摘 要:几个世纪以来,铜板已经被证明是一种高稳定、低维护的屋面和
幕墙材料。铜是一种环保、使用安全、易于加工并且极抗腐蚀,使用寿命超过100年。
铜广泛应用在工业、运输、电子行业以及消费品市场中的工艺首饰;由于其高抗腐蚀、易于加工的特性和它独特、自然的外观效果,使得铜板非常适用作为屋面和
幕墙材料。
本文结合中外工程实例,对建筑铜
板材料的性质、
表面处理及特点和铜板屋顶、铜板幕墙作了论述和介绍。
一、北京两个独特建筑
1、首都博物馆青
铜幕墙———青铜板组合成的艺术性金属装饰幕墙。
首都博物馆新馆占地2.4万米2,总建筑面积6.3万米2,地下2层地上5层,建筑高度36.4米,是一座集展示、科研于一体的综合性博物馆。建筑设计方案由中国建筑设计研究院和法国AREP设计公司联合设计。方案源自于对历史与未来的描绘,传统的材料与现代的材料并置,倾斜的青铜体破墙面而出,生出文物发掘的意象;悬挑的大屋顶融入中国传统“出檐”的设计手法;悬挂式框架砖墙模糊了古代城墙与现代幕墙的界线;广场的起坡烘托了宏伟的巨构,也取材于皇家宫殿高台建筑的手法。
新馆外立面由
石板、青铜、榆木、
玻璃四种幕墙组成,象征了从古代到未来的文明发展历程。首都博物馆新馆最后揭开神秘面纱的是青铜幕墙,这也是首博新馆最吸引眼球的部位。该部位结构形式为椭圆斜筒体,而该部分外装饰采用大面积青铜幕墙在世界上也颇为罕见。青铜幕墙总高42米,总面积4750米2,是目前国内首个也是最大面积的由仿青铜器纹理的青铜板组合成的艺术性金属装饰幕墙。
2、北京第一个会变颜色的建筑———Moma国际公寓紫铜外窗框。
Moma国际公寓选用紫铜作为外窗框。
特种玻璃和纯铜板构成的外墙呈现黑、白、金三重色彩,在简洁的重叠中营造建筑的独特个性,将立面变化发挥到淋漓尽致。Moma国际公寓紫铜外窗框,北京第一个会变颜色的建筑,紫铜楼体在200年内不断变化光泽,色彩逐渐从亮红色,到暗红色、黑色、墨绿色、最后维持浅绿色,几百年不变,紫铜的变化体现生生不息的建筑生命。Moma国际公寓的建筑外观,不仅有特色,并且有生命,历久弥新,将北京的
住宅建筑,提升到全世界艺术建筑的收藏品系列,成为京城永恒的辉煌地标。
深圳万科东海岸也采用了铜板幕墙,这些说明铜板幕墙、铜板
门窗、铜板屋顶己进入中国,由于铜有其独特性质和优点,在幕墙屋面将会有所发展,故作一些介绍。
二、铜板适合作为屋面和幕墙材料
铜在地球地壳中含量约占0.006%,目前估算处于第23种含量最大的元素。化学元素周期表中,铜属于第一分组,高于贵金属银和金,铜和金是唯一具有颜色的金属,铜和银都是热和电的良导体。
几个世纪以来,铜板已经被证明是一种高稳定、低维护的屋面和幕墙材料。铜是一种环保、使用安全、易于加工并且极抗腐蚀,使用寿命超过100年。根据英国独立研究机构的报告,铜板的经济性能价格比是屋面
金属材料中最好的之一。
铜广泛应用在工业、运输、电子行业以及消费品市场中的工艺首饰;由于其高抗腐蚀、易于加工的特性和它独特、自然的外观效果,使得铜板非常适用作为屋面和幕墙材料。
铜板在屋面和幕墙方面的应用可追溯到后中世纪的中欧,最古老而完整的铜屋顶是建于1280年的“Hildersheim Cathedral海尔德申姆哥特式教堂”。随着手工作坊被工业化的连续辊轧生产方式取代,铜在建筑工业中的应用已经远超越了以往几世纪的总和。
三、建筑铜的性质
建筑业用铜的生产由英国标准BS 2870和德国标准DIN 17650 控制,都必须采用无磷去氧还原铜,其具有极佳的氧焊和锡焊性能且防止氧化,英标BS 2870,C106章规定铜的含量不低于99.85%,德标DIN 17650要求铜的纯度必须高99.90%。
四、铜屋面形式
直至19世纪末期,铜板的生产只能达到中等尺寸,所以传统建筑中的铜屋面或幕墙均有十字交叉或平行咬合线条,这也成为了历史性建筑物的特征。现在的翻新建筑或新建建筑出于美观、文化传统的考虑时,仍然采用这种表现形式。
自1950年代末期自英国开始,连续辊轧技术允许金属板以卷材方式生产,铜板的长度大幅度增加,长板条的立边咬合式屋面系统技术发展起来,由于技术的先进和安装费用的经济性,逐步取代了传统安装方式,立边咬合式技术系统可使屋面取消横向连接,仅在排水方向保持平行线条,在全世界广泛流行。
长板条的立边咬合式技术允许屋面坡度在1~90度之间变化,铜板可以适用于这种技术所需的弯弧、梯形、转角等各种加工要求,使得建筑物的各种特异造型得以出现和实现,铜板也成为了世界各地经典建筑的标志之一。很多著名的建筑就是使用铜绿板和金闪闪的黄铜板来装饰的,最著名的美国自由女神像的外壳用了80多吨铜来建造的,纽约王牌塔楼用引人注目的黄铜来装饰。
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