建筑表皮中金屬材料的應用及發展趨勢

姜俊

（溫州豪特實業有限公司，浙江溫州 325000）

建筑行業的進步與發展與建筑材料的創新，有密切的聯系，從建筑學的角度來看，不同的建筑表達不同的建筑語言，體現了不同建筑風格。金屬材料屬于綠色的材料，在建筑中發揮至關重要的作用，不同的金屬材料，其性能、特征、造價各不相同，在建筑表皮中運用金屬材料時，設計人員要從多方面考慮問題，確保金屬材料的經濟性、適用性、耐久性和穩定性。

1 建筑表皮中金屬材料的應用

1.1 金屬表皮材料的優勢

現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揮著至關重要的作用，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，能滿足不同建筑結構的多樣化的需求，在安裝過程中可以結合建筑結構的特征進行彎曲、扭轉，同時能保證相應的性能，其優勢還在于安裝便捷、表面光滑、維護簡單，具有較好的耐久性和穩定性[1]。

1.2 建筑表皮中常用的金屬材料種類

就目前情況來開，金屬材料有密度大、延展性好、可塑性強等諸多優勢，但也存在一定的局限性，很多金屬材料膨脹系數大，隨著周圍溫度的變化容易發生形變，導熱系數高，保溫性能差。所以在選擇相應的金屬材料充當建筑表皮時，要提高其保溫性能。結合目前情況來看，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度更高，耐久性、穩定性更好，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 鋁合金的應用

鋁合金是建筑表皮中最常見，運用最廣泛的建筑表皮材料之一，在鋁合金應用早期，常見的形式有鋁合金窗框，而如今隨著合金技術的不斷發展，鋁金屬質地柔軟，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用中具有較強的經濟性和可行性，但是鋁也存在一定的局限性，水泥中的堿性物質對鋁會產生腐蝕，因此在建筑表皮施工中應用鋁合金時要防止鋁與混凝土和砂漿產生直接接觸，避免對鋁的色澤、耐久性等性能造成影響。

1.2.2 銅合金的應用

和鋁合金有著相同的特點，銅合金質地柔軟、延展性好、可塑性強，可以結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，也可以結合建筑所需的裝飾效果，拉成細絲狀，在建筑表皮施工過程中，鋁合金的應用對精細度要求較高的施工環節可以完成精準覆蓋建筑表面的效果，細化建筑表皮施工。從色澤方面來看，銅材料可以根據相應的配置比例控制銅合金的色彩，讓其呈現出銀白色、黃綠色等多種顏色，從而實現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銅銹，而銅銹的呈現綠色，設計師可以根據建筑表面的具體需求選擇相應的加工方式。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，在一些天氣環境、自然環境較為惡劣的建筑表皮施工中，銅合金得到設計師的青睞[3]。

1.2.3 鋅合金的應用

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出灰藍色和淺灰色兩種色彩，可以與建筑環境實現高度融合。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定性，在鋅金屬中加入銅，可以提高拉強度，在包覆式建筑表皮施工中[4]。鋅合金的應用效果非常明顯，彎曲性較高，可以結合建筑外表的特征實現不同的造型設計。此外，與銅合金相同的是鋅合金板，其在長時間的應用過程中，表層會形成粘附力較好的保護膜，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 鈦合金的應用

早期鈦合金被廣泛應用于航天工程領域，鈦合金密度小、質量輕、強度高，與銅合金和鋅合金性能相同的是鈦合金，其同樣也具有較強的抗腐蝕性，長期處在惡劣的自然環境中時可以形成氧化保護膜，抵抗雨水的沖刷和太陽光的暴曬。結合有關數據來看，鈦合金的使用壽命甚至可以超過建筑物的使用年限，鈦合金導熱系數和線膨脹系數比較低，這一特性可以使得鈦合金能夠能夠適應溫差變化較大的建筑環境，其性能結構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，由于其穩定性較高，在長時間內色彩不會受其他因素的影響[5]。此外，通過加工處理，鈦金屬也可以呈現銀色、金色、藍色、灰色、紫色等多種色彩，設計師可以根據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。但是鈦合金的應用也受到很大的局限性，相比其他合金而言，鈦金屬生產成本較高，無法得到廣泛應用。

1.3 建筑表皮中金屬材料的應用形式

在建筑表皮施工中，金屬板材具有良好的延展性，可以結合建筑結構的不同特征，對板材的厚度、外形進行加工設計，滿足人們的審美需求，提高建筑的美觀程度。與此同時，金屬材料的廣泛應用可以提高建筑表皮的抗腐蝕性，增強建筑結構的整體質量，延長建筑的使用壽命[6]。在建筑表皮施工中，根據建筑結構特征，金屬板材通常被加工成幾何圖形或采用現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，根據建筑風格和建筑的具體用途，打造精準流暢的或不規則的形態，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、金屬網狀板材，顧名思義，穿孔金屬板主要是利用數控設備對金屬薄板進行打孔，孔徑范圍通常在1～500mm 之間，主要是根據施工需求確定孔間距，根據金屬板材的面積采用直線或偏移的打孔方式，設計師可以根據安裝位置的具體特征加工成多種形式的孔形狀，增強金屬板材裝飾的效果。穿孔金屬板材最大的優勢在于可以結合建筑特征加工成不同形狀的金屬此材料，由于其生產方式高度工業化、可塑性強、經濟新高，在建筑表皮中得到廣泛了的應用。結合實際情況來看，金屬網狀板材主要有編織型、拉伸型和焊接型三種類型，編制行網狀材料主要以金屬線材、金屬絲材等通過機器進行編制而成的編制類絲網，拉伸型網狀材料主要是利用金屬薄板通過加工設備進行拉伸、壓平等形成的拉伸型板網，顧名思義，焊接型網狀板材主要是通過現代化的焊接技術，將不同的板材之間進行焊接，滿足建筑結構的需求，金屬網狀板材的穿孔孔洞率比金屬板材高，其網狀結構可以對建筑外表起到立體裝飾的效果。

2 金屬材料在建筑表皮中的應用趨勢

2.1 生產技術的進步

相比傳統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，可以結合建筑結構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用，與此同時，對合金材料的加工生產要求也越來越高，隨著科學技術的不斷進步，金屬材料的合成工藝、加工工藝得到進一步發展，合金材料的性能得到明顯提升，鋁材料與鋼的復合材料可以提高鋼的強度，同時結合鋁金屬的低密度、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濟性原則，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，可以體現銅的質感，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用。在發達國家，絕大部分金屬材料的加工都是采用激光技術，該項技術的精準性較好，能實現材料的精細化加工，加工成本不高。

2.2 金屬材料的循環利用

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，可以節約施工成本，將未發生腐蝕的金屬材料進行二次加工回收利用，其性能不會受到太大影響。金屬循環再利用的能耗僅為加工新產品的5%，而玻璃回收再利用的能耗是加工新產品的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、穩定性和耐久性，在回收利用過程中，可以實現完整的拆卸，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，有效節約資源，降低建筑成本。

3 結語

綜上所述，在建筑表皮中應用金屬材料，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，可以根據建筑結構的特征，加工出符合現代人們審美需求的建筑外表，提高建筑的美觀度。符合現代城市的建筑特征，在建筑表皮中應用金屬材料可以滿足現代人員多元化的審美需求，同時也能推動我國建筑行業的綠色、環保、節能、可持續發展。