的鋁合金板幕墻
鋁、鋁合金的基本知識(shí)
純鋁（Aluminum）為銀白色金屬，其密度較小，為2.7g/cm3，只有鋼的三分之一。它的熔點(diǎn)為660℃，導(dǎo)熱系數(shù)為110W/（m·k），線性膨脹系數(shù)為0.024mm/（m·k）。鋁且具有良好的延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性、反射性，非常適合于軋制加工和焊接。在所有金屬品種中，鋁是僅次于鋼鐵的第二大類(lèi)金屬。
鋁與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后，表面會(huì)生成一層牢固而致密的氧化膜，這層氧化膜成了鋁的“防腐外衣”，它使內(nèi)部的鋁難以再被繼續(xù)氧化。據(jù)測(cè)驗(yàn)，鋁在大氣中放置一年的時(shí)間，其被腐蝕的深度還不到十萬(wàn)分之一毫米。如果把鋁和鋼同時(shí)放入含有３%氯化鈉和１%氯化氫的溶液中，進(jìn)行70小時(shí)的腐蝕試驗(yàn)，鋼的重量損失平均為11.07mg/cm2，而鋁的重量損失平均為0.675mg/cm2，這證明鋁的抗腐蝕性能大大超過(guò)一般的鋼。但是，鋁的自然氧化膜還存在薄和軟的缺點(diǎn)，很容易因外部磕碰、摩擦等原因被破壞，未經(jīng)特殊處理的鋁板的使用壽命一般只有20年左右，防腐蝕性能還不能達(dá)到理想的要求。
實(shí)際應(yīng)用中，常采用預(yù)處理方式，通過(guò)化學(xué)氧化或電化學(xué)氧化的方法在鋁的表面上生成一層0.025～0.05mm甚至更厚一些的堅(jiān)硬的氧化膜，從而進(jìn)一步提高鋁的抗腐蝕性能，經(jīng)粉末噴涂或氟碳噴涂等表面處理后，能夠達(dá)到更為理想的防腐蝕效果，如經(jīng)氟碳漆（PVDF）涂飾的鋁板（常用厚度3mm）使用壽命據(jù)稱可達(dá)50年以上。
純鋁的強(qiáng)度相對(duì)較低，在加入錳、鎂等合金元素后其機(jī)械強(qiáng)度和硬度得到明顯提高。在建筑中，鋁合金作為結(jié)構(gòu)及裝飾材料具有重要的用途，也是我國(guó)建筑裝飾領(lǐng)域中使用最為廣泛的金屬材料之一。在鋁合金的諸多系列中，建筑屋面及墻面廣泛應(yīng)用的主要為以鋁錳鎂合金為主的3000系列板材（如3003號(hào)、3004號(hào)、3005號(hào)、3103號(hào)、3105號(hào)），3000系列的鋁合金具有適當(dāng)?shù)难由炻省⒘己玫目垢g性能、良好的加工性能，并可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求進(jìn)行冶煉加工成不同硬度的合金。鋁合金還可以通過(guò)擠壓法生產(chǎn)出各種斷面的型材，常作為輕型結(jié)構(gòu)梁柱、門(mén)窗框架、幕墻結(jié)構(gòu)架、裝飾型材等，鋁合金建筑型材常選用6063（LD31）合金。
鋁合金的表面處理
鋁合金板材在實(shí)際應(yīng)用中可分為未涂漆產(chǎn)品和涂漆類(lèi)產(chǎn)品。未涂漆產(chǎn)品常加工成無(wú)規(guī)則凸凹紋樣板（Stucco）、規(guī)則壓花紋樣板（Emboss）、陽(yáng)極氧化處理板（Anodized），此類(lèi)板材表面不做涂漆處理，顯示出鋁自然的銀白色，適用于對(duì)表面的外觀要求不高的部位，如起到排水、密封作用的雙層金屬屋面的下層板。陽(yáng)極氧化也可同時(shí)電解著色，但顏色單調(diào)，只有古銅色，且鋁板板面的顏色深淺有細(xì)微的差別，在大面積使用時(shí)有可能會(huì)產(chǎn)生不佳的效果。鋁合金在我國(guó)的早期應(yīng)用中，主要以陽(yáng)極氧化的銀白色及古銅色型材、板材為主。
德國(guó)德雷斯頓中央購(gòu)物中心 建筑師：FerencSimon, Ivan Fokvari
建于1973-1978年的建筑至今留給我們的震撼不亞于當(dāng)今新潮建筑師的作品，以本色未涂飾鋁板做成凸凹組合的菠蘿狀表面成了建筑的象征，驗(yàn)證了建筑的豐富可以通過(guò)簡(jiǎn)單的體塊、豐富的表面材料及構(gòu)造來(lái)達(dá)到。
德國(guó)德雷斯頓的中央購(gòu)物中心墻面細(xì)部體現(xiàn)了20世紀(jì)70年代與現(xiàn)代加工技術(shù)（特別是焊接技術(shù)）的差距。
