微孔冲孔(建筑材料之穿孔铝板)

Posted 2023-05-26

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微孔冲孔(建筑材料之穿孔铝板)

穿孔铝板指用纯铝或铝合金材料通过压力加工制成(剪切或锯切)的获得横断面为矩形，厚度均匀的矩形材料。

其实就是打了孔的金属铝板，又名冲孔铝板、穿孔金属板、穿孔筛网。

穿孔铝板是一种降低噪音并兼有装饰作用的新材料。

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材料性能以及特征

Performance

① 历久弥新，耐高温、耐腐蚀、防火、防潮、防震、化学稳定性好，哪怕是经受日晒雨淋，穿孔铝板也照样始终如一，实用性不输大理石砖；

② 和其他金属材料相比，表面很光滑，不会有毛刺或者其他缺陷；

③ 结构轻巧、稳定，轻质铝板结合穿孔的应用减轻了材料自重，对结构承重、杆件设计的轻巧十分有利。工艺简单，安装、维修方便。

④ 可持续性，有些穿孔铝板是100%可回收的。板材是生态友好型的，可以为LEED认证做出贡献。有PVDF涂层的冲孔板对氧化和恶劣的外部条件有很强的抵抗力；

⑤ 建筑物理环境均好，穿孔铝板大大降低了玻璃的遮阳系数，将刺眼的日光过滤成漫射光，从而减少了太阳辐射对室内的影响，可以帮助创造更有利的工作环境和稳定的室内温度。通风和透光性很好，哪怕最小的孔径只有0.5mm，也能满足室内需求，最重要的是能起到防盗效果；

⑥ 视线开阔，想眺望远方时，可以左右上下移动打开，完全不会阻碍视线，还起到了护栏的保护作用；

⑦ 造型美观，设计简洁生动，可以以不同的方式穿孔，通过有规律的穿孔形成图案，实现多样化造型。立体感强，装饰效果好。

⑧ 外观更具冲击力，穿孔铝板可用于覆盖停车场，掩盖空气装置、管道系统和管道，以及创建标志。这有助于提高不同空间的视觉吸引力，同时提供天气保护和温度控制等功能优势；

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穿孔铝板类型

Category

① 穿孔铝板种类丰富

• 按合金成分分为：高纯铝板、纯铝板、合金铝板、复合铝板或者釺焊板和包铝铝板等。

• 按厚度分为：薄板（0.15mm—2.0mm）、常规板（2.0mm—6.0mm）、中板（6.0mm—25.0mm）、厚板（25mm—200mm）、五条筋花纹铝板和超厚板（>200mm）等。

• 按照冲孔技术种类可分为：图案冲孔网，成型冲孔网，重型冲孔网，特薄冲孔网，微孔冲孔网，线切冲孔网，激光冲孔网等。

受加工成本、单元自重、单元平整性等因素的影响，穿孔铝板板厚常选用1.0mm～6.0mm。

• 国际上习惯分为以下三类：

1、铝板材（铝片材）：厚度>0.2mm，200mm<宽度≤500mm，长度≤16m的铝材料；

2、铝排材（铝条材）：厚度>0.2mm，宽度≤200mm的铝材料；(随着大设备的进步，最宽可做到600mm的排材也比较多)；

3、铝箔材：厚度≤0.2mm的铝材料。

② 板型分类

板型有平板形、折板形、波浪形、锯齿形和短边折板形之分。随着穿孔率的增强，穿孔铝板的强度呈减弱趋势。板型的选择影响穿孔铝板的强度，继而影响穿孔板模块的大小、起连接作用的龙骨数量、整体效果表达等。

1、平板形

穿孔板最早是以平板型的形态出现的，因为平板型的加工工艺相对简单，应用最广泛。

• 优点：板材界面很平整，孔洞的排列更为自由，适合图案化的孔洞排列设计，视线上更为通透，利于建筑整体性的表达。

• 缺点：由于其片状的结构，其自身强度较弱，尤其是随着板块尺寸和孔隙率的增高而下降较快，可以通过增加板材的材料厚度以增加强度。因此，在设计中常常需要减少单块板材的尺寸，或者通过在背后增加支撑龙骨的数量来提高表皮的整体强度。

2、折板型

在折板型的基础上通过折叠处理而成，折叠实际上相当于大大增加了其自身的结构厚度，所以强度得到很大的提升，可以减少板块的竖向划分和分缝连接，大大减少了竖向龙骨的数量，节约了结构构件的成本。

