4 材料试验
4.1 试验方法
金属铜及表面处理的材料试验研究分为耐腐蚀试验和耐候性两个方面。所提供材料涂层的加速环境腐蚀性能，包括模拟海洋环境下的盐雾试验及紫外线抗老化试验等，给出不同涂层腐蚀试验数据，为涂层的选择提供选择依据。
腐蚀数据与耐久年限之间的数据关系，目前，在国内还没有比较成熟的数据模型和资源可寻，国外的长期大气腐蚀耐候试验做的较多，主要以金属或涂层为主，但由于国外是以长期的试验为基础(已经积累了近百年)获得大量的试验数据，因此可以查阅到的主要以钢铁材料、铜合金材料等数据为主，而相关的预测模型主要以实验室的加速试验结合大气腐蚀试验进行预测，因此可考虑结合短期环境曝露试验(可能情况下)和试验数据相结合的方式，如无法实现，将以同等环境下，所提供涂层材料的腐蚀数据进行优劣判断，优选出最佳涂层方案。
4.2 方案策略
依据《GB/T 25834-2010金属和合金的腐蚀 钢铁户外大气加速腐蚀试验》、中的相关测试方法，进行所提供涂层的腐蚀性能评估，测试不同时间下的腐蚀速率，给出材料耐腐蚀性能的优劣。
模拟环境试验中的气氛，含盐、含酸、紫外线等条件，在已有设备上进行改造，通过混合喷雾或者双喷雾的方式，以氯化钠和类酸雨成分溶液喷雾模拟海洋环境气氛，同时在盐雾试验箱内加装紫外线老化装置，进行综合评价，采集腐蚀速率，进行材料涂层的优劣判断。
通过光谱学试验给出长效腐蚀前后的表面颜色色差变化。
年限服役及数据判断，通过已获得的数据可以直观的进行材料及涂层的耐腐蚀性能的对比，优选出涂层方案，此外对试验数据进行分析，通过腐蚀速率的评价给出长效服役情况下的涂层厚度等选择依据，以确保百年服役要求。
盐雾试验：主要依据《耐盐雾试验国家标准–人造气氛腐蚀试验盐雾试验 GB /T 10125一2012》的测试方法进行加速腐蚀试验，在以氯化钠和类酸雨溶液(主要PH值<5.6，含硫酸根溶液)下的喷雾长效试验为主，定期检测式样的腐蚀成分、形貌、腐蚀失重等试验数据;
电化学加速腐蚀试验：在更苛刻条件下对比涂层的电化学腐蚀性能，给出同等条件下不同涂层的腐蚀数据，结合盐雾试验等数据，综合评估涂层的服役性能。
紫外线老化试验：在盐雾腐蚀试验同时，通过改装配置紫外老化装置，进行环境腐蚀试验下的老化加速试验，定期进行表面光谱学检测，给出耐紫外老化试验数据。
对材料涂层表面的腐蚀成分、形貌、失重等，采用扫描电镜、能谱成分分析、精密天平称重等方法获得所需要的试验数据，绘制腐蚀试验及老化试验数据曲线，对比分析不同涂层材料的优劣，同时可以根据可能条件下(户外曝露试验数据)进行对比分析，推断腐蚀速度随时间的变化曲线，同时给出具有参考价值的服役年限对比数据。
5 立面铜钣金工艺系统
5.1 耐久性问题
建筑立面的耐久性设计，所涉及的方面较多，其中包括面板，无论是玻璃、金属、石材、混凝土或GRFC;骨架，以及将墙板固定于结构并传递水平荷载的埋件;板或单元体之间的接缝。另外墙体与基础，与屋面，与其他相邻部位的连接部分，连同洞口都很重要。不同的系统会带来不同的问题，每个相关设计人员设计职责也不相同。建筑物越高，材料越脆以及越重，所存在的安全隐患就越严重。其中渗漏水问题应该是影响耐久性的关键性因素[4]。
常见的渗漏水原因主要由下面几个方面引起：
(1) 建筑师、承包商、分包商、技术顾问没有充分理解防水处理的设计原理;
(2) 防水设计没有被施工人员或承包商充分理解，彼此缺乏交流、沟通;
(3) 没有通过加工图纸和组装图，检测和施工监督对设计进行核查;
(4) 各参与方缺乏协调合作。
正确的系统防水设计概念除了将水隔离在墙体以外的同时，需要考虑漏气、保温、防结露、适应结构相对位移等方面影响。所以系统耐久性的提高有耐于高品质的设计、构件、装配、安装、以及各部分的通力合作。要达到百年的设计寿命，除了材料本事的耐久性、科学合理的设计系统，最为关键的因素是完善的检测体系，包括立面幕墙制作、施工过程中以及幕墙系统服役阶段持续检测，要有可维护设计的概念。
5.2 铜钣金系统
