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人类文明的发展与金属材料的运用密切相关，金属材料的生产和使用极大地推进了人类社会的进步及经济的发展。人类社会先后经历了“铜器时代”“铁器时代”的洗礼，逐步迈入“轻金属时代”。
金属材料已广泛运用于景观设计中，它在园林景观的墙体、构筑物和小品上经常使用，能产生高科技和未来感。
金属材料的发展史，从金➝铜➝铁、锌➝钢铁➝金属与数字技术，如图 2.35 所示。
图 2.35 金属材料发展简史示意图
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。本书中主要指在景观工程构筑中应用的纯金属或合金，它们主要通过热熔后浇筑的方式来塑造各种不规则造型，如塑造雕塑等。
金属材料通常分为钢铁材料、有色金属材料和其他合金金属及特殊工艺的金属材料，如图 2.36 所示。
图 2.36 金属材料分类图
金属材料具有以下特征：
①表面具有金属所特有的色彩，具有良好的反射能力和不透明性，且具有金属特有的光泽。
②具有优良的力学性能：金属材料的强度、熔点、刚度和韧性较高。正是由于金属材料具有优良的力学性能，才能作为工程结构的材料而被广泛应用。
③具有优良的加工性能：金属材料可通过锻造、铸造等成型，也可通过深冲加工成型，还可进行各种切削加工，同时还可以进行焊接性连接装配，所以金属材料的加工性能良好，易造型。
④具有良好的导电、导热性能：金属具有良好的导电性和导热性，是电与热的良导体。
⑤可制成金属合金：金属可以与其他金属或非金属元素在熔融态下形成合金，制成金属间化合物以改善金属的性能。合金可根据添加元素的多少，分为二元合金、三元合金等。
⑥金属的氧化、腐蚀：金属材料具有易腐蚀的特性，除贵金属之外，绝大多数的金属易于氧化生锈，产生腐蚀。
⑦具有良好的表面工艺性：在金属的表面上可以进行各种装饰工艺，从而获得理想的质感。如利用切削精加工，能得到不同的肌理质感效果；又如镀铬抛光的镜面效果，给人以华贵的感觉；而镀铬喷砂后的表面成微粒肌理，产生自然温和雅致的灰白色，且手感好；另外，在金属表面上进行涂装、电镀、金属氧化着色，可获得各种色彩，做成装饰性工业产品。
铁是一种高强度、高密度的金属，用于建造人工环境中最耐久的一部分。
铸铁是通过铸造成型的，经常用作井盖、水渠等地面开口的覆盖物，承担繁重的交通负荷。铺装区域的树池也是我们熟悉的铸铁构件，如图 2.37（a）、图 2.37（b）所示。锻铁是经过锻打成型来制作各种构件的，如锻铁栏杆[图 2.37（c）]、景观小品（如图 2.38）等。
图 2.37 铸铁构件图
图 2.38 铸铁雕塑图
钢在景观中的用途广泛，常用作座椅和长凳的扶手、护栏和矮柱。钢筋则可以为混凝土提供抗拉强度（图 2.39）。
该材料的加工方法常有抛光（镜面）、拉丝、网纹、蚀刻、电解着色、涂层着色等，也可轧制、冲孔成各种凹凸花纹、穿孔板，可以运用于重要的景观部位。
图 2.39 揽翠阁金属栏杆（刘家琨作品）
耐候钢会带来种丰富、温暖的红棕色。
为追求钢板自然锈蚀的效果，将未处理的钢板直接用于室外，则钢板在大气环境中表层会逐渐氧化变色，形成特殊的效果。在园林景观中，耐候钢板可用于景墙、雕塑、特色小品等，体现了现代工业感及历史感（图 2.40、图 2.41、图 2.42）。
图 2.40 北京798艺术中心
图 2.41 成都音乐公园小品
图 2.42青海朱育帆设计的原子城
（1）型材（表 2.3）
表 2.3 型材的分类
钢结构中的元件是型钢及钢板。型钢的定义是指具有确定断面形状且长度和截面周长之比相当大的直条钢材。钢结构构件一般宜直接选用型钢，这样可减少制造工作量，降低造价。型钢尺寸不合适或者构件很大时则用钢板制作。景观中的型钢应用：大型型钢可以用于亭、廊、桥等景观构筑的结构，如梁、柱、檩等；小型型钢可以用做栏杆扶手和景墙、屏障。型钢构件之间可直接连接或附以连接钢板进行连接，连接方式有铆接、螺栓接和焊接。型钢中常用的几类是角钢、圆钢、工字钢。
