“鋁合金板”應(yīng)該是建筑師們最為熟悉的一種外墻飾面金屬板材了,，但大部分時間里我們對于鋁合金板幕墻還停留在下圖的記憶里，鋁合金板大部分時候也僅僅是耐候性更差的涂料之類的替代品,。

常見的鋁合金板幕墻

鋁,、鋁合金的基本知識

純鋁（Aluminum）為銀白色金屬，其密度較小,，為2.7g/cm³,，只有鋼的三分之一。它的熔點為660℃,，導(dǎo)熱系數(shù)為110W/（m·k）,，線性膨脹系數(shù)為0.024mm/（m·k）,。鋁且具有良好的延展性、導(dǎo)熱性,、導(dǎo)電性,、耐腐蝕性、反射性,，非常適合于軋制加工和焊接,。在所有金屬品種中，鋁是僅次于鋼鐵的第二大類金屬,。

鋁與空氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后,，表面會生成一層牢固而致密的氧化膜，這層氧化膜成了鋁的“防腐外衣”,，它使內(nèi)部的鋁難以再被繼續(xù)氧化,。據(jù)測驗，鋁在大氣中放置一年的時間,，其被腐蝕的深度還不到十萬分之一毫米,。如果把鋁和鋼同時放入含有３%氯化鈉和１%氯化氫的溶液中，進行70小時的腐蝕試驗,，鋼的重量損失平均為11.07mg/cm²,，而鋁的重量損失平均為0.675mg/cm²，這證明鋁的抗腐蝕性能大大超過一般的鋼,。但是,，鋁的自然氧化膜還存在薄和軟的缺點，很容易因外部磕碰,、摩擦等原因被破壞,，未經(jīng)特殊處理的鋁板的使用壽命一般只有20年左右，防腐蝕性能還不能達到理想的要求,。

實際應(yīng)用中,，常采用預(yù)處理方式，通過化學(xué)氧化或電化學(xué)氧化的方法在鋁的表面上生成一層0.025～0.05mm甚至更厚一些的堅硬的氧化膜,，從而進一步提高鋁的抗腐蝕性能，經(jīng)粉末噴涂或氟碳噴涂等表面處理后,，能夠達到更為理想的防腐蝕效果,，如經(jīng)氟碳漆（PVDF）涂飾的鋁板（常用厚度3mm）使用壽命據(jù)稱可達50年以上。

純鋁的強度相對較低,，在加入錳,、鎂等合金元素后其機械強度和硬度得到明顯提高。在建筑中,，鋁合金作為結(jié)構(gòu)及裝飾材料具有重要的用途,，也是我國建筑裝飾領(lǐng)域中使用最為廣泛的金屬材料之一,。在鋁合金的諸多系列中，建筑屋面及墻面廣泛應(yīng)用的主要為以鋁錳鎂合金為主的3000系列板材（如3003號,、3004號,、3005號、3103號,、3105號）,，3000系列的鋁合金具有適當?shù)难由炻省⒘己玫目垢g性能,、良好的加工性能,，并可以根據(jù)不同的應(yīng)用要求進行冶煉加工成不同硬度的合金。鋁合金還可以通過擠壓法生產(chǎn)出各種斷面的型材,，常作為輕型結(jié)構(gòu)梁柱,、門窗框架、幕墻結(jié)構(gòu)架,、裝飾型材等,，鋁合金建筑型材常選用6063（LD31）合金。

鋁合金的表面處理

鋁合金板材在實際應(yīng)用中可分為未涂漆產(chǎn)品和涂漆類產(chǎn)品,。未涂漆產(chǎn)品常加工成無規(guī)則凸凹紋樣板（Stucco）,、規(guī)則壓花紋樣板（Emboss）、陽極氧化處理板（Anodized）,，此類板材表面不做涂漆處理,，顯示出鋁自然的銀白色，適用于對表面的外觀要求不高的部位,，如起到排水,、密封作用的雙層金屬屋面的下層板。陽極氧化也可同時電解著色,，但顏色單調(diào),，只有古銅色，且鋁板板面的顏色深淺有細微的差別,，在大面積使用時有可能會產(chǎn)生不佳的效果,。鋁合金在我國的早期應(yīng)用中，主要以陽極氧化的銀白色及古銅色型材,、板材為主,。

德國德雷斯頓中央購物中心  建筑師：FerencSimon, Ivan Fokvari

建于1973-1978年的建筑至今留給我們的震撼不亞于當今新潮建筑師的作品，以本色未涂飾鋁板做成凸凹組合的菠蘿狀表面成了建筑的象征,，驗證了建筑的豐富可以通過簡單的體塊,、豐富的表面材料及構(gòu)造來達到。

