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【泰信股份】最常见的铝合金板,你真的了解吗?

泰信幕墙2018-12-05 11:38:31

CONING.CN

"铝合金板”是建筑师们最为熟悉的一种外墙饰面金属板材了,但是很多人对铝合金板材并不了解,对于铝合金板幕墙的印象还停留在下图的记忆里,认为铝合金板仅仅是耐候性更差的涂料之类的替代品,其实不然。


常见的铝合金板幕墙

铝、铝合金的基本知识


纯铝(Aluminum)为银白色金属,其密度较小,为2.7g/cm3,只有钢的三分之一。它的熔点为660℃,导热系数为110W/(m·k),线性膨胀系数为0.024mm/(m·k)。铝具有良好的延展性、导热性、导电性、耐腐蚀性、反射性,非常适合于轧制加工和焊接。在所有金属品种中,铝是仅次于钢铁的第二大类金属。

铝与空气中的氧发生化学反应以后,表面会生成一层牢固而致密的氧化膜,这层氧化膜成了铝的“防腐外衣”,它使内部的铝难以再被继续氧化。据测验,铝在大气中放置一年的时间,其被腐蚀的深度还不到十万分之一毫米。如果把铝和钢同时放入含有3%氯化钠和1%氯化氢的溶液中,进行70小时的腐蚀试验,钢的重量损失平均为11.07mg/cm2,而铝的重量损失平均为0.675mg/cm2,这证明铝的抗腐蚀性能大大超过一般的钢。但是,铝的自然氧化膜还存在薄和软的缺点,很容易因外部磕碰、摩擦等原因被破坏,未经特殊处理的铝板的使用寿命一般较短,防腐蚀性能还不能达到理想的要求。

实际应用中,常采用预处理方式,通过化学氧化或电化学氧化的方法在铝的表面上生成一层0.025~0.05mm甚至更厚一些的坚硬的氧化膜,从而进一步提高铝的抗腐蚀性能,经粉末喷涂或氟碳喷涂等表面处理后,能够达到更为理想的防腐蚀效果,如经氟碳漆(PVDF)涂饰的铝板(常用厚度3mm)使用寿命可达15年以上。

       纯铝的强度相对较低,在加入锰、镁等合金元素后其机械强度和硬度得到明显提高。在建筑中,铝合金作为结构及装饰材料具有重要的用途,也是我国建筑装饰领域中使用最为广泛的金属材料之一。在铝合金的诸多系列中,建筑屋面及墙面广泛应用的主要为以铝锰镁合金为主的3000系列板材(如3003号、3004号、3005号、3103号、3105号) ,3000系列的铝合金具有适当的延伸率、良好的抗腐蚀性能、良好的加工性能,并可以根据不同的应用要求进行冶炼加工成不同硬度的合金。铝合金还可以通过挤压法生产出各种断面的型材,常作为轻型结构梁柱、门窗框架、幕墙结构架、装饰型材等,铝合金建筑型材常选用6063 (LD31) 合金。


铝合金的表面处理

        铝合金板材在实际应用中可分为未涂漆产品和涂漆类产品。未涂漆产品常加工成无规则凸凹纹样板(Stucco)、规则压花纹样板(Emboss)、阳极氧化处理板(Anodized) ,此类板材表面不做涂漆处理,显示出铝自然的银白色,适用于对表面的外观要求不高的部位,如起到排水、密封作用的双层金属屋面的下层板。阳极氧化也可同时电解着色,但颜色单调,只有古铜色,且铝板板面的颜色深浅有细微的差别,在大面积使用时有可能会产生不佳的效果。铝合金在我国的早期应用中,主要以阳极氧化的银白色及古铜色型材、板材为主。

        德国德雷斯顿中央购物中心建筑师: FerencSimon,Ivan Fokvari建于1973-1978年的建筑至今留给我们的震撼不亚于当今新潮建筑师的作品,以本色未涂饰铝板做成凸凹组合的菠萝状表面成了建筑的象征,验证了建筑的丰富可以通过简单的体块、丰富的表面材料及构造来达到。


        德国德雷斯顿的中央购物中心墙面细部体现了20世纪70年代与现代加工技术(特别是焊接技术)的差距。

        国家大剧院双层屋面下层作为防水、排水层的铝合金板

        铝材表面可作各种涂层的处理(其他金属材料也可),涂层的目的一般为保护金属材料、提高耐久性、形成设计师所需要的色彩及图案等。各种涂漆都是由有机塑料、溶剂和色母料等根据一定的配方混合形成的,它在室外气候条件下都会逐渐老化,表现为褪色、粉化、开裂、起皮等现象。不同涂漆的性能差异主要表现在耐候性上,即在自然的太阳紫外线、风雨、污染等侵蚀下的表现。常用的涂漆方法有电泳涂漆、静电粉末喷涂、氟碳喷涂等。

