不銹鋼在公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘 要】 不銹鋼是建筑、樓房和結(jié)構(gòu)所用的最耐用的材料之一。在公共建筑設(shè)計(jì)中選擇使用不銹鋼材料，除了使建筑擁有奪目的外觀外，經(jīng)正確選擇的不銹鋼具有更佳的耐久性、易維護(hù)性和安全性。這些內(nèi)在的可持續(xù)性使其成為當(dāng)代各類公共建筑設(shè)施的重要設(shè)計(jì)材料，成功地滿足了建筑師們的要求，鞏固了作為主要建筑材料的地位，并仍在繼續(xù)發(fā)展，以迎接建筑設(shè)計(jì)新的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】 不銹鋼 可持續(xù) 可循環(huán)利用 環(huán)保節(jié)能

一 、引言

公共建筑是供人們進(jìn)行各種公共活動(dòng)的建筑，其內(nèi)容很廣泛，從辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑到科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通運(yùn)輸類建筑等均可列入公共建筑的范疇。

現(xiàn)代公共建筑對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求日益提高，人們往往對(duì)那些具有吸引力且空間開闊的建筑更感興趣，而且伴隨著綠色建筑和環(huán)保節(jié)能的浪潮，政府部門更多地要求建設(shè)能可持續(xù)性地發(fā)展——滿足最少材料更新需要且能達(dá)到50甚至100年服務(wù)壽命的建筑。因此，建筑選材的耐腐蝕性，耐劃傷、耐沖擊性，維護(hù)要求，服務(wù)壽命，材料的可循環(huán)利用以及建筑物對(duì)能源和水的消耗等問題是材料選擇的重點(diǎn)。此外，公共安全問題，如防火和抗風(fēng)性、抗震性能、欄桿和障礙設(shè)施的長期完好性等問題正變得越來越重要。而在眾多的建筑材料中，不銹鋼材料憑借著自身良好的特性獲得一致的好評(píng)，這一點(diǎn)在服務(wù)壽命在30年或更長的建筑物上表現(xiàn)的尤為突出。

二、不銹鋼的主要性能

不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。

不銹鋼有很強(qiáng)的耐蝕性，不易產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的需要。

三、建筑用不銹鋼牌號(hào)及規(guī)格：

在建筑領(lǐng)域常用的不銹鋼牌號(hào)是304、304L、316、316L，以及相對(duì)較少的2205。304/304L、306/306L是最常用的建筑用不銹鋼。它們具有相同的強(qiáng)度水平，并可容易的由機(jī)械成型或焊接而成實(shí)際建筑應(yīng)用中的任何產(chǎn)品。

304不銹鋼一般適用于氣候可控的室內(nèi)環(huán)境及具有輕度城市污染的溫和室外環(huán)境。如處于較高水平的污染時(shí)，應(yīng)選用光滑表面的304不銹鋼并進(jìn)行定期清潔。

316不銹鋼除含有與304等量的鉻和鎳外，還含有鉬，因此更耐腐蝕。通常用在暴露于低/中度海鹽腐蝕環(huán)境或中度工業(yè)污染或更高程度城市污染水平環(huán)境中。

四、在建筑中的應(yīng)用：

一般而言，人們期望建筑能以最小的維護(hù)來提供格外長的使用壽命。這對(duì)建筑物外墻、屋頂和室內(nèi)高處尤為正確。環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)會(huì)加速建筑材料和保護(hù)性涂層的退化變質(zhì)。對(duì)于無需涂層保護(hù)的不銹鋼而言，相比于其他應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的金屬材料，不銹鋼的耐腐蝕性能具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

不銹鋼在公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具體有以下幾個(gè)方面：

1.結(jié)構(gòu)用途：

冷作硬化后的304和316不銹鋼正越來越多地用于框架隱蔽化的玻璃幕墻、輕型天蓬及其他類型結(jié)構(gòu)中。如馬德里巴拉哈斯機(jī)場(chǎng)和曼谷素旺那普機(jī)場(chǎng)壯觀的玻璃幕墻系統(tǒng)就是采用了不銹鋼支撐，創(chuàng)造出驚人的外墻效果。

曼谷素旺那普機(jī)場(chǎng)管狀大廳

2. 隱蔽區(qū)域：

敞向外界空氣的建筑區(qū)域，如建筑物的入口處，比能被雨水沖洗到的部分更易被腐蝕。因?yàn)樵跓o雨水沖刷或人為清洗時(shí)，大量顆粒沉積物（如污物、鹽分、污染物）會(huì)在材料表面積累；當(dāng)遇到來自潮濕空氣中的水分時(shí)，如果所用材料耐腐蝕能力不夠或涂層退化，腐蝕就會(huì)發(fā)生。因此建筑物入口的那些隱蔽區(qū)域選用更耐腐蝕的不銹鋼材料更為合適。