德國德雷斯頓的中央購物中心墻面細部體現(xiàn)了20世紀70年代與現(xiàn)代加工技術(shù)（特別是焊接技術(shù)）的差距,。

國家大劇院雙層屋面下層作為防水,、排水層的鋁合金板

 鋁材表面可作各種涂層的處理（其他金屬材料也可）,，涂層的目的一般為保護金屬材料、提高耐久性,、形成設(shè)計師所需要的色彩及圖案等,。各種涂漆都是由有機塑料、溶劑和色母料等根據(jù)一定的配方混合形成的,，它在室外氣候條件下都會逐漸老化,，表現(xiàn)為褪色、粉化,、開裂,、起皮等現(xiàn)象。不同涂漆的性能差異主要表現(xiàn)在耐候性上,，即在自然的太陽紫外線,、風雨、污染等侵蝕下的表現(xiàn),。常用的涂漆方法有電泳涂漆,、靜電粉末噴涂、氟碳噴涂等,。

電泳涂漆：是在電場作用下將水溶性熱固型樹脂附著于金屬表面后經(jīng)烘干后形成固態(tài)保護膜,。電泳涂漆的外觀色系多為仿不銹鋼、香檳,、古銅,、黑色、鈦色等,，現(xiàn)逐漸發(fā)展到黃,、綠、藍,、灰等多種彩色系,，表面質(zhì)感也發(fā)展到白色透明、鏡面,、砂光,、亞光、珠光甚至仿木紋等特殊效果,。

粉沫噴涂：應(yīng)用高壓靜電產(chǎn)生電暈放電,，使熱固性飽和聚酯類粉末經(jīng)過噴槍口帶上負電荷，從而吸咐在帶正電的鋁型材上,，經(jīng)過約200℃的高溫烘烤，使涂層熔化并發(fā)生交聯(lián)固化成膜,，涂層原料有聚氨脂,、聚氨樹脂,、環(huán)氧樹脂等。粉沫噴涂的最大缺點是不耐紫外線照射,，它在長期太陽照射下會自然褪色,，導(dǎo)致向陽面和背陰面幾年后就會產(chǎn)生明顯的色差。靜電噴涂幾乎可以提供任何建筑師想要的顏色,。

氟碳噴涂：同樣也是靜電噴涂,，只不過涂層固化前為液態(tài)。氟碳噴涂以聚偏二氟乙烯（PVDF）樹脂為成膜基料,、配金屬鋁粉等色料制成涂料,，它具有超越一般涂料的優(yōu)異的抗紫外線照射、抗粉化,、抗裂,、抗大氣腐蝕等特性，它是目前廣為使用的,、耐候性最佳的涂漆材料,。

各種色彩及質(zhì)感的鋁板

早期的涂飾鋁合金板色澤多樣，但紋理單一,，隨著技術(shù)的發(fā)展,，現(xiàn)在的板材通過各種涂飾及其它后加工技術(shù)可以生產(chǎn)出各種任意圖案、任意肌理,、以假亂真的飾面鋁合金板,。

某廠生產(chǎn)的表面仿大理石花紋的鋁板

“只有想不到，沒有做不到”——常州康斯格裝飾材料有限公司生產(chǎn)的各種仿真（仿石,、仿木,、仿竹、仿清水混凝土等等）紋理鋁板,。（資料提供：陳正委先生）

上海安美特鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)的各種處理面層鋁板,，仿銅、仿銀,、拉絲……無所不能,。

鄂爾多斯博物館雙層屋面構(gòu)造外層——古銅色鋁合金板

（關(guān)于“雙層屋面構(gòu)造”以后我們再詳細講述）

德國慕尼黑畢馬威公司辦公樓——不同色彩的鋁合金板（注意其開縫式構(gòu)造） 

鋁復(fù)合板

為保證板材的剛度及平整度、降低成本,，除了鋁單板外,，鋁合金板材還可與其它材料復(fù)合加工成鋁塑復(fù)合板、鋁蜂窩,、瓦楞鋁復(fù)合平板,。這種復(fù)合板材不宜漏出切邊。

存在了多年的鋁塑復(fù)合板在世界各國均有應(yīng)用，但因為倫敦大火突然成為“千夫所指”,，暴露出我們常常忽視的相對較差防火性能的塑料,。相比之下，蜂窩鋁,、瓦楞鋁,、三維鋁復(fù)合板還是更為可靠。