电泳涂漆:是在电场作用下将水溶性热固型树脂附着于金属表面后经烘干后形成固态保护膜。电泳涂漆的外观色系多为仿不锈钢、香槟、古铜、黑色、钛色等,现逐渐发展到黄、绿、蓝、灰等多种彩色系,表面质感也发展到白色透明、镜面、砂光、亚光、珠光甚至仿木纹等特殊效果。

粉末喷涂:应用高压静电产生电晕放电,使热固性饱和聚酯类粉末经过喷枪口带上负电荷,从而吸咐在带正电的铝型材上,经过约200℃的高温烘烤,使涂层熔化并发生交联固化成膜,涂层原料有聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂等。粉末喷涂的最大缺点是不耐紫外线照射,它在长期太阳照射下会自然褪色,导致向阳面和背阴面几年后就会产生明显的色差。静电喷涂几乎可以提供任何建筑师想要的颜色。

氟碳喷涂:同样也是静电喷涂,只不过涂层固化前为液态。氟碳喷涂以聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂为成膜基料、配金属铝粉等色料制成涂料。明珠铝单板是铝合金板材先经铬化等处理,再采用氟碳喷涂处理,最后经深加工后形成的建筑装饰装修材料。其氟碳喷涂程序先后喷涂三层,分底漆、面漆、清漆三种。其氟碳喷涂层具有卓越的抗腐蚀性、耐候性和耐冷热性能,能抗酸雨、盐雾和各种空气污染物,抵御强烈紫外线的照射,能长期保持不褪色、不粉化,使用寿命长。

各种色彩及质感的铝板

早期的涂饰铝合金板色泽多样,但纹理单一,随着技术的发展,现在的板材通过各种涂饰及其它后加工技术可以生产出各种任意图案、任意肌理、以假乱真的饰面铝合金板。山东明珠材料科技有限公司生产的铝单板其色彩包含仿石纹、仿木纹、花岗岩、RAL国际标准色系及各种印花图案。


明珠仿石材铝单板

仿石材铝单板拥有与石材一样的色彩纹理,给人高贵典雅的感觉。仿石材铝单板抗腐蚀、抗酸碱、抗紫外线能力强,可加工复杂板型,回收利用率可达百分百,利于节能环保;而天然石材对酸雨、盐雾的抵御能力不强,容易出现颜色变化。与石材相比,仿石材铝单板更突出的优点是质量轻,同厚度的铝单板重量约为石材板的五分之一。高层建筑幕墙使用仿石材铝单板不但节约了石材资源,实现了石材的装饰效果,而且保证了工程的质量与安全,因此仿石材铝单板受到了众多业主的喜爱。

明珠仿木纹铝单板

        明珠仿木纹铝单板图案高档华丽,纹理逼真,装饰效果好,是实木的优良替代品,不但减少了木材使用,而且拥有实木所不能达到的使用性能,具有良好的耐久性与耐腐蚀性,使用寿命长。仿木纹铝单板还不含甲醛等有害气体,无毒利于环保,品质卓越,是高档建筑装饰的首选材料,室内装饰用的较多。



鄂尔多斯博物馆双层屋面构造外层——古铜色铝合金板

德国慕尼黑毕马威公司办公楼——不同色彩的铝合金板(注意其开缝式构造) 

铝复合板

        为保证板材的刚度及平整度、降低成本,除了铝单板外,铝合金板材还可与其它材料复合加工成铝塑复合板、铝蜂窝、瓦楞铝复合平板。这种复合板材不宜漏出切边。

        存在了多年的铝塑复合板在世界各国均有应用,但因为伦敦大火突然成为“千夫所指”,暴露出我们常常忽视的相对较差防火性能的塑料。相比之下,蜂窝铝、瓦楞铝、三维铝复合板还是更为可靠。

明珠铝蜂窝复合板、瓦楞铝复合板

铝塑复合板

荷兰阿姆斯特丹的"EYE"电影博物馆,据称也是使用了铝塑板外墙饰面。

        据观察,德国慕尼黑宝马博物馆金属板幕墙应该也是使用了铝塑板(当然也不排除是锌塑板),只不过铝塑板幕墙采用开缝式实在少见。

为了适应保温隔热的需求,铝合金板也可以与保温材料直接在工厂加工为金属保温复合一体板。

德国柏林自由大学图书馆墙屋面一体化的幕墙构造

明珠铝保温岩棉复合板


穿孔(雕花)铝合金板、花纹铝板


铝板同样也可以加工为穿孔(雕花)板、凸凹花纹金属板。

各种花纹铝板


明珠穿孔铝单板

        作为铝单板众多产品中的一种,穿孔铝单板个性、时尚,多种多样的孔和不同的排列方式使其造型美观。穿孔铝单板安装方便,不产生建筑垃圾,用于内外墙装饰容易塑造艺术氛围浓厚的气氛。同时穿孔能帮助建筑排气,还有吸音的功效,因此也用于室内吊顶。