入口不銹鋼雨蓬

3. 外立面圍護(hù)：

公共建筑物很多在城市中，建筑外立面每天都會(huì)暴露在汽車尾氣、生活煙氣等城市污染中。對(duì)于建筑的外立面，大量被風(fēng)刮起的磨損性粒子（如沙子）會(huì)導(dǎo)致建筑金屬材料上的漆或涂層出現(xiàn)加速老化的現(xiàn)象。使用不銹鋼材料作為建筑物的頂或外墻材料能很好地解決這些問題。因?yàn)椴讳P鋼良好的耐腐蝕性能并不來自于表面涂層，沙暴或類似的天氣情況可能會(huì)最終改變不銹鋼表面的紋路，但是改變不了其內(nèi)在優(yōu)異的耐腐蝕性能。位于美國洛杉磯的迪斯尼音樂廳就是一個(gè)外立面運(yùn)用不銹鋼的典型建筑案例。該建筑外立面采用316不銹鋼，振動(dòng)拋光（亂紋）表面。由于建筑物造型的原因，其外立面不易清洗，盡管地處海邊并暴露在中度城市污染環(huán)境中，但自2003年10月落成以來，其外立面建筑效果始終如一。

美國洛杉磯迪斯尼音樂廳

4. 室內(nèi)外設(shè)施及裝飾：

不銹鋼因其具有耐用性、耐撞擊和劃痕損傷，以及可以提供多種類型表面狀態(tài)和花紋，而在公共建筑室內(nèi)外均獲得了廣泛的應(yīng)用。浮雕式、噴丸處理、無方向劃絲及No.4拋光等表面處理形式的不銹鋼可廣泛應(yīng)用于諸如指示牌、電話臺(tái)、展示柜、立柱包裹、電梯轎廂、花盆、廢棄物回收箱以及墻壁護(hù)板等室內(nèi)設(shè)施。不銹鋼雕塑等不銹鋼制品也是室內(nèi)裝飾的重要組成部分。

上海浦東機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳不銹鋼座椅及欄桿

除此之外，不銹鋼也是制造公共衛(wèi)生間隔斷、紙巾盒、洗手池和其他物件的首選材料。這是因?yàn)樵诳赡艽嬖谀蛞罕┞兜沫h(huán)境中，不像涂漆或塑料表面那樣，不銹鋼可以迅速徹底地使用不含化學(xué)物質(zhì)的蒸汽來清洗消毒，同時(shí)不銹鋼比陶瓷和搪瓷碳鋼更具延展性和耐沖擊性。

五、 不銹鋼的可持續(xù)性

除了可以提供長服務(wù)期、清潔時(shí)能避免使用有潛在毒性的化學(xué)清洗劑，不銹鋼還在很多方面限制對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。不銹鋼平均含有60%的循環(huán)廢鋼量；在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施里使用的不銹鋼，一旦抵達(dá)其服務(wù)期的終點(diǎn)，估計(jì)可回收的比例高達(dá)92%。尤其是對(duì)304和316等普通奧氏體不銹鋼來說，不銹鋼不會(huì)被降級(jí)回收利用且重復(fù)回收利用不會(huì)使材料性能退化。

對(duì)于室內(nèi)環(huán)境來說，不銹鋼不像涂層鋼、地毯等其他建筑產(chǎn)品，對(duì)于室內(nèi)墻板不會(huì)產(chǎn)生任何排放物，低碳、環(huán)保。

國外對(duì)外立面墻和屋面材料的研究表明，常用的不銹鋼屋面、墻面與磚、混凝土及木料相比，可以使建筑物少吸收熱，如果做好屋面密封，使用空心墻，那么不銹鋼這一性能改善作用可以得到更大的發(fā)揮。不銹鋼的低腐蝕率可使屋面、墻面板更長久地保持這種高性能，只需偶爾清洗一下。在不銹鋼上涂上高反射率的涂料，就可以進(jìn)一步限制建筑物吸收的熱量。

六、結(jié)論

不銹鋼是用于公共建筑的最具可持續(xù)性的材料之一。因?yàn)樗峁┝碎L久的服務(wù)壽命，能降低能源需求，不需要使用化學(xué)清洗劑進(jìn)行清潔并能使維護(hù)要求達(dá)到最小化。伴隨著人們對(duì)綠色可持續(xù)建筑越來越高的興趣，相信在未來的日子里，不銹鋼在公共建筑領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。