刘静安 潘伟津 李伟萍 冯扬明
(广东伟业铝厂有限公司)
内容提要:铝合金结构挤压材是理想的绿色建筑结构材,以铝代木,以铝代钢是绿色建筑结构材的未来和发展方向。本文在简略介绍了建筑结构材的发展现状与趋势之后,重点讨论和分析绿色建筑用铝合金结构材的特点与技术要求及产业化的难点与重大意义。
关键词:绿色建筑 铝合金结构型材 以铝代木 以铝代钢 产业化批量生产 应用前景
1. 前言
长期以来,建筑业,特别是民用建筑业一直是许多国家的第一支柱产业,因为它与国民经济的发展、人民生活水平的提高,以及社会文明的进步息息相关,在国民经济的持续高速发展中起着举足轻重的作用。在建筑材料中,除了水泥(砂石、砖块等)以外,主要是木材和钢材。森林是保持地球生态平衡的主要因素,不宜多砍伐,已是众所周知、不争自明的事实,就是作为主要结构材料的钢材,在重视节能、环保和安全的当今世界也有些不堪重负、力不从心的感觉,显示出要退出历史舞台的姿态。“绿色建筑”概念的提出助长了这种趋势。所谓“绿色建筑”就是低碳、节能、环保安全,可回收再生,可循环发展的建筑业或建筑材料。能负此重任的绿色建筑材料非铝莫属,因为经对比分析,当今世界的主要材料中,铝更具“绿色”的特点。铝合金具有密度小;比强度高;耐腐蚀;可表面处理;塑性好、可加工成各种特殊形状和规格的型材、管材、棒材和板材及锻件材等;不粘水,有良好的水密性、气密性和防漏水性能;可回收率达90%以上,再生能耗低、成本低、可反复循环使用;易运输,施工装卸方便,维护费用低等优良特性,是最理想的轻量化材料,而轻量化正是实现“绿色建筑”—低碳、节能、环保、安全的重要途径,因此,以铝代木、以铝代钢正成为“绿色建筑”的重要趋势。
除了大量使用铝门窗和幕墙替代木、塑料和钢门窗外,以铝合金模板和脚手架替代木质、塑料和钢铁模板和脚手架在国内外也正大规模兴起。目前正在研制和起步阶段的是以铝合金结构材料替代木结构和钢结构材料,根据初步试验研究和实践证明,铝结构较木结构和钢结构具有一系列无可比拟的优势。是一种名符其实的“绿色建筑”材料。具体来说,用铝合金作建筑结构材料具有密度小(2.7),仅钢材(7.8)的1/3左右;比强度高(相当于高强结构合金钢材);耐腐蚀,可表面处理,美观耐用(建筑生命周期中的防腐工作量少,费用低,不影响正常生产经营使用,可用于湿度大、有酸雨或沿海地区;耐磨损、耐疲劳、可反复使用;不吸水、气密性和水密性效果好;具有良好的隔音、吸音和防漏水效果;空间结构现代感强:铝合金空间结构轻,基础投资少,便于装卸和施工,特别是对高层建筑和现代化的大跨度和薄壳结构建筑的设计、制造、施工具有独特的特点;塑性好,易成形,可加工成各种形状特殊大型整体空心和实心型材、管材和棒材,适应各种风格的建筑结构需要,使建筑构件的形式更合理;铝合金结构自重轻,现场无需大型重型机械配置,运输安装极轻便,可大大缩短施工周期,提高业主经济效益;全装配式施工,达到模块化、建筑工业化的标准,施工现场无噪音、无粉尘、对水、气无污染,属典型的绿色材料,绿色施工;同等跨度情况下,结构断面大幅减少(约钢结构的1/8截面),可增加建筑物6%左右使用面积,减少10%左右的空间浪费,节约土地和能源;铝合金材料可回收,回收率达90%以上,而且回收的能耗和成本很低,可循环,再次利用率大,是典型的可再生循环使用的环保材料。因此,越来越受到“绿色建筑”的青睐,以铝代木,以铝代塑,以铝代钢将越来越明显地成为“绿色建筑”业的大趋势。