八分园 ©CreatAR

LZ's LOVE spa / T-architects ©Minh Luu

折叠的方式主要有凹凸形和锯齿形两种，折叠的深度和角度可根据设计需要调整，不同角度的折面在不同视角下可以呈现不同的透明度变化，光影变化也更丰富，塑造出多层次的半透明氛围。

3、波浪型

在折板型的基础上通过弧形弯曲处理而成，特点和折板型相似，但波浪型穿孔板能形成更加朦胧暧昧的半透明氛围，其柔化的界面轮廓更容易融入环境。

新蒙克博物馆

③ 冲孔分类

穿孔板的孔洞大小、图案都可以根据需要进行精心的加工设计，不同大小、密度、形状的孔洞形成不同的半透明的视线效果。

冲孔按孔洞规格主要有：长方孔、方孔、菱形孔、圆孔、长圆孔、六角形孔、十字孔、三角孔、长腰孔、梅花孔、鱼鳞孔、图案孔、八字网、人字孔、五角星形孔、不规则孔、起鼓孔、异型孔、百叶孔等。

比如常熟龙湖·熙上花园售楼处的穿孔铝板经过精心设计推敲，采用十字星孔，整体渐变效果搭配泛光设计在夜晚依旧闪耀。

©UCGD有乘

里斯本科学博物馆 © Ricardo Gonçalves

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施工工艺及安装节点

Construct | Install

① 穿孔方法

常用的穿孔方法：数控冲床穿孔、冲压工艺、激光穿孔。

最常见的穿孔方法是使用CNC和组合冲床，用于大批量和重复图案。水刀或激光是创建定制穿孔和图案的理想选择，可选择多种尺寸的孔和独特的形状。

定制的穿孔图案和形状，使用毫米精度的机器和其他新的制造技术进行生产，还可以实现无限多种折叠和穿孔面板设计。

② 穿孔率和孔径

• 穿孔率是指穿孔面积范围内，穿孔孔眼的总面积占整个面积的百分数。

穿孔率是影响建筑表皮穿孔铝板单元的核心因素，是影响其视觉整体感的表达、降低建筑能耗程度的关键。

根据目前机械设备，最高穿孔率能达到60%左右，并要求穿孔板尺寸在1500*3000范围内，如果超出此范围，穿孔就需要二次定位。

穿孔铝板的穿孔率越高，对成形后的铝板平整度影响越大，检验标准要低于正常铝板的相应规定。

• 孔径是穿孔铝板单元的影响因素之一，控制冲孔的孔径、孔间距和排列方式，可影响穿孔错板表皮的视觉清晰度，创造新奇的视觉效果，结合穿孔率、板厚等因素可起到减少太阳辐射热，降低能耗的作用

最常见的是孔径为6mm，间距15mm。

③ 穿孔铝板的构造连接

• 与主体结构连接

由于金属穿孔板是板片状且一般厚度较薄因而导致其结构强度较弱，所以当被用作建筑表皮时，自身强度不足以支撑其直接跨设连接在建筑主体结构连接件间，通常需要设置龙骨作为支撑构件来固定金属穿孔板，龙骨和主体结构连接，这样便形成了“主体结构——龙骨支撑系统——金属穿板”的总体构造方式。

• 穿孔板连接与固定

穿孔板和主体结构间的连接一般采用不连续的间接连接方式，主要包括螺栓连接和铆接两种；采用连续的连接方式的主要有焊接和粘接。

现在一般多用不连续的连接方式，因为这样表皮整体结构的韧性更好，方便日后的拆卸维修和更新，根据金属材料的不同，连接方式也有区别。

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造价成本

Price

穿孔铝板的价格主要由其合金成分和铝板厚度及孔洞图案决定。

一般来说合金中贵重金属成分越高，价格越高；厚度越厚，价格越高；孔洞越复杂，价格越高。

外立面金属穿孔铝板工艺造价成本800-1000元/平（仅供参考，能不能达到这个造价成本，得打个问号）

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应用广泛

Application case

穿孔铝板因其多种多样的孔造型和不同的排列方式，造型美观的同时，装饰效果非常好，更容易帮助建筑师、设计师满足自己的设计想法和概念，给建筑物更多的风格和设计。

穿孔铝板造型美观，色泽幽雅，装饰效果好，可用于宾馆、饭店、影院、播音室等公共建筑和中高档民用建筑改善音质条件，也可用于各类车间厂房、人防地下室等作为降噪措施，成为近几年风靡装饰市场的主要产品。

