建筑外立面上銅復合及銅合金材料的應用

張 曼

（安徽建筑大學建筑設計研究院，安徽 合肥 230022）

1 銅復合及銅合金材料的特性

1.1 銅的化學特性

在元素周期表中銅的原子序數是29，其能夠與水和大氣發生化學反應，會在表面生成一種稱為銅綠的氧化保護膜，該氧化膜能夠附著這銅材上，防止銅的進一步腐蝕，所以在雨水管件以及建筑屋面板中應用廣泛。

1.2 銅的工藝性能

由于銅的塑性以及延展性良好，能夠作出不同的半成品，在工業領域應用廣泛；由于銅還具有抑菌性，因此在醫學領域也得到廣泛應用；由于良好的可焊接性，常被用在軟釬焊和其他的焊接工藝中；由于電鍍性能良好，在其表面可電鍍上其他金屬；銅的色澤良好，高貴典雅，裝飾性很好，具有良好的裝飾效果，在建筑裝飾領域得到廣泛應用。

1.3 銅的經濟性

銅材的可回收性極佳，被認為是良好的綠色建材之一。建筑外立面使用銅材時，只需進行第一次養護處理，便可保持很長時間。

1.4 銅復合及銅合金材料的缺點

在建筑裝飾行業所需的銅復合及銅合金材料總量較大，又受到銅資源的稀缺影響，資源的節約就顯得尤為重要。與其他金屬材料相比，銅復合及銅合金材料價格較高，可是在使用壽命上銅復合及銅合金材料具有巨大優勢，同時可回收性也有優于其他金屬。

2 銅復合材料和銅合金在建筑外立面上的應用

2.1 銅復合材料的應用

1） 銅塑復合板的應用。采用熱復合方式將銅和塑料制成一種稱為銅塑復合板的裝飾材料，該裝飾材料的塑性、耐用性以及抑菌性良好。通常有銅塑鋼復合板、銅塑鋁復合板等。在上海世博會的中國鐵路館的展館外立面幕墻系統中運用到了銅塑復合板幕墻以及玻璃幕墻，分別布置在兩側和中間。古銅色的銅塑復合板在兩側方正空間中形成網格樣式，與中間玻璃幕墻的結合，給人一種強烈的視覺效果；2） 銅雙金屬板的應用。銅與其他金屬元素粘合在一起所形成的銅雙金屬板是一種新型金屬復合材料，其具有良好的隔熱、防震、隔音性能，并且具有價格便宜、強度高、質量輕以及板型好的優點。例如銅鋼復合板，具有良好的導熱性、抗磨損性以及耐腐蝕性，并且強度高、價格便宜、可焊接性能良好。由于銅和鋼的熔點相差較大，因此該復合材料常用在建筑的屋頂和門窗等[1]。在上海同濟設計學院的主樓外墻中，所采用的裝飾材料便是銅鋼復合板和玻璃。由于主樓的外立面是采用銅鋼復合板與玻璃材料，因此在有陽光的照射時，給人一種十分美妙的視覺效果。

2.2 銅合金的應用

圖1 學院主樓

1） 黃銅的應用。銅和鋅的合金稱為黃銅，該合金的減磨性和耐用性良好，同時加工容易，環保效果良好。由于具有黃金般的金屬色澤，黃銅常用于建筑外立面裝飾工程之中。在2002年新建的雷峰塔是基于原址建設的，有72m 高，包含臺基10m，塔身46m 和塔剎16m。該塔用銅約280t，占地面積為3133m2，保留原塔的設計風格。塔中所有的飾件、柱子、瓦、鈴鐺等都是銅制的。該塔的耐用性、防水性以及耐腐蝕性能良好，黃銅的黃金般光澤，使塔的視覺效果極佳。采用8000 多塊2mm 處理過的仿青銅色鋼板制成的武漢文化藝術中心琴臺大劇院幕墻，總面積達9000m[2]。使用蝕刻技術在上幕墻銅板上刻淺紋，手工鍛造技術在下層幕墻上裝飾多層紋飾。外圍幕墻系統由清水混凝土、仿青銅板以及玻璃組成。在古時，武漢隸屬于楚國，琴臺大劇院的青銅幕墻正是楚國悠久青銅文化的再現[3]。

2） 金銅的應用。銅和鋁元素的合金稱為金銅，常用于建筑外立面中。金銅的塑性、潤濕性以及耐腐蝕性良好。在與大氣長期接觸后，金銅表面的光澤會慢慢褪去，當時褪去后的光澤依舊與金色相近，仍能帶來不錯的視覺效果。作為圣拉斐爾面相世界的交流窗口的法國維克多雨果樞紐，其表面覆蓋了一層金銅合金，金子般的色澤為人們帶來了一次視覺盛宴，同時金銅的可持續性和耐久性為建筑的環保提供了有利條件。

3 結語

綜上所述，在建筑外立面中人們不但重視發展的質量，也不斷看中環保，銅復合及銅合金材料能夠很好的滿足這種需求。銅復合及銅合金材料不僅具有多種性能優點，同時環保效果極佳，廣泛的應用銅復合及銅合金材料能夠進一步推進該技術的發展，讓該技術給生活帶來更多的便利，推動社會發展。加大銅復合材料的研究是推動其發展的關鍵因素，研發更為優秀的銅復合材料，應用在更多的領域。