「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板


「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板

熱浸鍍鋅的鋼柵欄(門)


「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板

德國慕尼黑安聯體育場

建築師:Herzog & de Meuron

鍍鋅鋼的排水溝、排水管

鍍鋅鋼板及各種鍍鋅的鋼構件常常以功能性輔料的身份出現在建築中,隱藏在各種飾面的背後。它的美,你能感受到嗎?

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「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板

鍍鋅鋼板(材)表面的鋅花

不同的鍍層金屬配比、不同的板材厚度及光滑度、不同的冷卻工藝等造就了不同大小及形式的鋅花,這種隨機性也正似手工超越機器的魅力。

為了提高普通鋼板的耐腐蝕性能,人們發明了鍍鋅鋼板,鍍鋅薄鋼板亦俗稱鍍鋅鐵皮、白鐵皮。

鋅與空氣中的二氧化碳和水接觸而發生化學反應,首先形成氫氧碳酸鋅,再持續反應而形成緻密堅硬的藍灰色、灰色碳酸鋅氧化層,這層鈍化層形成了穩定的保護膜,阻止了外界氧化物和內層金屬的進一步反應,當這層保護膜遭受局部劃傷或其他破壞時,內層鋅會迅速產生相同的化學反應,重新形成穩定的保護表層,修補傷口,這是金屬鋅具有優異耐久性的主要原因。以鋅作為鋼板的外保護層提高了鋼板的耐腐蝕能力。

鍍鋅鋼板從生產工藝上分有電鍍鋅及熱浸鍍鋅兩種。簡單來說,電鍍鋅指藉助外界直流電的作用,在溶液中進行電解反應,使鋼板(導電體金屬)的表面沉積一層金屬或合金層(鋅);熱鍍鋅鋼板是以冷熱軋鋼帶為基板經過連續熱浸鍍鋅工藝而生產出來的,其耐腐性能超過電鍍鋅品種,也是建築中最常用的。由於鋅的保護特性,鍍層的厚度就成為考核鍍鋅鋼板的指標之一。

熱浸鍍層表面在凝固時均出現鍍層金屬的結晶花紋,結晶花紋的大小與鋅液中其它合金元素的種類及含量、結晶核多少、原板厚度及光滑度、鍍鋅層厚度、鋅花晶體的生長時間等因素有關。早期的鍍鋅鋼板由於鋅液中常混有鉛顯示出灰暗的鋅花,現代的鍍鋅鋼板由於鍍層合金的控制常顯現出銀白色光亮的效果。

鍍鋁鋅合金(以及其它合金)鋼板是在鍍鋅鋼板後出現的一種耐腐蝕性能更好的鍍層鋼板。鍍鋁鋅鋼板是BIEC公司的專利技術,現在世界範圍內有多個廠商獲許生產。鍍55%鋁鋅鋼板的鋁鋅合金結構是由55%鋁、43.4%鋅與1.6%硅在600℃高溫下固化而組成,形成緻密的鋁、鐵、硅、鋅四元結晶體,此結晶體在鋼板表面形成一層堅固的屏障,因而能夠有效的防止腐蝕的產生。

55%鋁鋅合金鍍層鋼板的使用壽命比普通鍍鋅鋼板長。根據對長期暴露在大氣環境中的鍍55%鋁鋅鋼板的腐蝕狀況研究分析,Bethlehem鋼鐵公司認為鍍55%鋁鋅合金鋼板與普通的G-90鍍鋅鋼板相比,耐腐蝕性能強2~4倍。一般情況下,未作塗層處理的鍍55%鋁鋅合金鋼板在酸雨、輕工業區環境中即使用作較為平緩的屋面材料也可以保證25年以上不生鏽,即使是切邊斷面,鍍鋁鋅鋼板的耐腐蝕性也非常優良。


從鍍鋅及鋅合金鋼板的耐久性來看,它完全可以用作為飾面材料,它的自然質感及紋理效果能夠帶給我們一種真實的、耳目一新的感覺,並且隨著時間的流逝,它的顏色逐漸變暗,體現出時間的痕跡。

鍍鋅鋼板同樣可以如其它金屬薄板一樣加工軋製成瓦楞形板,同樣鋼板也可以在穿孔等處理後熱浸鍍鋅。

「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板

©seier+seier(CC BY 2.0)

丹麥哥本哈根Gentofte的IKEA商場(1995)鍍鋅鋼板外牆

建築師:tegnestuen vandkunsten

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©seier+seier(CC BY 2.0)

丹麥哥本哈根哥本哈根信息技術大學綜合樓的鍍鋅鋼板外牆

建築師:Henning Larsen

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捷克布拉格跳舞的房子(1996)

建築師:Frank Owen Gehry

鍍鋅鋼板的窗套

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©George LEE(CC BY-NC 2.0)

瑞士盧塞恩交通博物館餐廳(2000,已拆除)

建築師:Gigon Guyer

鍍鋅鋼板外牆成為建築最大的特色。

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©Wojtek Gurak(CC BY-NC 2.0)

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©Wojtek Gurak(CC BY-NC 2.0)

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©Lars Plougmann(CC BY-SA2.0)

丹麥哥本哈根The Silo糧倉改造(2017)

建築師:Cobe建築師事務所

糧倉——公寓,在原有的鋼筋混凝土筒倉外加的鍍鋅鋼板飾面層,局部穿孔處理。

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北京798藝術區某建築

採用密封膠縫的鍍鋅鋼板外牆能明顯顯示出縫隙的髒斑


除了常見的以普通鋼板為基層的鍍鋅鋼板外,偶爾也有以不鏽鋼為基材的鍍鋅不鏽鋼板,這種板材的耐腐蝕性能更佳,一般用於海邊鹽霧腐蝕強度高的地區。安藤忠雄設計的日本兵庫縣立美術館外牆就應用了大量的鍍鋅不鏽鋼板。

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黃昏的光線隱藏了鍍鋅鋼板的紋理


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室內光線下灰色的鍍鋅鋼板,與安藤常用的清水混凝土色調接近。

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©Ricky Thakrar(CC BY-NC-ND 2.0)

陽光下的鍍鋅不鏽鋼板(厚度達4mm)顯示出獨特的紋理。

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©Nikola Simic(CC BY-SA 2.0)

甚至幕牆的型材也外包鍍鋅鋼板。

日本神戶兵庫縣立美術館(2002)

建築師:安藤忠雄


鍍鋅鋼板飾面的構造工藝同樣分為兩種:薄皮、厚板,1.0mm及以下的薄皮構造與其它金屬薄皮如鋅板、銅板、鈦板等完全一樣,參見過往文章“ ”;厚板構造則完全類似於耐候鋼板、鋁板等,參見過往文章“ ”,本文不再贅述。

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「建築設計」乾貨·不一樣的鍍(鋁)鋅鋼板

意大利Como某商店的鍍鋅鋼板構造——平頭內六角螺釘固定


其它金屬板材知識:


褚智勇,東南大學建築系工學學士,北京建築工程學院建築學碩士,教授級高級建築師,一級註冊建築師。曾著有建築材料與構造類暢銷書《建築設計的材料語言》。

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