건축금속

Architectural metals
성 로랑티우스 교회의 구리 벨프리, 바드 노에나흐르 아흐르바일레르

건축 목적으로 사용되는 금속에는 납, 수도관, 지붕 및 창문, 주석판으로 형성된 주석, 지붕 및 장식을 포함한 다양한 용도의 아연, 구리 및 알루미늄, 주철 또는 연철 형태의 구조 및 기타 용도를 가진 철 등이 포함된다. 건축에 사용되는 금속 합금은 청동(주로 구리 및 주석), 황동(구리 및 아연), 니켈과 니켈 은(주로 니켈과 구리로 구성되는 모넬 금속 및 니켈 은), 니켈과 크롬의 중요한 성분을 가진 스테인리스강을 포함한다.

금속활자

이끌다

납의 낮은 용해점은 인류 역사 전반에 걸쳐 광범위한 사용을 허용했다. 납은 건축 목적으로 판금속으로 만들어진 최초의 것 중 하나이다.[1] 수도관은 19세기 후반에 그것의 건강상의 위험이 널리 알려지기 전까지 납으로 종종 건설되었다.

납은 녹의 영향을 받지 않으며 수세기 동안 지붕재, 번쩍임, 내터, 다운스페이스, 도체 헤드 등에 사용되어 왔다. 리드는 가파른 지붕이 크리프를 경험했기 때문에 저음의 지붕에 가장 적합했다. 대서양 중기 주와 같이 기온 변동이 큰 지역의 납 지붕은 피로라고 불리는 지속적인 팽창과 수축으로 인해 악화를 겪었다. 19세기부터, "테른" 또는 "테네플레이트"라고 불리는 지붕 재료가 사용되었는데, 납주금 합금으로 코팅된 판철이나 판철로 구성되어 있다. 그것은 종종 양철판과 혼동된다.[2]

납은 또한 스카이라이트나 스테인드글라스의 창문 판에도 자주 사용되었다. 그것은 또한 조각의 작은 조각과 정원 장식에도 사용되었다. 납은 페인트에 자주 첨가되었는데, 붉은 납은 철의 부식 방지 색소로, 흰색 납은 목조 가옥의 페인트로 사용되었다. 납 기반 페인트는 보호 외부 코팅으로 개발된 가장 내구성이 강한 재료 중 하나였다. 납 중독의 우려 때문에 대부분의 건물에서 납 페인트 사용이 제한되었다.

주석

주석 자체는 건축목적으로 사용하기에는 너무 부드러워서 일반적으로 구리와 같은 다른 금속과의 주석 합금, 그리고 주석 도금 철이나 강철과 같은 단단한 금속들에 주석 코팅의 두 가지 범주로 나뉜다. 건축용 동전은 일반적으로 구리 90%와 주석 10%를 함유하고 있지만 내용은 매우 다양하다. '주름 천장'이라는 용어는 잘못 표기된 것으로 초기 제조사는 이 명칭을 사용하지 않았다. 그러나 판금일을 하는 사람을 틴스미스라고 불렀으니 이 칭호에서 이 용어가 생겨날 수도 있었을 것이다.[3]

틴플레이트는 철판이나 주석을 입힌 강철로 구성된 건축 재료의 일종이었다. 양철판의 일종인 "틴 지붕"은 원래 갑옷에 사용되었지만 결국 지붕 재료로 사용되었다. 양철판은 장식용 창문, 문의 보풀, 도장 천장 등 장식용으로도 사용되었다. 양철판으로 만든 장식용 스탬프 금속은 석고공사의 적당한 대안이었다. 오늘날에도 천장, 지붕, 점멸에 여전히 주석판이 사용 가능하지만, 아스팔트 판지 또는 빌트업 지붕과 같은 일반적인 현대식 지붕의 경우보다 초기 비용이 더 많이 들기 때문에 일반적으로 비싼 것으로 간주된다. 잘 정비된 양철판 지붕이나 천장은 일반적으로 현대적인 재료보다 몇 배나 더 오래 지속되며, 더 긴 수명을 고려할 때 더 경제적이다.[4]

아연

순수 아연은 벨기에, 프랑스, 독일에서 지붕을 만드는데 사용되었는데, 그곳에서 그것은 더 비싼 구리를 대체하고 지붕을 만드는데 납을 사용했다. 1820년대부터 벨기에판 아연이 미국 내에서 수입되었는데, 뉴욕시 등의 건설업자들이 사용하였다. 순수한 아연은 보통 온도에서 소름이 끼치기 쉽다.

아연 코팅 금속은 1837년 M에 의해 별도로 특허를 받았다. 프랑스의 소렐과 영국의 H. W. 크로포드. 그 방법들은 아연으로 철판을 코팅하는 "핫 디핑" 과정을 채택했다. 1839년까지 "갈바니드" 판철 지붕이 뉴욕시에서 사용되고 있었다. 맨해튼에 있는 머천더 거래소는 아연도금 지붕과 아연도금 내터를 모두 갖춘 최초의 건물 중 하나이다. 일부 아연도금 판지 지붕은 빅토리아 시대에 인기 있는 기술인 디자인으로 압박되었다.[5]

아연은 또한 1832년 독일과 오스트리아에서 조각과 장식적인 요소들을 위해 주조되었다. 장식적인 건축 요소들은 아연이 쉽게 성형되고, 돌에 비해 가격이 저렴하며, 더 비싼 금속을 모방하기 위해 칠할 수 있었기 때문에 종종 아연에 주조되었다. 도장을 찍은 스와그, 로제트, 플뢰르데리스, 아칸투스 잎은 19세기 후반까지 외관과 내부를 장식하는 데 인기 있는 장식품을 제공했다.[6]

산화아연 페인트는 독성이 없고 오염에 내성이 있었다. 그들은 1850년경 미국에서 상업적으로 성공하고 쉽게 구할 수 있게 되었고 1870년대경부터 널리 사용되었다. 그들은 철과 강철에 좋은 녹 억제제가 된다는 추가적인 이점을 가지고 있었다.