國(guó)家大劇院雙層屋面下層作為防水、排水層的鋁合金板
鋁材表面可作各種涂層的處理（其他金屬材料也可），涂層的目的一般為保護(hù)金屬材料、提高耐久性、形成設(shè)計(jì)師所需要的色彩及圖案等。各種涂漆都是由有機(jī)塑料、溶劑和色母料等根據(jù)一定的配方混合形成的，它在室外氣候條件下都會(huì)逐漸老化，表現(xiàn)為褪色、粉化、開(kāi)裂、起皮等現(xiàn)象。不同涂漆的性能差異主要表現(xiàn)在耐候性上，即在自然的太陽(yáng)紫外線、風(fēng)雨、污染等侵蝕下的表現(xiàn)。常用的涂漆方法有電泳涂漆、靜電粉末噴涂、氟碳噴涂等。
電泳涂漆：是在電場(chǎng)作用下將水溶性熱固型樹(shù)脂附著于金屬表面后經(jīng)烘干后形成固態(tài)保護(hù)膜。電泳涂漆的外觀色系多為仿不銹鋼、香檳、古銅、黑色、鈦色等，現(xiàn)逐漸發(fā)展到黃、綠、藍(lán)、灰等多種彩色系，表面質(zhì)感也發(fā)展到白色透明、鏡面、砂光、亞光、珠光甚至仿木紋等特殊效果。
粉沫噴涂：應(yīng)用高壓靜電產(chǎn)生電暈放電，使熱固性飽和聚酯類(lèi)粉末經(jīng)過(guò)噴槍口帶上負(fù)電荷，從而吸咐在帶正電的鋁型材上，經(jīng)過(guò)約200℃的高溫烘烤，使涂層熔化并發(fā)生交聯(lián)固化成膜，涂層原料有聚氨脂、聚氨樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。粉沫噴涂的最大缺點(diǎn)是不耐紫外線照射，它在長(zhǎng)期太陽(yáng)照射下會(huì)自然褪色，導(dǎo)致向陽(yáng)面和背陰面幾年后就會(huì)產(chǎn)生明顯的色差。靜電噴涂幾乎可以提供任何建筑師想要的顏色。
氟碳噴涂：同樣也是靜電噴涂，只不過(guò)涂層固化前為液態(tài)。氟碳噴涂以聚偏二氟乙烯（PVDF）樹(shù)脂為成膜基料、配金屬鋁粉等色料制成涂料，它具有超越一般涂料的優(yōu)異的抗紫外線照射、抗粉化、抗裂、抗大氣腐蝕等特性，它是目前廣為使用的、耐候性最佳的涂漆材料。
各種色彩及質(zhì)感的鋁板
早期的涂飾鋁合金板色澤多樣，但紋理單一，隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的板材通過(guò)各種涂飾及其它后加工技術(shù)可以生產(chǎn)出各種任意圖案、任意肌理、以假亂真的飾面鋁合金板。
某廠生產(chǎn)的表面仿大理石花紋的鋁板
“只有想不到，沒(méi)有做不到”——常州康斯格裝飾材料有限公司生產(chǎn)的各種仿真（仿石、仿木、仿竹、仿清水混凝土等等）紋理鋁板。（資料提供：陳正委先生）
上海安美特鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)的各種處理面層鋁板，仿銅、仿銀、拉絲……無(wú)所不能。
鄂爾多斯博物館雙層屋面構(gòu)造外層——古銅色鋁合金板
（關(guān)于“雙層屋面構(gòu)造”以后我們?cè)僭敿?xì)講述）
德國(guó)慕尼黑畢馬威公司辦公樓——不同色彩的鋁合金板（注意其開(kāi)縫式構(gòu)造）
鋁復(fù)合板
為保證板材的剛度及平整度、降低成本，除了鋁單板外，鋁合金板材還可與其它材料復(fù)合加工成鋁塑復(fù)合板、鋁蜂窩、瓦楞鋁復(fù)合平板。這種復(fù)合板材不宜漏出切邊。
存在了多年的鋁塑復(fù)合板在世界各國(guó)均有應(yīng)用，但因?yàn)閭惗卮蠡鹜蝗怀蔀椤扒Х蛩浮?，暴露出我們常常忽視的相?duì)較差防火性能的塑料。相比之下，蜂窩鋁、瓦楞鋁、三維鋁復(fù)合板還是更為可靠。
三種常見(jiàn)的復(fù)合鋁板——鋁蜂窩復(fù)合板、瓦楞鋁復(fù)合板、鋁塑復(fù)合板
荷蘭阿姆斯特丹的"EYE"電影博物館，據(jù)稱也是使用了鋁塑板外墻飾面。
據(jù)觀察，德國(guó)慕尼黑寶馬博物館金屬板幕墻應(yīng)該也是使用了鋁塑板（當(dāng)然也不排除是鋅塑板），只不過(guò)鋁塑板幕墻采用開(kāi)縫式實(shí)在少見(jiàn)。
為了適應(yīng)保溫隔熱的需求，鋁合金板也可以與保溫材料直接在工廠加工為金屬保溫復(fù)合一體板。
德國(guó)柏林自由大學(xué)圖書(shū)館墻屋面一體化的幕墻構(gòu)造
