不銹鋼在公共建筑設計中的應用

【摘 要】 不銹鋼是建筑、樓房和結構所用的最耐用的材料之一。在公共建筑設計中選擇使用不銹鋼材料，除了使建筑擁有奪目的外觀外，經(jīng)正確選擇的不銹鋼具有更佳的耐久性、易維護性和安全性。這些內(nèi)在的可持續(xù)性使其成為當代各類公共建筑設施的重要設計材料，成功地滿足了建筑師們的要求，鞏固了作為主要建筑材料的地位，并仍在繼續(xù)發(fā)展，以迎接建筑設計新的挑戰(zhàn)。

【關鍵詞】 不銹鋼 可持續(xù) 可循環(huán)利用 環(huán)保節(jié)能

一 、引言

公共建筑是供人們進行各種公共活動的建筑，其內(nèi)容很廣泛，從辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑到科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通運輸類建筑等均可列入公共建筑的范疇。

現(xiàn)代公共建筑對建筑設計的要求日益提高，人們往往對那些具有吸引力且空間開闊的建筑更感興趣，而且伴隨著綠色建筑和環(huán)保節(jié)能的浪潮，政府部門更多地要求建設能可持續(xù)性地發(fā)展——滿足最少材料更新需要且能達到50甚至100年服務壽命的建筑。因此，建筑選材的耐腐蝕性，耐劃傷、耐沖擊性，維護要求，服務壽命，材料的可循環(huán)利用以及建筑物對能源和水的消耗等問題是材料選擇的重點。此外，公共安全問題，如防火和抗風性、抗震性能、欄桿和障礙設施的長期完好性等問題正變得越來越重要。而在眾多的建筑材料中，不銹鋼材料憑借著自身良好的特性獲得一致的好評，這一點在服務壽命在30年或更長的建筑物上表現(xiàn)的尤為突出。

二、不銹鋼的主要性能

不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。

不銹鋼有很強的耐蝕性，不易產(chǎn)生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結構設計人員的需要。

三、建筑用不銹鋼牌號及規(guī)格：

在建筑領域常用的不銹鋼牌號是304、304L、316、316L，以及相對較少的2205。304/304L、306/306L是最常用的建筑用不銹鋼。它們具有相同的強度水平，并可容易的由機械成型或焊接而成實際建筑應用中的任何產(chǎn)品。

304不銹鋼一般適用于氣候可控的室內(nèi)環(huán)境及具有輕度城市污染的溫和室外環(huán)境。如處于較高水平的污染時，應選用光滑表面的304不銹鋼并進行定期清潔。

316不銹鋼除含有與304等量的鉻和鎳外，還含有鉬，因此更耐腐蝕。通常用在暴露于低/中度海鹽腐蝕環(huán)境或中度工業(yè)污染或更高程度城市污染水平環(huán)境中。

四、在建筑中的應用：

一般而言，人們期望建筑能以最小的維護來提供格外長的使用壽命。這對建筑物外墻、屋頂和室內(nèi)高處尤為正確。環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)會加速建筑材料和保護性涂層的退化變質(zhì)。對于無需涂層保護的不銹鋼而言，相比于其他應用于建筑結構的金屬材料，不銹鋼的耐腐蝕性能具有明顯的優(yōu)勢。

不銹鋼在公共建筑設計中的應用具體有以下幾個方面：

1.結構用途：

冷作硬化后的304和316不銹鋼正越來越多地用于框架隱蔽化的玻璃幕墻、輕型天蓬及其他類型結構中。如馬德里巴拉哈斯機場和曼谷素旺那普機場壯觀的玻璃幕墻系統(tǒng)就是采用了不銹鋼支撐，創(chuàng)造出驚人的外墻效果。

曼谷素旺那普機場管狀大廳

2. 隱蔽區(qū)域：

敞向外界空氣的建筑區(qū)域，如建筑物的入口處，比能被雨水沖洗到的部分更易被腐蝕。因為在無雨水沖刷或人為清洗時，大量顆粒沉積物（如污物、鹽分、污染物）會在材料表面積累；當遇到來自潮濕空氣中的水分時，如果所用材料耐腐蝕能力不夠或涂層退化，腐蝕就會發(fā)生。因此建筑物入口的那些隱蔽區(qū)域選用更耐腐蝕的不銹鋼材料更為合適。

