金屬板作為屋頂建築材料,運用在建築行業已有百年歷史,60年代世界冶金工業的快速發展,生產出可以滿足建築行業需求的各種類型金屬板材,極大程度降低了建築的材料成本,而金屬面板被建築行業廣泛應用,鋁合金板也被越來越多人熟知。
台灣常見的鐵皮屋頂依材質來分,有不鏽鋼、鋁鎂鋅合金、鋁鋅、樹脂、鍍鋅等,本文介紹的鋁合金板也是其中一種,近些年來,在很多樣式新穎的建築都可尋覓到鋁合金板的蹤影,以及不斷被創新利用的諸多案例,其優雅的外觀和高性價比,給了設計師更多的發揮空間。

什麼是鋁合金板
鋁合金板是由鋁、鎂、錳等金屬構成的合金板,也稱為「鋁鎂錳金屬板」,是一種極具性價比的屋頂、外牆材料,具有耐腐蝕、美觀、重量輕、強度大、容易加工成型等諸多優點,十分適用於屋頂收邊、軋壓設備的加工中。 後續應再配合不同的塗裝工藝,可以為建築帶來非凡的視覺效果,同時還讓鋁合金本身的防腐性能變得更為優異。
鋁合金板材料之所以具有如此優異的耐久性能,是因為鋁板和大氣接觸時會在表面產生一層氧化鋁薄膜,這層氧化膜就保護了內層鋁板防止被進一步腐蝕。
這層氧化膜具有很好的耐化學性,因此適用於工業建築,空氣污染比較嚴重或者具有海洋氣候的地區。


隨著現代建築的發展,金屬屋頂系統因其優良的特性,在建築中的應用佔據了越來越重要的地位,其不僅僅適用於各大型公共建築,也開始逐漸往中小型建築及家用別墅方向發展,為現代建築向舒適、輕型、耐久、經濟、環保等方向發展發揮了重要的作用。

鋁合金板特色及性能
鋁金屬採取電解作用從自然界中提煉出來,再採取熔煉分別配以定量的銅、錳、鎂、矽、鋅等元素形成多種多樣的合金,可滿足各種不同需要的機械和物理性能。
目前規定了從1000到9000共九個系列的變形鋁合金,分別應用於消費品、航空航太、建築、包裝、交通運輸、電氣設備等各個方面。它具有以下特點:
鋁合金板優良特點
1.重量輕。鋁的密度為2.73g/cm3,只有鋼的1/3。
2.強度高。採取成份配置、加工和熱處理方法可以達到很高的強度。
3.耐腐蝕。具有自我防鏽能力,形成的氧化層,可防止金屬氧化鏽蝕,耐酸鹼性好。
4.表面處理多樣、美觀。可進行陽極氧化、電泳、化學處理、拋光、塗漆處理。
5.可塑性好,易加工。
6.良好的導電性能。非磁化和低電火花敏感度,可以防電磁干擾和降低特殊環境下的易燃性。
7.安裝方便。鋁金屬可以鉚接、銲接、膠粘等多種方式連接。
8.環保。100%可循環回收利用。

鋁合金板的常見種類
鋁材的外表面處理包括:本色不塗漆產品和塗漆產品兩大類:
非塗漆產品
錘紋鋁合金板(無規則紋樣),壓花板(採取機械壓花的物理方式,形成有規則紋樣);預鈍化氧化鋁表面處理板。此類產品在板材表面不做塗漆處理,對表面的外觀要求不高,價格也較低。
塗漆類產品
按塗裝工藝分為:噴塗板產品和預輥塗板
按塗漆種類可分為
聚酯,聚酰胺,改性矽酮,環氧樹脂,氟碳等等,盡可能地延長塗漆抵抗太陽光紫外線作用下的老化,其中以PVDF塗漆(氟碳塗層)的抗老化性能最為優良,它是目前人類已知抗紫外線最強的有機合成物。

