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新型金属幕墙—镁合金幕墙的应用


当今世界金属幕墙所使用的材料种类还比较单一,其种类包括一些铝复合板、单层铝板、不锈钢板和彩涂钢板等。金属材料的力学及自身特性赋予了金属幕墙独具一格的外墙装饰效果。不同的金属材料体现各自独特品质特性如青铜的优雅华贵;不锈钢的高强度及高耐蚀性;铝合金表面色彩的多样化,镁合金的轻质性。

金属幕墙

随着经济全球化和我国“一带一路”发展理念的提出,节能降耗的相关理念已经深入到各个行业,并且都在发展节能降耗相关的技术,制定可持续发展策略。基于此,我国的建筑节能产业具有广阔的发展空间。建筑节能主要从建筑的外围系统来着手,在建筑的外部结构中,为减轻钢龙骨负重,通过开发轻质建筑幕墙材料,减少钢龙骨用量,从而达到有效节约高耗能建材的目的。国内新概念建筑起步较晚,尤其在复杂曲面金属材料的加工工艺与材料研发上与发达国家相比还存在一定的差距。随着信息爆炸时代的来临,设计师之间可以互通有无,不同的设计师有着不同的创新设计理念,但限于复杂曲面金属建筑装饰材料选择的单一和新型金属幕墙材料研发的滞后,设计师并不能完全实现自己的对建筑物的设想。

曲面金属幕墙

镁合金具有密度小(纯镁的密度是1.749/cm3,约为铝的64%、锌的25%和钢的20%)、比强度高等特点。近些年,一些材料研究者依据镁合金的优点,开发出了一系列具有高强度和优异室温成形性能的镁合金板材,诸如AZ31、Mg-ZnRE系列镁合金等。其抗拉强度可达200MPa以上,延伸率可达20%以上,埃里克森杯突值(IE值)可达5.4以上。这充分的说明镁合金既可以满足高层建筑幕墙的强度要求,又可以满足特异性建筑对板材成型性能的要求。所以,在建筑幕墙中使用镁合金材料具有巨大的开发潜力。

镁合金幕墙

镁合金虽具有媲美铝合金的强度,重量只有同体积铝合金的64%左右,同时其具有较好的室温成型性能,使得镁合金应用于金属幕墙领域成为了可能。但这其中也存在着一些问题亟待解决。

1.作为建筑幕墙中使用的面板材料,镁合金优异的导热性能,成为制约镁合金幕墙使用及发展的瓶颈性问题。导热性较好的幕墙材料,对于建筑物本身来说,既不经济也不节能。

2.镁合金板材较为轻薄,可以减少龙骨和连接件的用量及强度,但是对于高层及超高层建筑,需要保证其幕墙系统的抗变形能力。

对于镁合金的特性,和使用过程中可能存在的问题,提出以下解决方案进行改进:

1.根据幕墙使用需求,可以改进镁合金幕墙材料加工方法,利用复合材料的思维,定制生产出镁合金复合板,其主要是由内外两层相同厚度的镁合金板中间夹入3-8mm厚的聚乙烯或硬质聚乙烯发泡板,组成复合材料。镁合金板面涂氟碳树脂涂料,形成较为坚韧且稳定的保护层,板的背面涂有聚脂漆以防止可能出现因潮湿导致的腐蚀。通过加工工艺的改进可以解决镁合金作为金属幕墙材料较弱保温性能的问题,为新材料的应用提供一种新的思路。

镁合金幕墙

2.对于新材料应用于金属幕墙,这是一个新的领域,需要对每幢建筑的每个重要部位进行科学的力学计算,考虑因素应包括风压、自重、地震、温度和耐久性等,并且对埋件、龙骨系统的强度进行仔细校核,做到节能但不质劣。

随着新金属材料的开发及新型建筑概念的发展,镁合金金属材料具有相当广阔的应用前景。其优异的成型性能及强度保证了作为幕墙材料使用的可能性,但镁合金自身也存在一些问题,但是不能因噎废食,需要我们不断的努力去发现问题并改进问题。将镁合金金属的应用场景再提升一个台阶,为新型建筑的发展提供广阔的舞台。

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