应用案例：

① 外立面幕墙

重庆房地产职业学院图书馆，通过玻璃幕墙、穿孔金属板相结合，形成各立面的特色。

图书馆大屋盖的内部，采用“星空”的概念，通过疏密的变化，设计了四种图案在穿孔铝板上面，通过精心的设计布置，形成了“星云”般的图案。

所有铝板都是以2000mmX1200mm的长宽尺寸作为标准件进行拼接，其中包括四种图案的穿孔铝板与一种不开孔的实面铝板，共五种图案组成北侧屋盖内表面的图案。

四种穿孔板图案按照开孔率的疏密程度分为ABCD四种图案。在此基础上又设置了A’B’C’D’四种图案相应旋转180度的穿孔铝板，共计9种铝板进行分布。

入口穿孔铝板应用实景图 ©PH-Alpha Design

屋盖内侧顶面铝板分布 ©PH-Alpha Design

青岛·和昌海云曦岸白色穿孔铝板包裹的建筑立面部分呈现的实体感，又不完全造成光线上的遮蔽。

建筑师设计了单元式的标准渐变穿孔板模块，并且内置亮化设备。因此不论建筑内外、不论白天、夜晚，建筑都将呈现出闪闪星光的细节之感。正所谓“日月之行，若出其中，星汉灿烂，若出其里”。

渐变穿孔铝板标准单元大样图

色调光照与外部空间的相呼应，统一协调地给人强烈的艺术氛围感。

② 内部装饰

穿孔铝板可制作出各种形状，是很好的内部装饰。

比如Wutopia Lab在上海的旧工业区里用穿孔铝板创作了一个立体的青绿山水。

办公楼内部用穿孔铝板作为笔墨，用写意山水的方式把立面，景观，大堂，办公和屋顶串联起来形成一幅立体的完整连续的青绿山水长卷。

Wutopia Lab在苏州做了金属彩虹里的书店——苏州钟书阁。

苏州钟书阁 ©CreatAR

苏州钟书阁 ©胡义杰

室内的“彩虹”是由带有花瓣图案的穿孔铝板形成的。当穿孔率超过50%后，铝板在视觉上失去了金属应有的质感，多层次的铝板叠在一起，仿佛许多层次面纱。失去质感的金属最终创造了朦胧不确定的视觉效果，呈现出惊艳的效果。

③ 吊顶设计

重庆龙湖尘林间大堂顶部穿孔铝板以及配合树形投影设计，尽藏生活哲学，体验不可度量的生活仪式感。

重庆龙湖尘林间

新加坡某公寓项目，在室内设计了3种不同的的天花板吊顶设计，其中两个拱顶采用穿孔铝板设计，将太阳光线过滤成适合工作和放松的暖色光线。

©Ong Chan Hao

④ 楼梯设计

泰国K+空间建造的室外楼梯定制多孔铝制复式结构，让人与空间产生联动。

杭州运河万科中心·创新体验中心楼梯栏板采用橙色穿孔铝板，这个色彩大胆、雕塑感强烈的楼梯系统在视觉上造成了在内部支撑着漂浮着的圆形建筑的印象，并成为空间中的视觉焦点，引导人们在建筑内部上下穿行。

⑤ 阳台栏板设计

下面这个公寓的阳台创新设计，采用穿孔铝板，面板系统在交付现场时已完全制作完成，可以非常快速和简单的安装，不仅采光通风好，隐私和防坠落也能得到保障。

©Ong Chan Hao

小tips：

在为项目选择穿孔铝板时，需要注意以下几项：

1. 确定孔径，孔径是穿孔铝板单元的影响因素之一，控制冲孔的孔径、孔间距和排列方式，可影响穿孔错板表皮的视觉清晰度，创造新奇的视觉效果，结合穿孔率、板厚等因素可起到减少太阳辐射热，降低能耗的作用。

2. 确定板型，板型的选择影响穿孔铝板的强度，继而影响穿孔板模块的大小、起连接作用的龙骨数量、整体效果表达等。

3. 选择金属合金和面板厚度，当使用冲孔铝板时，金属合金将影响成品面板的整体美感。面板的厚度将取决于用的位置，更厚的面板更适合风荷载较大的环境。

4. 指定铝板细节，对于个别项目，必须决定冲孔铝板是否有边框，以及需要哪些加强筋。