面板没有接缝的系统，是阻止室外水进入幕墙系统最好的设计思路之一，也是避免水腐蚀内部构件最好的策略之一。这就是钣金系统的出发点。在百度上搜索“钣金”，一种加工工艺，钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义。根据国外某专业期刊上的一则定义，可以将其定义为：钣金是针对金属薄板(通常在6mm以下)一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、铆接、拼接、成型(如汽车车身)等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。
宗教文化建筑的金属立面通常采用2mm左右铜板或不锈钢板（词条“不锈钢板”由行业大百科提供）挂接在内部钢架上的结构形式，通过手工锻制、折弯等方式分块制作文化宗教特定的艺术外形，通过焊接方式连成整体，外表面根据颜色要求喷涂金属氟碳漆。
钣金系统的总体结构由内部主结构、副支架（词条“支架”由行业大百科提供）和铜壁板(或者不锈钢壁板)组成，如图3所示。
(1) 壁板结构
由于2mm左右的铜板(不锈钢板)的刚度较小，在荷载作用下表面形状易于变形，需要在不锈钢内侧增加型面钢架来提高刚度，所以外铜皮和型面钢架共同组成壁板结构。
铜外皮与型面钢架之间采用种钉组件连接，是通过电容式储能螺柱焊机通过瞬间强电流产生高热，将焊接螺柱牢固焊接在不锈钢板上，是一种高效、全断面融合的特种焊接工艺，焊接不会引起不锈钢外表面的焊接变形和焊接痕迹。
(1) 主体钢架结构
主体钢结构用于承载壁板的自重及各种外部载荷，均匀分布到内部主体混凝土结构或钢结构上。如果铜表皮与内部混凝土结构之间距离小于2米，就在混凝土结构中预留钢的预埋件用于壁板连接，不布置主体钢架。
(2) 副支架结构
利用副支架将一块块的壁板连接到副钢架上，实现悬挂承载方式，同时将壁板承受的载荷传递给主体钢架。副支架的一端焊接在壁板的型面钢架上，另一端通过连接板焊接在主钢架上，副支架的布置有水平向和斜向两种形式，每块壁板上水平向和斜向交错布置使得每两根副支架和壁板之间形成三角形的稳定结构。
5.3项目制作流程
项目的制作、安装主要包括1:10模型制作、模型数据采集及处理、主体结构设计制作与现场安装、壁板设计制作和现场安装、副支架现场安装、整体修饰、表面抛光，表面涂装等工艺过程。由于篇幅限制，施工安装的流程另文说明。
5.4 维护和维修
项目完成后服役阶段因受各种环境的影响，可能会产生一定的缺陷和故障，为保证神像的长期供奉，需定期对表皮进行检查维护，发现问题及时维修，检查维护的主要内容及主要维修方法如下：
(1)项目表面及内部钢结构的防腐涂层：如发现起皮（词条“起皮”由行业大百科提供）、老化或脱落需清洗后重新按原方法原材料涂刷防腐涂料。
(2)项目内部的焊缝：如发现裂纹则需补焊维修，如裂纹较大或较多则需根据实际情况制定可行的维修方案进行维修。
5.5 小结
铜钣金工艺的特点，可以形成复杂的神像曲面造型;可以通过焊接实现无缝的表面，达到建筑师希望的效果;复杂的几何形状在工厂加工，精度（词条“精度”由行业大百科提供）有保证;重量较轻，对主体结构影响小;运输和吊装方便表面涂装工艺成熟，耐候性好;可以通过后期维护保持外观效果。具有相当的应用前景。
6 总结
随着文化建筑的兴起，铜作为一个重要历史和自然元素在建筑的历史舞台上注定要大放异彩，而钣金工艺的系统设计制作日益完善和成熟，铜表面的处理技术也在不断创新，是解决建筑立面耐久和防腐蚀设计的新思路。同样，我们也可以考虑针对薄型铝板和不锈钢板采用钣金工艺设计来突破常规，期待本文能抛砖引玉，带动整个建筑表皮的创新，为行业发展做出贡献。
参考文献
[1] 技术手册the copper book for architecture ，outokumpu公司，2013
[2] 相关资料金星铜集团提供，2015
[3] 部分资料上海交通大学材料研究所提供，2015
[4] 《外墙设计》，(美)达林 布劳克，2007
[5] 航天晨光集团公司提供部分项目案例，2015
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