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鈦在建筑屋頂上的前景

發(fā)布日期:2017-10-26 瀏覽次數:

用鈦作屋頂的建筑物,始于1973年日本大分縣佐賀關(guān)町的早吸日女神社金黃色屋頂,面積約50平方米,使用鈦材0.4t;其后涉谷電力館用到0.3mm厚鈦板720平方米;神戶(hù)市須磨海濱水族館施工面積2500平方米,用鈦12t;新瀉水族館用鈦4.95t;水戶(hù)藝術(shù)館用鈦4.95t;三重縣兒童城建筑面積1113平方米,用鈦7.5t;川崎市民美術(shù)館施工面積3500平方米,用鈦21t;靜岡世界真光文明教神殿的金色屋頂、龍骨和山形墻人字板,施工面積35000平方米,用鈦90t;福岡旋轉開(kāi)閉式圓頂屋,直徑210m,建筑面積48500平方米,使用0.3mm鈦板100t;

荷蘭阿姆斯特丹梵高博物館,使用0.5mm純鈦4.3t;

香港MTRC中央車(chē)站,面積6500平方米,使用0.4mm純鈦。

除屋頂外,還有大廈的外壁、幕墻、封檐板,天棚,港灣設施,橋梁,海底隧道,裝飾物,紀念碑,欄桿,管道,防蝕包覆等。

1997年正式落成啟用,以奇美的造型、特異的結構和嶄新的材料博得舉世矚目,被報界驚呼為“一個(gè)奇跡”的Guggenheim美術(shù)館(西班牙)用鈦量達80t,由此得到了世界眾多的建筑家的注目,并在各國開(kāi)始采用。

 

1.1 鈦具有良好的耐蝕性。它能承受城市污染、酸雨、海洋環(huán)境、工業(yè)輻射、火山灰等侵蝕性的大氣條件,特別適合在海洋性氣候環(huán)境和工業(yè)化地區使用。

1.2 鈦的密度很小,為4.5g/cm3,僅為鋼的57%,銅的50%,鋁的1.7倍,但與鋼的強度相仿。因此,鈦作為建筑構件可以大大減輕結構物重量,易于吊運和安裝,能減少主體結構承重,降低建筑物重心,提高建筑物整體抗震能力。

1.3 鈦的熱膨脹系數為9.0*10-6/℃,約為不銹鋼的50%,鋁的30%,與傳統建筑材料玻璃、混凝土、磚、水泥、石頭的膨脹系數相近,適宜與傳統建材共融。在施工時(shí),鈦金屬可作為整體大面積使用,且無(wú)需留伸縮縫來(lái)補償熱脹冷縮。

1.4 鈦材通過(guò)噴丸、噴砂、壓紋等方法能夠得到不同的表面形態(tài)。另外,通過(guò)大氣氧化法、陽(yáng)極氧化法、化學(xué)氧化法等可以使鈦材表面變幻出多種顏色和圖案,滿(mǎn)足人們對藝術(shù)性的追求。

1.5 鈦的耐蝕性使其不像不銹鋼、鋁建材,經(jīng)過(guò)十年左右就要進(jìn)行維修和維護。雖然鈦的加工和安裝成本比不銹鋼要高一些,但其使用壽命長(cháng),從長(cháng)期成本來(lái)看,鈦建材是最經(jīng)濟的。

1.6 易加工成薄板材,且不易變形,焊接性能好。標準的金屬成型工具、加工方法和技術(shù)都適用于剪切、成型、機加和Ti的聯(lián)結。鈦材能夠采用通用的TIG焊接工藝進(jìn)行組建之間的連接,而且鈦材可自我恢復的氧化膜可以防止焊接受到破壞。

1.7 鈦是一種銀灰色的金屬,在常溫下始終保持本身色調。寺院經(jīng)常會(huì )選用鈦材做屋頂,其中一個(gè)重要的原因也是由于鈦屋頂給人以古樸、端莊、大氣的印象。另外,近年來(lái)日本一些私人建筑如住宅、茶室等也采用了鈦建材,這無(wú)不跟鈦給人高貴、低調、柔和、平靜的印象有關(guān)。

1.8 鈦無(wú)毒,不會(huì )分解出金屬離子進(jìn)入地下水,可以被100%回收,對環(huán)境無(wú)污染。鈦的熱傳導系數與不銹鋼相當,是鋁合金的1/8、銅合金的1/20,具有維持建筑物溫度之效果,是難得的綠色環(huán)保材料。

2、我國建筑領(lǐng)域用鈦概況

中國建筑領(lǐng)域用鈦還處于起步階段,鈦真正進(jìn)入建筑業(yè)大面積應用也只有10多年時(shí)間。雖然時(shí)間不長(cháng),但鈦材的特性在我國建筑業(yè)仍得到了淋漓盡致的發(fā)揮。

 

      國家大劇院殼體由18000多塊鈦金屬板拼接而成,面積超過(guò)30000平方米,18000多塊鈦金屬板中,只有4塊形狀完全一樣。鈦金屬板經(jīng)過(guò)特殊氧化處理,其表面金屬光澤極具質(zhì)感,且15年不變顏色。

 

        80年代中期以來(lái),寶鈦集團雖陸陸續續制作了一些鈦模型及雕塑,其中也不乏如“海豚與人”的精美作品。但以國家大劇院為首的杭州大劇院、合肥大劇院等建筑物開(kāi)始大量采用鈦材以來(lái),令人扼腕的是這些建筑物采用的鈦材基本上都是從日本進(jìn)口的,如新日鐵公司、三菱化工公司、神戶(hù)制鋼公司等,而并未采用國內鈦材加工企業(yè)的產(chǎn)品。面對用鈦量如此之大的建筑物,我國鈦材加工商卻痛失良機,這不得不引起鈦業(yè)人員的反省。

 

 面對蓬勃興起的鈦建筑,我國鈦企也感到了壓力。作為國內最大的鈦加工材企業(yè),寶鈦集團已經(jīng)積極著(zhù)手鈦建材的開(kāi)發(fā),并在鈦金色大晶粒板的制作方面取得了一定成果。加快鈦建材的研發(fā)力度和速度,開(kāi)發(fā)鈦建材品種,降低生產(chǎn)成本已經(jīng)迫在眉睫。只有這樣,我國鈦企才會(huì )在今后的鈦建材領(lǐng)域占有一席之地。

3、未來(lái)鈦建材展望

我國和日本都有著(zhù)漫長(cháng)的海岸線(xiàn),濱海建筑受海洋氣候的影響較大,腐蝕嚴重。此外,大氣污染和酸雨危害也腐蝕著(zhù)建筑物。而且,我國和日本都擁有眾多古建筑,與古時(shí)的瓦礫、以及近現代的銅、鋁屋頂相比,鈦屋頂能夠更好的保護古建筑不受腐蝕,使祖輩們遺留下的寶貴物質(zhì)遺產(chǎn)能夠更好地傳承下去。


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