鋁鎂錳金屬面板板型
為適應建築屋頂的要求,鋁鎂錳合金屋頂板在工程應用中主要有以下板型。
(1)直板
直板板型肋高一般為65 mm,常用的板寬有300mm、400 mm 及500 mm(圖9)。其中板寬300mm 的在屋頂荷載較大時使用;400 mm 的為常用、經濟型的;500 mm 的為屋頂板本身最經濟的板型,但下部檁條間距小,且需採取適當措施防止板變形。板型詳況,見圖10。
(2)彎弧板
彎弧板包括正弧板和反弧板兩類,板型見圖11。
彎弧板自然彎曲參數,見表1。
彎弧板機器正彎、反彎參數,見表2。
(3)扇形板
扇形板包括直扇形板、正扇形板、反扇形板,如下圖所示:
各種板型的適用範圍
1)直板:適用於單坡、雙坡及半徑大於自然成弧半徑的單曲屋頂;
2)正、反弧板:適用於半徑小於自然成弧半徑的單曲屋頂;
3)扇板及扇弧板:適用於雙曲屋頂;
4)特例:直板用於雙曲面上,屋頂曲率小,並且屋頂上允許做多條屋脊。
應用鋁鎂錳合金屋頂板的建築案例,見圖13。
鋁合金板(鐵皮)屋頂板的結構組成

防水透氣層
鋪在建築外殼結構保溫(隔熱)層之外的一層機能膜,適用於帷幕牆、壓型鋼板、鋼(木)結構、砌體等複合型外牆和斜屋頂。採取對外殼結構保溫(隔熱)層的包覆,減少水和空氣對建築的滲透,同時又使維護結構及室內潮氣得以排出,有效避免黴菌和冷凝水災牆體及屋頂中的生成,確保保溫(隔熱)材料的效能發揮,進而達到節能,提高建築耐久性的作用。
防潮隔汽層
隔汽膜用於牆體或屋頂保溫層的內表面,其不透汽,可阻止室內水蒸氣向外殼結構內滲透,進而有效地確保保溫材料的保溫性能及結構的耐久性。
保溫隔熱層
熱導系數小於等於0.058的玻璃棉氈和熱導系數小於等於0.044的岩棉板,二者的燃燒性能都為不然。
沖孔吸音板
具有極佳的吸收雜音、噪音的效果。

鋁鎂錳屋頂板經典案例應用
建業·藍海鄭風酒店綜合體,鄭州/ 上海日清建築設計有限公司
作品屋頂選用暗灰藍色鋁鎂錳直立鎖屋頂,在鳥瞰中與天空大地相融,展現了極致的懸挑尺度與輕薄度,懸挑達到12公尺之多,最薄處僅為15公分,帶了非凡的視覺效果。
蘇高新·禹洲·山雲庭/建設單位:蘇州新禹溪建設發展有限公司
雲山庭順勢而折的金屬斜屋頂不僅契合整個基地,而且讓遠山與近水建立了聯繫,正如蘇舜欽筆下對蘇州滄浪亭所描繪的那樣:清風明月本無價,近水遠山都是情。
天津澤信展示中心/睿風設計
展示中心如同一顆晶瑩剔透的水滴,煙灰色的鋁鎂錳瓦屋頂,超白的鋼化玻璃,使建築的漂浮感進一步增強。


無錫三盛督府天承/水石三部
該作品的鋁鎂錳板讓屋頂更加典雅,纖細的線條也不影響屋頂的設計效果,整體結構簡潔輕巧,尤為適用在亞熱帶多雨的地區。
西安 融創.江山宸院/日清建築+觀己設計
江山宸院的屋頂運用加入現代語匯,集結唐朝精緻文化並融合宋代美學,空間於山水雲霧之間展開,獨樹一格。
弘陽金輝 · 時光悅府
龐大的建築被隱藏在坡地之下,灰色的斜屋頂與綠色草坡錯落交織,形成層級進退關係,被刻意壓低的屋簷似松樹的守護者,謙遜的守在樹下。

楓橋經驗陳列館/ 浙江大學建築設計研究院
上海 融創.山水拾間(桐源建築+朗庭景觀)
建發·悅江南/上海都易建築設計事務所
東原千潯社區中心/山水秀建築設計事務所
東原千潯社區位於蘇州市相城區,是一座給周邊社區提供各種公共服務的建築,虛實相生的空間設計融匯了自然與建築,波浪狀的鋁鎂錳屋頂如江南水墨畫般,獨具東方魅力。