明珠雕花铝单板

         雕花铝单板外观大气,做工精美,可根据客户的不同需求设计雕刻出各种各样精美的图案,对于各类建筑物都有极好地装修装饰效果,特别是在规模较大,档次较高的高档公共场所,如大型商场、大型超市等,室内装饰装修应用也很多,使用寿命长,可百分百回收利用。


柏林北欧五国驻柏林大使馆——丹麦大使馆的穿孔铝板墙面  

建筑师:丹麦3N建筑师事务所

德国柏林波茨坦广场音乐剧场的凸凹花纹铝板墙面

断面铝板


铝板如同其它金属板材同样可以加工为各种断面的波纹板等形式,用于建筑外墙时能形成一种条纹状质感和肌理。

德国柏林GSW大厦裙房的彩色波形铝板

奥地利维也纳某建筑的银色波纹铝板外墙

荷兰阿姆斯特丹ARCAM建筑中心  

建筑师: René van Zuuk

        以长条形压成一定断面的铝合金板采用Kalzip立边扣接的墙屋面一体化构造,这也是作为防水层、排水层金属板的典型构造。

铝合金板常见构造:

        国内常见的铝板构造以四周折弯、挂耳式构造、密封胶封缝最为常见,它常带来两方面的负面影响: 折弯形成的弧角使板边缘看起来不挺、不精致;手工胶缝则更容易形成粗制滥造的感觉,同时胶缝处也易形成脏斑。因此,从视觉效果来看,我们更建议采用各种方式的开放式构造。

常见的立边幕墙胶缝

左:尚未打胶密缝的折边挂耳式构造可见板边缘的圆弧

右:开缝式构造的切边铝板板边缘很挺


一种切边开缝式构造(未表示保温层)

西班牙巴塞罗那某建筑——另一种形成深凹缝形式(类似于盒式块板)的开缝式构造

福斯特事务所设计的英国爱丁堡某地产项目

        又一种开缝式构造形成的锐利视觉效果,与国内常见的密封式、挂耳式构造铝板效果差异甚大。(这种墙面的铝板是什么形式的?构造原理是?知道的建筑师们可以留言。)

        北京中关村首创拓展大厦——墙屋面一体化的体块,采用1mm厚薄铝板平咬接构造的金属幕墙。

        这是作者见过的唯一以铝板采用平咬接构造的,应该说不是一个合理的构造,原因是什么?(知道的建筑师们可以留言。)


铝合金平板饰面常给人时尚、新潮、前卫的感觉,与石材等其他天然材料相比较难形成时间感、历史感、厚重感,如处理不适易显出轻浮、浅薄、商业化之感,因此在某些文化性建筑使用时选择板型及颜色应慎重一些。 

德国柏林Otto Bock 展示中心  

建筑师:Gnädinger Architekten

自由条纹状白色铝板墙面形成的特色时尚立面。

西班牙巴塞罗那某公寓外立面  

建筑师:伊东丰雄

剪纸状铝板表面形成的特殊立面效果,起到了视线屏蔽作用。


当然,铝合金除了以板材形式大量应用于建筑外墙饰面外,铝合金管材、型材一样可以取得不错的效果。

建筑师伊东丰雄设计的西班牙巴塞罗那FIRA酒店

        最后还是强调一下: 为了效果,铝板幕墙还是避免用常见的密封胶缝构造方式;实在不放心,还是采用防雨水效果更好的非切边、开放式凹槽(上述巴塞罗那某建筑类似于盒式块板) 的处理吧,类似于这种构造设计建造的项目国内已有一定规模的实例。


        山东泰信科技集团股份有限公司的生产基地山东明珠材料科技有限公司是一家专业生产铝单板、铜铝复合板、辊涂复合板等新型材料的大型企业,一期投资5亿元人民币,拥有员工520人,占地320余亩,现代化厂房建筑面积10多万平米,是国内与国际规模领先的绿色建筑材料研发生产基地。明珠科技是中国铝板行业具有深远影响力的品牌企业,其产品是中国铝业行业十大品牌、中国工程建设推荐产品、绿色环保知名品牌,并由中国人民财产保险股份有限公司质量承保。

        明珠科技专业生产铝单板、铜铝复合板、辊涂复合板等新型材料,以其世界领先的自动化生产设备,彰显“中国制造”的研发生产规模,集咨询、研发、生产、安装为一体的服务,寓品质、实用、艺术、高雅于一身的新型绿色建筑装修材料,在有限的全球建筑市场演绎着无限的“中国制造”精彩。联系电话:400-0916-216



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