建筑表皮中金属材料的应用及发展趋势

姜俊

（温州豪特实业有限公司，浙江温州 325000）

建筑行业的进步与发展与建筑材料的创新，有密切的联系，从建筑学的角度来看，不同的建筑表达不同的建筑语言，体现了不同建筑风格。金属材料属于绿色的材料，在建筑中发挥至关重要的作用，不同的金属材料，其性能、特征、造价各不相同，在建筑表皮中运用金属材料时，设计人员要从多方面考虑问题，确保金属材料的经济性、适用性、耐久性和稳定性。

1 建筑表皮中金属材料的应用

1.1 金属表皮材料的优势

现代化的建筑不光要满足用户使用的需求，同时建筑外观还要具备一定的美观度、整体性，建筑外表在打造城市形象、提高城市吸引力等方面发挥着至关重要的作用，尤其对旅游城市而言，在建筑表皮中采用金属材料可以提高城市的美观度。金属材料有良好的延展性和柔韧性，能满足不同建筑结构的多样化的需求，在安装过程中可以结合建筑结构的特征进行弯曲、扭转，同时能保证相应的性能，其优势还在于安装便捷、表面光滑、维护简单，具有较好的耐久性和稳定性[1]。

1.2 建筑表皮中常用的金属材料种类

就目前情况来开，金属材料有密度大、延展性好、可塑性强等诸多优势，但也存在一定的局限性，很多金属材料膨胀系数大，随着周围温度的变化容易发生形变，导热系数高，保温性能差。所以在选择相应的金属材料充当建筑表皮时，要提高其保温性能。结合目前情况来看，市场上金属材料种类多，不同的材料，其延展性、耐久性、保温隔热性、可塑性、弯曲度也各不一样，通常情况下合金的强度更高，耐久性、稳定性更好，常见的建筑表皮合金材料主要有铝、铜、铁、钛、锌等合金金属[2]。

1.2.1 铝合金的应用

铝合金是建筑表皮中最常见，运用最广泛的建筑表皮材料之一，在铝合金应用早期，常见的形式有铝合金窗框，而如今随着合金技术的不断发展，铝金属质地柔软，有亮银色和白色两种颜色，视觉效果较好，延展性高，加工成本比较低。相比其他金属表皮材料而言，铝合金在建筑表皮的应用中具有较强的经济性和可行性，但是铝也存在一定的局限性，水泥中的碱性物质对铝会产生腐蚀，因此在建筑表皮施工中应用铝合金时要防止铝与混凝土和砂浆产生直接接触，避免对铝的色泽、耐久性等性能造成影响。

1.2.2 铜合金的应用

和铝合金有着相同的特点，铜合金质地柔软、延展性好、可塑性强，可以结合不同的建筑特征加工成形式多样、厚度均匀的铜合金薄片，也可以结合建筑所需的装饰效果，拉成细丝状，在建筑表皮施工过程中，铝合金的应用对精细度要求较高的施工环节可以完成精准覆盖建筑表面的效果，细化建筑表皮施工。从色泽方面来看，铜材料可以根据相应的配置比例控制铜合金的色彩，让其呈现出银白色、黄绿色等多种颜色，从而实现美化和装饰建筑表面的效果。此外，随着时间的推移，纯铜和铜合金会出现铜锈，而铜锈的呈现绿色，设计师可以根据建筑表面的具体需求选择相应的加工方式。与其他金属表皮材料不同的是，铜具有较好的耐腐蚀性，使用寿命长，在一些天气环境、自然环境较为恶劣的建筑表皮施工中，铜合金得到设计师的青睐[3]。

1.2.3 锌合金的应用

相比其他金属材料而言，锌的密度比较高，在太阳光下锌合金呈现出灰蓝色和浅灰色两种色彩，可以与建筑环境实现高度融合。值得注意的是，锌合金在加工过程中，其表面可以涂上聚酯漆，结合建筑所需营造形式多样的色彩特征，在建筑表皮施工中，锌与钛、铜组合成形锌钛铜合金，可以有效改善锌金属的性能，提高合金的耐久性和稳定性，在锌金属中加入铜，可以提高拉强度，在包覆式建筑表皮施工中[4]。锌合金的应用效果非常明显，弯曲性较高，可以结合建筑外表的特征实现不同的造型设计。此外，与铜合金相同的是锌合金板，其在长时间的应用过程中，表层会形成粘附力较好的保护膜，可以有效提高锌合金的抗腐蚀性。从造价层面来看，纯锌价格比较贵，但是锌合金造价成本比较低，可以在建筑中大量使用。