角钢（图 2.43）是指两边互相垂直成角形的长条钢材。分为等边角钢和不等边角钢。等边角钢的规格以边宽×边宽×边厚表示（单位：mm），如“∠230 × 30 × 3”。也可用型号表示，型号是边宽的厘米数，如∠3#。通常生产的等边角钢的规格为2#~20#。角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。圆钢是指截面为圆形的实心长条钢材。其规格以直径的毫米数表示，如“50”即表示直径为 50 mm的圆钢。热轧圆钢的规格为 5.5~250 mm。而直径在 6.5~9.0 mm的小圆钢称为线材，常用作拉拔钢丝的原料。目前用量最大、使用最广的线材是低碳热轧圆盘条，盘条的公称直径有 5.5 mm、6.0mm、6.5 mm、7.0 mm、8.0 mm、9.0 mm。11.0 mm，12.0 mm，13.0 mm，14.0 mm等。
工字钢也称为钢梁，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢（图 2.44）广泛用于各种建筑结构。它分普通工字钢、轻型工字钢和H型钢 3 种。普通工字钢和轻型工字钢的规格用腰高×腿宽×腰厚的毫米数表示，如“普工 160 × 88 × 6”“轻工 160 × 81 × 5”。
普通工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如普工 16#。热轧普通工字钢的规格为 10#~63#，H型钢是一种比工字钢截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因此广泛应用于大跨度的钢结构。
（2）板材（表 2.4）
钢板的定义是指厚度与宽度、长度比相差较大的平板钢材。钢板在景观中的使用是最为广泛的，不仅可以用做各种景观界面，如墙体，铺装和顶棚。也可以用做景观小品，如花池、水池、家具等，此外，精美加工的板材还可以作为装饰部件。选择钢板的时候，材质和厚度都是非常重要的因素。材质不同，用到的地方也不同，因此钢板的选择很大程度上是按照材质来分，如景观中常用的不锈钢板、花纹钢板、耐候钢板等。再者，虽然钢板按照厚度大致分为 3类，但是不同材质的钢板的厚度也是有范围的，如花纹钢板一般是厚 2.5~8 mm，不锈钢板则分为厚度 0.02~4 mm的薄冷板和 1.5~100 mm的中厚板。景观中的一般使用薄板不锈钢，常用的厚度为 0.2~20 mm。
表 2.4 钢板的分类
（3）钢筋
钢筋（图 2.45）：主要用于钢筋混凝土，也可做栏杆、宾格石笼等。截面形式有圆形、方形和多边形。其中圆形最常用，又分为光圆和变形钢筋，它们又分别称为冷拔钢筋和热轧钢筋（也称螺纹钢筋）。光圆钢筋的直径为 6.5~12 mm时，大多数卷成盘条，12~40 mm时，做直条。变形钢筋常采用的直径为 8 mm、12 mm、16 mm、20 mm、25 mm、32 mm、40 mm。冷拉钢筋是钢筋在经冷拉并产生一定的塑性变形后，其屈服强度、硬度提高，而塑性韧性有所降低，这种现象称为冷加工强化，对承受冲击和振动荷载的结构不允许使用冷拉钢筋。
（4）管材（表 2.5）
表 2.5 管材的分类
钢管（图 2.46）是中空的棒状钢材。钢管的规格一般都是用钢管的外径、壁厚和长度来表示，单位一般都是用mm。例如，Φ20 × 2.0 × 4 000 就是外径 20 mm、壁厚为 2 mm、长度为4 000 mm的钢管。大型钢管用于铺设管道，中型钢管可以作为钢结构的受力构件，如桁架结构，圆钢管桁架外形美观、轻巧，特别适用于对透视要求较高的高架桥及城市景观桥梁中。也可用于廊架、亭子、植物攀缘架等构筑物的结构件，或用于街道家具，如庭院灯柱、标示牌、坐凳等。小型钢管可用于装饰性部件，如栏杆的栏板可选用Φ20 的钢管。
（5）钢丝
钢丝（表 2.6）钢材经冷拉加工而得的直径小于 8 mm（大多数情况下小于 4 mm）的钢材产品。钢丝在景观中可以单独使用，编织成钢网屏障，也可以和型钢搭配成栏杆扶手、围栏，或是用于景观小品、雕塑等。景观中常用 2.5~5 mm规格的钢丝，常用的材质有Q235 钢材和不锈钢。
表 2.6 钢丝的分类
图 2.43 角钢
图 2.44 工字钢
图 2.45 钢筋
图 2.46 钢管
铝是强度低、塑性好的金属。除部分纯铝外，为了提高强度及综合性能，也可在铝中加入其他合金元素，配成合金，能使其组织结构和性能发生改变，使其适宜用作各种加工材料或零件铸造。经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅、锰等。
