用鈦?zhàn)魑蓓數(shù)慕ㄖ?,始?/span>1973年日本大分縣佐賀關(guān)町的早吸日女神社金黃色屋頂,面積約50平方米,使用鈦材0.4t;其后涉谷電力館用到0.3mm厚鈦板720平方米;神戶市須磨海濱水族館施工面積2500平方米,用鈦12t;新瀉水族館用鈦4.95t;水戶藝術(shù)館用鈦4.95t;三重縣兒童城建筑面積1113平方米,用鈦7.5t;川崎市民美術(shù)館施工面積3500平方米,用鈦21t;靜岡世界真光文明教神殿的金色屋頂、龍骨和山形墻人字板,施工面積35000平方米,用鈦90t;福岡旋轉(zhuǎn)開閉式圓頂屋,直徑210m,建筑面積48500平方米,使用0.3mm鈦板100t;
荷蘭阿姆斯特丹梵高博物館,使用0.5mm純鈦4.3t;
香港MTRC中央車站,面積6500平方米,使用0.4mm純鈦。
除屋頂外,還有大廈的外壁、幕墻、封檐板,天棚,港灣設(shè)施,橋梁,海底隧道,裝飾物,紀(jì)念碑,欄桿,管道,防蝕包覆等。
1997年正式落成啟用,以奇美的造型、特異的結(jié)構(gòu)和嶄新的材料博得舉世矚目,被報(bào)界驚呼為“一個(gè)奇跡”的Guggenheim美術(shù)館(西班牙)用鈦量達(dá)80t,由此得到了世界眾多的建筑家的注目,并在各國開始采用。
1、為何選鈦用于建筑?
1.1 鈦具有良好的耐蝕性。它能承受城市污染、酸雨、海洋環(huán)境、工業(yè)輻射、火山灰等侵蝕性的大氣條件,特別適合在海洋性氣候環(huán)境和工業(yè)化地區(qū)使用。
1.2 鈦的密度很小,為4.5g/cm3,僅為鋼的57%,銅的50%,鋁的1.7倍,但與鋼的強(qiáng)度相仿。因此,鈦?zhàn)鳛榻ㄖ?gòu)件可以大大減輕結(jié)構(gòu)物重量,易于吊運(yùn)和安裝,能減少主體結(jié)構(gòu)承重,降低建筑物重心,提高建筑物整體抗震能力。
1.3 鈦的熱膨脹系數(shù)為9.0*10-6/℃,約為不銹鋼的50%,鋁的30%,與傳統(tǒng)建筑材料玻璃、混凝土、磚、水泥、石頭的膨脹系數(shù)相近,適宜與傳統(tǒng)建材共融。在施工時(shí),鈦金屬可作為整體大面積使用,且無需留伸縮縫來補(bǔ)償熱脹冷縮。
1.4 鈦材通過噴丸、噴砂、壓紋等方法能夠得到不同的表面形態(tài)。另外,通過大氣氧化法、陽極氧化法、化學(xué)氧化法等可以使鈦材表面變幻出多種顏色和圖案,滿足人們對(duì)藝術(shù)性的追求。
1.5 鈦的耐蝕性使其不像不銹鋼、鋁建材,經(jīng)過十年左右就要進(jìn)行維修和維護(hù)。雖然鈦的加工和安裝成本比不銹鋼要高一些,但其使用壽命長,從長期成本來看,鈦建材是最經(jīng)濟(jì)的。
1.6 易加工成薄板材,且不易變形,焊接性能好。標(biāo)準(zhǔn)的金屬成型工具、加工方法和技術(shù)都適用于剪切、成型、機(jī)加和Ti的聯(lián)結(jié)。鈦材能夠采用通用的TIG焊接工藝進(jìn)行組建之間的連接,而且鈦材可自我恢復(fù)的氧化膜可以防止焊接受到破壞。
1.7 鈦是一種銀灰色的金屬,在常溫下始終保持本身色調(diào)。寺院經(jīng)常會(huì)選用鈦材做屋頂,其中一個(gè)重要的原因也是由于鈦屋頂給人以古樸、端莊、大氣的印象。另外,近年來日本一些私人建筑如住宅、茶室等也采用了鈦建材,這無不跟鈦給人高貴、低調(diào)、柔和、平靜的印象有關(guān)。
1.8 鈦無毒,不會(huì)分解出金屬離子進(jìn)入地下水,可以被100%回收,對(duì)環(huán)境無污染。鈦的熱傳導(dǎo)系數(shù)與不銹鋼相當(dāng),是鋁合金的1/8、銅合金的1/20,具有維持建筑物溫度之效果,是難得的綠色環(huán)保材料。
2、我國建筑領(lǐng)域用鈦概況
中國建筑領(lǐng)域用鈦還處于起步階段,鈦真正進(jìn)入建筑業(yè)大面積應(yīng)用也只有10多年時(shí)間。雖然時(shí)間不長,但鈦材的特性在我國建筑業(yè)仍得到了淋漓盡致的發(fā)揮。
國家大劇院殼體由18000多塊鈦金屬板拼接而成,面積超過30000平方米,18000多塊鈦金屬板中,只有4塊形狀完全一樣。鈦金屬板經(jīng)過特殊氧化處理,其表面金屬光澤極具質(zhì)感,且15年不變顏色。
80年代中期以來,寶鈦集團(tuán)雖陸陸續(xù)續(xù)制作了一些鈦模型及雕塑,其中也不乏如“海豚與人”的精美作品。但以國家大劇院為首的杭州大劇院、合肥大劇院等建筑物開始大量采用鈦材以來,令人扼腕的是這些建筑物采用的鈦材基本上都是從日本進(jìn)口的,如新日鐵公司、三菱化工公司、神戶制鋼公司等,而并未采用國內(nèi)鈦材加工企業(yè)的產(chǎn)品。面對(duì)用鈦量如此之大的建筑物,我國鈦材加工商卻痛失良機(jī),這不得不引起鈦業(yè)人員的反省。
面對(duì)蓬勃興起的鈦建筑,我國鈦企也感到了壓力。作為國內(nèi)最大的鈦加工材企業(yè),寶鈦集團(tuán)已經(jīng)積極著手鈦建材的開發(fā),并在鈦金色大晶粒板的制作方面取得了一定成果。加快鈦建材的研發(fā)力度和速度,開發(fā)鈦建材品種,降低生產(chǎn)成本已經(jīng)迫在眉睫。只有這樣,我國鈦企才會(huì)在今后的鈦建材領(lǐng)域占有一席之地。
3、未來鈦建材展望
我國和日本都有著漫長的海岸線,濱海建筑受海洋氣候的影響較大,腐蝕嚴(yán)重。此外,大氣污染和酸雨危害也腐蝕著建筑物。而且,我國和日本都擁有眾多古建筑,與古時(shí)的瓦礫、以及近現(xiàn)代的銅、鋁屋頂相比,鈦屋頂能夠更好的保護(hù)古建筑不受腐蝕,使祖輩們遺留下的寶貴物質(zhì)遺產(chǎn)能夠更好地傳承下去。