1.2.4 钛合金的应用

早期钛合金被广泛应用于航天工程领域，钛合金密度小、质量轻、强度高，与铜合金和锌合金性能相同的是钛合金，其同样也具有较强的抗腐蚀性，长期处在恶劣的自然环境中时可以形成氧化保护膜，抵抗雨水的冲刷和太阳光的暴晒。结合有关数据来看，钛合金的使用寿命甚至可以超过建筑物的使用年限，钛合金导热系数和线膨胀系数比较低，这一特性可以使得钛合金能够能够适应温差变化较大的建筑环境，其性能结构和外形不会受到温度变化的影响。从色泽角度来看，钛合金的主要颜色是亮灰色，由于其稳定性较高，在长时间内色彩不会受其他因素的影响[5]。此外，通过加工处理，钛金属也可以呈现银色、金色、蓝色、灰色、紫色等多种色彩，设计师可以根据建筑表皮的具体需求和人们的审美要求加工出不同的色彩形式。但是钛合金的应用也受到很大的局限性，相比其他合金而言，钛金属生产成本较高，无法得到广泛应用。

1.3 建筑表皮中金属材料的应用形式

在建筑表皮施工中，金属板材具有良好的延展性，可以结合建筑结构的不同特征，对板材的厚度、外形进行加工设计，满足人们的审美需求，提高建筑的美观程度。与此同时，金属材料的广泛应用可以提高建筑表皮的抗腐蚀性，增强建筑结构的整体质量，延长建筑的使用寿命[6]。在建筑表皮施工中，根据建筑结构特征，金属板材通常被加工成几何图形或采用现代工艺和人们多元化的审美需求加工成异形金属本板。在安装过程中，金属板之间通常采用焊接和螺栓的连接方式，根据建筑风格和建筑的具体用途，打造精准流畅的或不规则的形态，提高建筑的美观度和多样化。此外，建筑表皮施工中常见的还有穿孔金属板、金属网状板材，顾名思义，穿孔金属板主要是利用数控设备对金属薄板进行打孔，孔径范围通常在1～500mm 之间，主要是根据施工需求确定孔间距，根据金属板材的面积采用直线或偏移的打孔方式，设计师可以根据安装位置的具体特征加工成多种形式的孔形状，增强金属板材装饰的效果。穿孔金属板材最大的优势在于可以结合建筑特征加工成不同形状的金属此材料，由于其生产方式高度工业化、可塑性强、经济新高，在建筑表皮中得到广泛了的应用。结合实际情况来看，金属网状板材主要有编织型、拉伸型和焊接型三种类型，编制行网状材料主要以金属线材、金属丝材等通过机器进行编制而成的编制类丝网，拉伸型网状材料主要是利用金属薄板通过加工设备进行拉伸、压平等形成的拉伸型板网，顾名思义，焊接型网状板材主要是通过现代化的焊接技术，将不同的板材之间进行焊接，满足建筑结构的需求，金属网状板材的穿孔孔洞率比金属板材高，其网状结构可以对建筑外表起到立体装饰的效果。

2 金属材料在建筑表皮中的应用趋势

2.1 生产技术的进步

相比传统的建筑表皮装饰材料来说，金属材料由于其延展性好、弯曲度高、耐久性强，可以结合建筑结构的不同特征加工出形式多样的金属材料烈性。也可以有效提升建筑外表的美观度，美化建筑整体。在此背景下，金属材料得到广泛的应用，与此同时，对合金材料的加工生产要求也越来越高，随着科学技术的不断进步，金属材料的合成工艺、加工工艺得到进一步发展，合金材料的性能得到明显提升，铝材料与钢的复合材料可以提高钢的强度，同时结合铝金属的低密度、耐腐蚀性，加工出新型的、性能较全面的金属材料，在材料加工过程中也要充分考虑经济性原则，相对来说铜的价格较高，可以将铜粉与其他材料混合，涂在金属表面，可以体现铜的质感，还能提升材料的抗腐蚀性和耐久性。在金属表皮材料加工中有广泛的应用。在发达国家，绝大部分金属材料的加工都是采用激光技术，该项技术的精准性较好，能实现材料的精细化加工，加工成本不高。

2.2 金属材料的循环利用

金属材料属于绿色建筑材料，与砖石等施工材料相比，金属材料回收利用率高，可以节约施工成本，将未发生腐蚀的金属材料进行二次加工回收利用，其性能不会受到太大影响。金属循环再利用的能耗仅为加工新产品的5%，而玻璃回收再利用的能耗是加工新产品的95%，混凝土无法回收。此外，由于金属本身具有较好的延展性、抗腐蚀性、稳定性和耐久性，在回收利用过程中，可以实现完整的拆卸，在旧建筑拆除过程中可以回收金属材料，再利用到新建筑的建筑表皮施工中，有效节约资源，降低建筑成本。

3 结语

综上所述，在建筑表皮中应用金属材料，可以美化建筑外表，相比其他材料而言，金属材料具有良好的延展性、可塑性，可以根据建筑结构的特征，加工出符合现代人们审美需求的建筑外表，提高建筑的美观度。符合现代城市的建筑特征，在建筑表皮中应用金属材料可以满足现代人员多元化的审美需求，同时也能推动我国建筑行业的绿色、环保、节能、可持续发展。