入口不銹鋼雨蓬

3. 外立面圍護：

公共建筑物很多在城市中，建筑外立面每天都會暴露在汽車尾氣、生活煙氣等城市污染中。對于建筑的外立面，大量被風刮起的磨損性粒子（如沙子）會導致建筑金屬材料上的漆或涂層出現(xiàn)加速老化的現(xiàn)象。使用不銹鋼材料作為建筑物的頂或外墻材料能很好地解決這些問題。因為不銹鋼良好的耐腐蝕性能并不來自于表面涂層，沙暴或類似的天氣情況可能會最終改變不銹鋼表面的紋路，但是改變不了其內(nèi)在優(yōu)異的耐腐蝕性能。位于美國洛杉磯的迪斯尼音樂廳就是一個外立面運用不銹鋼的典型建筑案例。該建筑外立面采用316不銹鋼，振動拋光（亂紋）表面。由于建筑物造型的原因，其外立面不易清洗，盡管地處海邊并暴露在中度城市污染環(huán)境中，但自2003年10月落成以來，其外立面建筑效果始終如一。

美國洛杉磯迪斯尼音樂廳

4. 室內(nèi)外設施及裝飾：

不銹鋼因其具有耐用性、耐撞擊和劃痕損傷，以及可以提供多種類型表面狀態(tài)和花紋，而在公共建筑室內(nèi)外均獲得了廣泛的應用。浮雕式、噴丸處理、無方向劃絲及No.4拋光等表面處理形式的不銹鋼可廣泛應用于諸如指示牌、電話臺、展示柜、立柱包裹、電梯轎廂、花盆、廢棄物回收箱以及墻壁護板等室內(nèi)設施。不銹鋼雕塑等不銹鋼制品也是室內(nèi)裝飾的重要組成部分。

上海浦東機場候機廳不銹鋼座椅及欄桿

除此之外，不銹鋼也是制造公共衛(wèi)生間隔斷、紙巾盒、洗手池和其他物件的首選材料。這是因為在可能存在尿液暴露的環(huán)境中，不像涂漆或塑料表面那樣，不銹鋼可以迅速徹底地使用不含化學物質(zhì)的蒸汽來清洗消毒，同時不銹鋼比陶瓷和搪瓷碳鋼更具延展性和耐沖擊性。

五、 不銹鋼的可持續(xù)性

除了可以提供長服務期、清潔時能避免使用有潛在毒性的化學清洗劑，不銹鋼還在很多方面限制對環(huán)境的負面影響。不銹鋼平均含有60%的循環(huán)廢鋼量；在建筑和基礎設施里使用的不銹鋼，一旦抵達其服務期的終點，估計可回收的比例高達92%。尤其是對304和316等普通奧氏體不銹鋼來說，不銹鋼不會被降級回收利用且重復回收利用不會使材料性能退化。

對于室內(nèi)環(huán)境來說，不銹鋼不像涂層鋼、地毯等其他建筑產(chǎn)品，對于室內(nèi)墻板不會產(chǎn)生任何排放物，低碳、環(huán)保。

國外對外立面墻和屋面材料的研究表明，常用的不銹鋼屋面、墻面與磚、混凝土及木料相比，可以使建筑物少吸收熱，如果做好屋面密封，使用空心墻，那么不銹鋼這一性能改善作用可以得到更大的發(fā)揮。不銹鋼的低腐蝕率可使屋面、墻面板更長久地保持這種高性能，只需偶爾清洗一下。在不銹鋼上涂上高反射率的涂料，就可以進一步限制建筑物吸收的熱量。

六、結論

不銹鋼是用于公共建筑的最具可持續(xù)性的材料之一。因為它提供了長久的服務壽命，能降低能源需求，不需要使用化學清洗劑進行清潔并能使維護要求達到最小化。伴隨著人們對綠色可持續(xù)建筑越來越高的興趣，相信在未來的日子里，不銹鋼在公共建筑領域的應用會更加廣泛。