铝的延展性很好，可以耐受明显的变形而不断裂，而且能够抗腐蚀。
在景观设计中，铝多用于制作户外家具，包括长椅、矮柱、旗杆、格棚等。
铝及铝合金是常用的现代材料。作为现代十分流行的新型、高档的装饰材料，铝及铝合金装饰板由铝合金板材经工艺加工制成，装饰板表面经加工处理而获得各种色彩及肌理，以其特有的光泽及质感丰富着现代城市环境艺术词汇[图 2.47、图 2.48（a）—（c）]。
图 2.47 铝合金产品图
图 2.48 铝合金建筑
哈佛三杰之一的艾科伯在自己洛杉矶的住所完成的场地设计被认为是展现新材料——铝材最富想象力的代表作，如图 2.49 所示。艾科伯还将加工成各种形式和不同色彩的铝材用于帐篷、建筑小品和百叶窗甚至喷泉的设计中，实现了他对人造空间所寄予的理想和利用新材料设计的追求。
图 2.49 铝合金雕塑
铜是紫红色金属，铜材较软，易加工，可制成管、棒、线、带以及箔等型材。
铜是一种古老的建筑材料，被广泛应用于建筑装饰及各种零部件。在传统建筑中，铜材还用作高档的装饰材料。铜构件之间的连接方法，同其他金属构件一样，可以有焊接、螺钉或螺栓、铆接等方法。
铜以加工方式分，主要有铸铜与锻铜；以色泽分，可分为黄铜、红铜、紫铜、白铜和青铜等。
铜具有很多优秀的物理和化学性质。铜导电性导热性好，化学稳定性好，抗张拉强度大，易延展、易塑型、易熔焊、耐腐蚀；铜不需要特殊维护，并且具有抑制细菌的作用。
铜还具有其他材料无法比拟的美学特征。铜在其自然氧化的过程中会随时间推移呈现不同色彩变化，从金黄色到紫红色，再到茶褐色，直至最终的水绿色，铜的独特色彩语言赋予建筑更为直观可触的历史感。
青铜一直被认为是适合铸造室外雕塑的金属，如图 2.50 所示。在景观中，它的用途与铸铁类似，如运用于树池、水槽、排水渠盖、井盖、灯柱等处，但是青铜在景观要素的价格中较高。
图 2.50 铸铜雕塑
金属钛在自然界中存量位居第四，仅次于铁、铝、镁，大大超过铜、镍、铅、锌的储量总和。钛最早应用于航天航空和军工领域，而日本人则首次将钛材应用于建筑材料。
钛的颜色可以在数年内保持不变，经过电荷处理的钛则可以逐渐出现银色、金色、蓝色或紫色，电压不同，色调也不相同。
阿布扎比机场就使用了钛，且用量近百吨。该机场是世界上第一个用钛作为建筑结构材料的应用范例，如图 2.51 所示。
图 2.51 金属钛及钛在阿布扎比机场的应用
穿孔金属板：该材料是以各种金属板材为原料，通过冲孔机械将板材局部打出各种孔洞，形成特殊的质感和肌理。在景观设计上可用来制作特色小品及室外设备的装饰挡板，如图2.52所示。
图 2.52 上海世博主题馆
金属丝网：该材料是把金属进行编织所形成的网状材料，具有不同于玻璃的朦胧透视感，并反射出一种金属的光泽。使用的金属包括未经处理的铁、镀锌钢、不锈钢、高强度耐腐蚀铬镍钢、铝、青铜、红铜、黄铜、锡等。金属丝网的稳定性较高，在大面积使用时不需用连接工具也没有接缝。在景观设计中，该材料可用于构筑物的立面、内部隔断中，如图 2.53 所示。
图 2.53 同济大学C楼
凹凸花纹金属板是采用铸造、冲压等工艺，制造出金属板表面的凹凸花纹。它在建筑上常用作防滑、耐磨的地面材料；在景观上，既可作为地面铺装材料，也可作为构筑物的饰面材料。
苏州园融广场的部分铺地就是由凹凸花纹金属板来表现，具有工业化的特殊肌理效果，如图 2.54 所示。
图 2.54 凹凸花纹金属板示意图
金属波纹涵管也称金属波纹管涵、波纹管涵、波纹涵管或钢制波纹涵管，是指铺埋在公路、铁路下面的涵洞所采用的螺纹波纹管。它是由波形金属板卷制成或用半圆波形钢片拼制成的圆形波纹管，广泛应用于公路、铁路、小桥、通道、挡土墙以及各种矿场、巷道挡墙支护等工程中的涵洞（管）中，如图 2.55 和图 2.56 所示。
金属波纹涵管的特点如下：
①工程实际造价比同类跨径的桥、涵洞低。
②施工工期短，主要为拼装施工。
③采用标准化设计、生产，设计简单，生产周期短。
④生产不受环境影响，进行集中工厂化生产，有利降低成本，控制质量。
⑤现场安装不需使用大型设备，方便安装。
⑥减少了水泥、块片石或碎石、砂等的用量，有利于环保。
⑦有利于改善软土、膨胀土、湿陷性黄土等特殊地基结构物具有的不均匀沉降问题，提高了公路服务性能，减少了工后养护成本。
⑧解决了北方寒冷地区（霜冻）对桥梁混凝土结构的破坏。
图 2.55 金属波纹管
图 2.56 金属波纹管涵洞