三種常見的復(fù)合鋁板——鋁蜂窩復(fù)合板,、瓦楞鋁復(fù)合板,、鋁塑復(fù)合板

荷蘭阿姆斯特丹的"EYE"電影博物館，據(jù)稱也是使用了鋁塑板外墻飾面,。

據(jù)觀察,，德國慕尼黑寶馬博物館金屬板幕墻應(yīng)該也是使用了鋁塑板（當然也不排除是鋅塑板），只不過鋁塑板幕墻采用開縫式實在少見,。

為了適應(yīng)保溫隔熱的需求,，鋁合金板也可以與保溫材料直接在工廠加工為金屬保溫復(fù)合一體板。

德國柏林自由大學(xué)圖書館墻屋面一體化的幕墻構(gòu)造

穿孔（雕花）鋁合金板,、花紋鋁板

鋁板同樣也可以加工為穿孔（雕花）板,、凸凹花紋金屬板，用于外墻飾面可以達到另一種效果,。

各種花紋鋁板

各種穿孔鋁板

柏林北歐五國駐柏林大使館——丹麥大使館的穿孔鋁板墻面  建筑師：丹麥3N建筑師事務(wù)所

德國柏林波茨坦廣場音樂劇場的凸凹花紋鋁板墻面

斷面鋁板

鋁板如同其它金屬板材同樣可以加工為各種斷面的波紋板等形式,，用于建筑外墻時能形成一種條紋狀質(zhì)感和肌理。

德國柏林GSW大廈裙房的彩色波形鋁板

奧地利維也納某建筑的銀色波紋鋁板外墻

荷蘭阿姆斯特丹ARCAM建筑中心  

建筑師: René van Zuuk

以長條形壓成一定斷面的鋁合金板采用Kalzip立邊扣接的墻屋面一體化構(gòu)造,，這也是作為防水層,、排水層金屬板的典型構(gòu)造。

鋁合金板常見構(gòu)造：

國內(nèi)常見的鋁板構(gòu)造以四周折彎,、掛耳式構(gòu)造,、密封膠封縫最為常見，它常帶來兩方面的負面影響：折彎形成的弧角使板邊緣看起來不挺,、不精致,；手工膠縫則更容易形成粗制濫造的感覺，同時膠縫處也易形成臟斑,。因此,，從視覺效果來看，我們更建議采用各種方式的開放式構(gòu)造,。

常見的立邊幕墻膠縫

左：尚未打膠密縫的折邊掛耳式構(gòu)造可見板邊緣的圓弧

右：開縫式構(gòu)造的切邊鋁板板邊緣很挺

一種切邊開縫式構(gòu)造（未表示保溫層）

西班牙巴塞羅那某建筑——另一種形成深凹縫形式（類似于盒式塊板）的開縫式構(gòu)造

福斯特事務(wù)所設(shè)計的英國愛丁堡某地產(chǎn)項目

又一種開縫式構(gòu)造形成的銳利視覺效果,，與國內(nèi)常見的密封式、掛耳式構(gòu)造鋁板效果差異甚大,。

（這種墻面的鋁板是什么形式的,？構(gòu)造原理是,？知道的建筑師們可以留言，前十名有說服力答案的讀者將獲得“建材U選”網(wǎng)紀念品,。）

北京中關(guān)村首創(chuàng)拓展大廈——墻屋面一體化的體塊,，采用1mm厚薄鋁板平咬接構(gòu)造的金屬幕墻。

這是作者見過的唯一以鋁板采用平咬接構(gòu)造的,，應(yīng)該說不是一個合理的構(gòu)造，原因是什么,？（知道的建筑師們可以留言,，前十名有說服力答案的讀者將獲得“建材U選”網(wǎng)紀念品。）

鋁合金平板飾面常給人時尚,、新潮,、前衛(wèi)的感覺，與石材等其他天然材料相比很難形成時間感,、歷史感,、厚重感，如處理不適易顯出輕浮,、淺薄,、商業(yè)化之感，因此在某些文化性建筑使用時應(yīng)較為慎重,。 

德國柏林Otto Bock 展示中心  建筑師：Gn?dinger Architekten

自由條紋狀白色鋁板墻面形成的特色時尚立面,。

西班牙巴塞羅那某公寓外立面  建筑師：伊東豐雄

剪紙狀鋁板表面形成的特殊立面效果，起到了視線屏蔽作用,。

當然,，鋁合金除了以板材形式大量應(yīng)用于建筑外墻飾面外，鋁合金管材,、型材一樣可以取得不錯的效果,。

建筑師伊東豐雄設(shè)計的西班牙巴塞羅那FIRA酒店

最后還是強調(diào)一下：為了效果，鋁板幕墻還是避免用常見的密封膠縫構(gòu)造方式,；實在不放心,，還是采用防雨水效果更好的非切邊、開放式凹槽（上述巴塞羅那某建筑類似于盒式塊板）的處理吧,，類似于這種構(gòu)造設(shè)計建造的項目國內(nèi)已有一定規(guī)模的實例,。關(guān)于開放式、密閉式幕墻的分析還是請看看“細數(shù)國內(nèi)建筑構(gòu)造誤區(qū)之一——幕墻密封膠縫”一文,。

本文作者褚智勇,，東南大學(xué)建筑系工學(xué)學(xué)士，北京建筑工程學(xué)院建筑學(xué)碩士,，教授級高級建筑師,，一級注冊建筑師,。曾著有建筑材料與構(gòu)造類暢銷書《建筑設(shè)計的材料語言》。

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