穿孔（雕花）鋁合金板、花紋鋁板
鋁板同樣也可以加工為穿孔（雕花）板、凸凹花紋金屬板，用于外墻飾面可以達(dá)到另一種效果。
各種花紋鋁板
各種穿孔鋁板
柏林北歐五國(guó)駐柏林大使館——丹麥大使館的穿孔鋁板墻面 建筑師：丹麥3N建筑師事務(wù)所
德國(guó)柏林波茨坦廣場(chǎng)音樂(lè)劇場(chǎng)的凸凹花紋鋁板墻面
斷面鋁板
鋁板如同其它金屬板材同樣可以加工為各種斷面的波紋板等形式，用于建筑外墻時(shí)能形成一種條紋狀質(zhì)感和肌理。
德國(guó)柏林GSW大廈裙房的彩色波形鋁板
奧地利維也納某建筑的銀色波紋鋁板外墻
荷蘭阿姆斯特丹ARCAM建筑中心
建筑師: René van Zuuk
以長(zhǎng)條形壓成一定斷面的鋁合金板采用Kalzip立邊扣接的墻屋面一體化構(gòu)造，這也是作為防水層、排水層金屬板的典型構(gòu)造。
鋁合金板常見(jiàn)構(gòu)造：
國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的鋁板構(gòu)造以四周折彎、掛耳式構(gòu)造、密封膠封縫最為常見(jiàn)，它常帶來(lái)兩方面的負(fù)面影響：折彎形成的弧角使板邊緣看起來(lái)不挺、不精致；手工膠縫則更容易形成粗制濫造的感覺(jué)，同時(shí)膠縫處也易形成臟斑。因此，從視覺(jué)效果來(lái)看，我們更建議采用各種方式的開(kāi)放式構(gòu)造。
常見(jiàn)的立邊幕墻膠縫
左：尚未打膠密縫的折邊掛耳式構(gòu)造可見(jiàn)板邊緣的圓弧
右：開(kāi)縫式構(gòu)造的切邊鋁板板邊緣很挺
一種切邊開(kāi)縫式構(gòu)造（未表示保溫層）
西班牙巴塞羅那某建筑——另一種形成深凹縫形式（類(lèi)似于盒式塊板）的開(kāi)縫式構(gòu)造
福斯特事務(wù)所設(shè)計(jì)的英國(guó)愛(ài)丁堡某地產(chǎn)項(xiàng)目
又一種開(kāi)縫式構(gòu)造形成的銳利視覺(jué)效果，與國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的密封式、掛耳式構(gòu)造鋁板效果差異甚大。
（這種墻面的鋁板是什么形式的？構(gòu)造原理是？知道的建筑師們可以留言，前十名有說(shuō)服力答案的讀者將獲得“建材U選”網(wǎng)紀(jì)念品。）
北京中關(guān)村首創(chuàng)拓展大廈——墻屋面一體化的體塊，采用1mm厚薄鋁板平咬接構(gòu)造的金屬幕墻。
這是作者見(jiàn)過(guò)的唯一以鋁板采用平咬接構(gòu)造的，應(yīng)該說(shuō)不是一個(gè)合理的構(gòu)造，原因是什么？（知道的建筑師們可以留言，前十名有說(shuō)服力答案的讀者將獲得“建材U選”網(wǎng)紀(jì)念品。）
鋁合金平板飾面常給人時(shí)尚、新潮、前衛(wèi)的感覺(jué)，與石材等其他天然材料相比很難形成時(shí)間感、歷史感、厚重感，如處理不適易顯出輕浮、淺薄、商業(yè)化之感，因此在某些文化性建筑使用時(shí)應(yīng)較為慎重。
德國(guó)柏林Otto Bock 展示中心 建筑師：Gn?dinger Architekten
自由條紋狀白色鋁板墻面形成的特色時(shí)尚立面。
西班牙巴塞羅那某公寓外立面 建筑師：伊東豐雄
剪紙狀鋁板表面形成的特殊立面效果，起到了視線屏蔽作用。
當(dāng)然，鋁合金除了以板材形式大量應(yīng)用于建筑外墻飾面外，鋁合金管材、型材一樣可以取得不錯(cuò)的效果。
建筑師伊東豐雄設(shè)計(jì)的西班牙巴塞羅那FIRA酒店
最后還是強(qiáng)調(diào)一下：為了效果，鋁板幕墻還是避免用常見(jiàn)的密封膠縫構(gòu)造方式；實(shí)在不放心，還是采用防雨水效果更好的非切邊、開(kāi)放式凹槽（上述巴塞羅那某建筑類(lèi)似于盒式塊板）的處理吧，類(lèi)似于這種構(gòu)造設(shè)計(jì)建造的項(xiàng)目國(guó)內(nèi)已有一定規(guī)模的實(shí)例。關(guān)于開(kāi)放式、密閉式幕墻的分析還是請(qǐng)看看“細(xì)數(shù)國(guó)內(nèi)建筑構(gòu)造誤區(qū)之一——幕墻密封膠縫”一文。
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