最常见的铝合金板,你真的懂它?

杨柳657 · 发表于 2021-2-21 08:38:20

“铝合金板”应该是建筑师们最为熟悉的一种外墙饰面金属板材了，但大部分时间里我们对于铝合金板幕墙还停留在下图的记忆里，铝合金板大部分时候也仅仅是耐候性更差的涂料之类的替代品。

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）。铝且具有良好的延展性、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，概况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。据考试，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跨越一般的钢。可是，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，未经特殊措置的铝板的使用寿命一般只有20年左右，防腐蚀性能还不克不及达到理想的要求。

实际应用中，常采取预措置方式，通过化学氧化或电化学氧化的方法在铝的概况上生成一层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概况措置后，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（经常使用厚度3mm）使用寿命据称可达50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获得明显提高。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，并可以根据分歧的应用要求进行冶炼加工成分歧硬度的合金。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。

铝合金的概况措置

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）、阳极氧化措置板（Anodized），此类板材概况不做涂漆措置，显示出铝自然的银白色，适用于对概况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不同，在大面积使用时有可能会发生欠安的效果。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现今新潮建筑师的作品，以素质未涂饰铝板做成凸凹组合的菠萝状概况成了建筑的象征，验证了建筑的丰富可以通过简单的体块、丰富的概况材料及构造来达到。

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

铝材概况可作各种涂层的措置（其他金属材料也可），涂层的目的一般为呵护金属材料、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城市逐渐老化，表示为褪色、粉化、开裂、起皮等现象。分歧涂漆的性能差别主要表示在耐候性上，即在自然的太阳紫外线、风雨、污染等侵蚀下的表示。经常使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概况后经烘干后形成固态呵护膜。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，概况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。

粉沫喷涂：应用高压静电发生电晕放电，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。粉沫喷涂的最大缺点是不耐紫外线照射，它在持久太阳照射下会自然褪色，致使向阳面和背阴面几年后就会发生明显的色差。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，它具有超出一般涂料的优异的抗紫外线照射、抗粉化、抗裂、抗大气腐蚀等特性，它是目前广为使用的、耐候性最佳的涂漆材料。

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。

某厂生产的概况仿大理石花纹的铝板

“只有想不到，没有做不到”——常州康斯格装饰材料有限公司生产的各种仿真（仿石、仿木、仿竹、仿清水混凝土等等）纹理铝板。（资料提供：陈正委先生）

上海安美特铝业有限公司生产的各种措置面层铝板，仿铜、仿银、拉丝……无所不克不及。

鄂尔多斯博物馆双层屋面构造外层——古铜色铝合金板

（关于“双层屋面构造”以后我们再详细讲述）

德国慕尼黑毕马威公司办公楼——分歧色彩的铝合金板（注意其开缝式构造）

铝复合板

为包管板材的刚度及平整度、降低本钱，除铝单板外，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”，流露出我们经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。

三种常见的复合铝板——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"片子博物馆，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（固然也不排除是锌塑板），只不过铝塑板幕墙采取开缝式实在少见。

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

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，用于外墙饰面可以达到另一种效果。

各种花纹铝板

各种穿孔铝板

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取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沿看起来不挺、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，我们更建议采取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沿的圆弧

右：开缝式构造的切边铝板板边沿很挺

一种切边开缝式构造（未暗示保温层）

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别甚大。

（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，前十名有说服力谜底的读者将获得“建材U选”网纪念品。）

北京中关村首创拓展大厦——墙屋面一体化的体块，采取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取平咬接构造的，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，前十名有说服力谜底的读者将获得“建材U选”网纪念品。）

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很难形成时间感、历史感、厚重感，如措置不适易显出轻浮、浅薄、商业化之感，因此在某些文化性建筑使用时应较为慎重。

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

剪纸状铝板概况形成的特殊立面效果，起到了视线屏蔽作用。

固然，铝合金除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，还是采取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）的措置吧，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。关于开放式、密闭式幕墙的分析还是请看看“细数国内建筑构造误区之一——幕墙密封胶缝”一文。

本文作者褚智勇，东南大学建筑系工学学士，北京建筑工程学院建筑学硕士，教授级高级建筑师，一级注册建筑师。曾著有建筑材料与构造类畅销书《建筑设计的材料语言》。

予人玫瑰，手有余香……

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