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金属钛板在建筑外表皮中的应用

 钛的诸多优异性质决定了钛材同样非常适宜于用作各种环境下的建筑墙屋面材料,在建筑中以屋面用钛居多,约占60%,外墙约占30%。日本是建筑中应用钛材最早的国家,钛作为建材已有约30年的历史。美国是用钛最大的国家,主要集中在航空航天领域,目前已逐步向民用领域转移。近年来,欧洲建筑用也有迅猛的发展,许多国家均有建筑用钛计划。


 即便如此,钛板在建筑中的使用还是少之又少。(许多人容易将常说的“钛锌板”误解为钛板,实际钛锌板只是加入了极少量钛元素的锌合金板而已;而“钛板”是以钛为主,只是添加了极少量其它元素的金属合金材料。这也是我们一直建议用“锌板”而非“钛锌板”作为锌合金板名称的主钛板3.jpg要原因。)


 弗兰克·欧·盖里设计的西班牙毕尔巴鄂市古根海姆(Guggenheim)博物馆是所有以钛为主要饰面材料的建筑中最为闻名的,该建筑除了部分石材基座外,整个墙面及屋面均为0.3~0.4mm厚(由于钛的最佳耐腐蚀性能,板材使用厚度只是锌板的一半)的钛板覆盖,面积达32000m2,重量约达80吨,其特殊的金属光泽、由于板太薄造成的凸凹不平的金属皱褶配合着自由的体块,非常引人注目。


 由于板材(薄皮)厚度只是0.3-0.4mm,如同纸张呈现出皱褶状态,这种可能并非刻意追求的皱褶反而恰到好处地显示了更富人情味的手工效果。


 典型的金属薄板平咬接构造,采用了瓦片式方块形、长方形两种比例的板材形成两种不同的表面肌理。


 从以上两个实例可以感受到钛板的极佳耐腐蚀性能,除了少量污渍外,经过十几年的风雨依然亮丽如新,而不似其它金属板材会显出自然、时间带给表面的变化。


 目前,的冶炼过程中过高的成本导致钛的价格相对还较贵(按重量计是不锈钢的2倍左右),然而从其超强的耐腐蚀性能、强度、重量、使用寿命以及建筑使用周期、建筑荷载、综合维护成本等方面综合考虑,钛与其他金属相比还是有非常大的竞争力的。如按0.4mm板材计,考虑构造折边等因素,按国内报价约¥200元/kg计算,每平米花费约¥500元,甚至不比0.7mm的 锌板贵。


 在实践中,更为经济有效的解决方法是使用钛与其它金属组合为钛金属复合板,既有钛的耐蚀性,又有普通厚度金属板材的刚度。我国的国家大剧院屋顶外层据称采用了面积达3万m2的钛-不锈钢复合板,据说生产厂商承诺100年的保质期,这为我国钛在建筑领域的应用推广开创了先河。


 近年来国内加工厂数量众多,各种标号的钛合金板也是应有尽有,之间的差异也非常微妙。当然作为建筑外表皮材料要求不似军工、工业那么要求高。如果对钛板有兴趣。随着冶炼工艺的发展,相信在不远的将来,钛的生产成本会逐渐降低,它将会像不锈钢、铜、铝等金属一样,更多地走入我们的日常生活中。


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