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国家大剧院竟然也是钛做的!

2017-10-11 09:58:17      点击:
    用钛作屋顶的建筑物,始于1973年日本大分县佐贺关町的早吸日女神社金黄色屋顶,面积约50平方米,使用钛材0.4t;其后涉谷电力馆用到0.3mm厚钛板720平方米;神户市须磨海滨水族馆施工面积2500平方米,用钛12t;新泻水族馆用钛4.95t;水户艺术馆用钛4.95t;三重县儿童城建筑面积1113平方米,用钛7.5t;川崎市民美术馆施工面积3500平方米,用钛21t;静冈世界真光文明教神殿的金色屋顶、龙骨和山形墙人字板,施工面积35000平方米,用钛90t;福冈旋转开闭式圆顶屋,直径210m,建筑面积48500平方米,使用0.3mm钛板100t;
      荷兰阿姆斯特丹梵高博物馆,使用0.5mm纯钛4.3t;
      香港MTRC中央车站,面积6500平方米,使用0.4mm纯钛。
除屋顶外,还有大厦的外壁、幕墙、封檐板,天棚,港湾设施,桥梁,海底隧道,装饰物,纪念碑,栏杆,管道,防蚀包覆等。
      1997年正式落成启用,以奇美的造型、特异的结构和崭新的材料博得举世瞩目,被报界惊呼为“一个奇迹”的Guggenheim美术馆(西班牙)用钛量达80t,由此得到了世界众多的建筑家的注目,并在各国开始采用。
      1、为何选钛用于建筑?
      1.1 钛具有良好的耐蚀性。它能承受城市污染、酸雨、海洋环境、工业辐射、火山灰等侵蚀性的大气条件,特别适合在海洋性气候环境和工业化地区使用。
      1.2 钛的密度很小,为4.5g/cm3,仅为钢的57%,铜的50%,铝的1.7倍,但与钢的强度相仿。因此,钛作为建筑构件可以大大减轻结构物重量,易于吊运和安装,能减少主体结构承重,降低建筑物重心,提高建筑物整体抗震能力。
      1.3 钛的热膨胀系数为9.0*10-6/℃,约为不锈钢的50%,铝的30%,与传统建筑材料玻璃、混凝土、砖、水泥、石头的膨胀系数相近,适宜与传统建材共融。在施工时,钛金属可作为整体大面积使用,且无需留伸缩缝来补偿热胀冷缩。
      1.4 钛材通过喷丸、喷砂、压纹等方法能够得到不同的表面形态。另外,通过大气氧化法、阳极氧化法、化学氧化法等可以使钛材表面变幻出多种颜色和图案,满足人们对艺术性的追求。
      1.5 钛的耐蚀性使其不像不锈钢、铝建材,经过十年左右就要进行维修和维护。虽然钛的加工和安装成本比不锈钢要高一些,但其使用寿命长,从长期成本来看,钛建材是最经济的。
      1.6 易加工成薄板材,且不易变形,焊接性能好。标准的金属成型工具、加工方法和技术都适用于剪切、成型、机加和Ti的联结。钛材能够采用通用的TIG焊接工艺进行组建之间的连接,而且钛材可自我恢复的氧化膜可以防止焊接受到破坏。
      1.7 钛是一种银灰色的金属,在常温下始终保持本身色调。寺院经常会选用钛材做屋顶,其中一个重要的原因也是由于钛屋顶给人以古朴、端庄、大气的印象。另外,近年来日本一些私人建筑如住宅、茶室等也采用了钛建材,这无不跟钛给人高贵、低调、柔和、平静的印象有关。
      1.8 钛无毒,不会分解出金属离子进入地下水,可以被100%回收,对环境无污染。钛的热传导系数与不锈钢相当,是铝合金的1/8、铜合金的1/20,具有维持建筑物温度之效果,是难得的绿色环保材料。
      2、我国建筑领域用钛概况
中国建筑领域用钛还处于起步阶段,钛真正进入建筑业大面积应用也只有10多年时间。虽然时间不长,但钛材的特性在我国建筑业仍得到了淋漓尽致的发挥。
      国家大剧院壳体由18000多块钛金属板拼接而成,面积超过30000平方米,18000多块钛金属板中,只有4块形状完全一样。钛金属板经过特殊氧化处理,其表面金属光泽极具质感,且15年不变颜色。
      80年代中期以来,宝钛集团虽陆陆续续制作了一些钛模型及雕塑,其中也不乏如“海豚与人”的精美作品。但以国家大剧院为首的杭州大剧院、合肥大剧院等建筑物开始大量采用钛材以来,令人扼腕的是这些建筑物采用的钛材基本上都是从日本进口的,如新日铁公司、三菱化工公司、神户制钢公司等,而并未采用国内钛材加工企业的产品。面对用钛量如此之大的建筑物,我国钛材加工商却痛失良机,这不得不引起钛业人员的反省。
      面对蓬勃兴起的钛建筑,我国钛企也感到了压力。作为国内最大的钛加工材企业,宝钛集团已经积极着手钛建材的开发,并在钛金色大晶粒板的制作方面取得了一定成果。加快钛建材的研发力度和速度,开发钛建材品种,降低生产成本已经迫在眉睫。只有这样,我国钛企才会在今后的钛建材领域占有一席之地。
      3、未来钛建材展望
      我国和日本都有着漫长的海岸线,滨海建筑受海洋气候的影响较大,腐蚀严重。此外,大气污染和酸雨危害也腐蚀着建筑物。而且,我国和日本都拥有众多古建筑,与古时的瓦砾、以及近现代的铜、铝屋顶相比,钛屋顶能够更好的保护古建筑不受腐蚀,使祖辈们遗留下的宝贵物质遗产能够更好地传承下去。