20세기 초 수십 년 동안, 순수 아연 지붕과 장식품의 사용은 미국에서 감소하였다. 지금은 건축자재에 순수 형태(99.95%)로 인기를 끌고 있다. 전형적으로 건축용 등급 아연은 99.995% 순수 아연에 티타늄 미량 함유로 열팽창 계수를 줄이고 인장강도 및 경도를 개선하며 구리는 작업성을 향상시킨다.[7] 정확한 합금 조성은 제조업체의 적용을 받으며 아연의 최종 패티나에서 색 결정 요인이다. 시간이 지남에 따라 아연은 빛나는 은에서 무광의 블루시 그레이로 변하면서 독특한 파티나를 발달시킨다. 일부 제조업체에서는 자연적인 패팅 프로세스를 촉진하기 위해 사전 패팅된 마감재를 사용할 수 있다. 아연은 여전히 놋쇠나 니켈 은과 같은 합금과 강철의 전기 도금에도 사용된다. 오늘날, 아연도금강과 순수한 아연 재료, 대개 이중 잠금 스탠딩 심 패널은 다양한 건물의 지붕을 만드는 데 사용된다. 크리프는 북아메리카에서 구할 수 있는 대부분의 건축용 아연에 티타늄이 도입됨으로써 줄어들었다. 아연도금 못과 판금관도 흔하다.

건축용 아연은 90~95% 재활용된다. 대체 비용은 아연 지붕의 경우 80~100년, 벽 시스템의 경우 200~300년의 긴 수명으로 무시할 수 있다.[8] 이 장수 내구성은 내구성의 핵심 요소다. 사용 수명을 다하면 아연 건축물은 화학적 또는 물리적 성질에 손실 없이 무한정 재활용할 수 있다. 건축용 아연의 사용은 높은 재활용 함량과 지속가능성으로 인해 건축물이 LEED 인증 자격을 얻는 데 도움을 줄 수 있다.

구리와 그 합금

주요 기사: 건축의 구리

구리는 매우 내구성이 강한 금속으로, 다양한 종류의 구리 탄산염, 황산염, 황산염, 염화물로 이루어진 푸르스름한 녹색의 파티나를 형성할 때 부식이 있다. 지붕으로 사용하는 판 구리는 나무 판자보다 가볍고 슬레이트, 타일, 납보다 훨씬 가볍다. 지붕 구리는 방수 솔기로 쉽게 접거나 큐폴라와 돔을 위한 곡선 골조 위에 형성될 수 있다.

구리의 초기 비용은 전통적으로 높았지만, 그것의 서비스 기간은 가격을 보상하는 것보다 더 길었다. 구리는 또한 굴뚝 주위의 굴곡과 각도로 형성될 수 있고 지붕 가장자리와 기숙사에서도 형성될 수 있다. 시트 구리와 함께 사용되는 모든 못, 나사, 볼트 및 클릿은 구리 또는 구리 합금으로 제작되어야 하며 그렇지 않으면 이종 금속들 사이의 갈바닉 작용이 일어나 열화를 일으킬 수 있다.[9]

구리는 건축 장신구, 측면, 천장 또는 조각품 등 장식용으로도 사용되었다. 한 유명한 예는 자유의 여신상이다.

건축에 사용되는 구리 합금은 구리와 주석의 합금인 청동과 구리와 아연의 합금인 황동을 포함한다.

니켈과 그 합금

다소 드물기는 하지만 건축 디테일을 도금하는 데 니켈이 사용되어 왔다. 니켈은 합금 형태의 구성품에 가장 많이 사용된다. 니켈 은, 모넬 금속, 스테인리스 스틸 등.

니켈 은은 원래 제1차 세계 대전까지 "독일 실버"라고 불렸다. 그것은 "흰 황동"이라고 불렸지만 아마도 "니켈 황동"이라고 불려야 할 것이다. 왜냐하면 그것은 일반적으로 구리 75%, 니켈 20%, 아연 5%를 함유하고 있기 때문이다. 백분율이 다르면 은백색, 노란색, 약간 파란색, 녹색 또는 분홍색을 포함한 다양한 색상이 나타난다. 니켈 은 하드웨어는 현대 예술 데코와 우울증 시대에 미국에서 인기가 있었다. 건축가와 설계자들은 니켈은 적절한 마감재를 사용하고 유지할 수 있고 부식에 저항할 수 있기 때문에 선호했다.[10]

모넬 금속은 대략 3분의 2 니켈과 3분의 1 구리의 합금이다. 색상은 백금과 비슷하다. 모넬은 현재의 스테인리스 스틸 사용의 많은 부분을 개척했다. 모넬의 첫 번째 건축 용도는 1909년 뉴욕 시에 있는 펜실베니아 철도 터미널의 지붕을 만드는 것이었다. 1936년 5번가와 42번가의 뉴욕시 공공도서관의 구리 지붕을 모넬 금속 지붕으로 교체하였다. 지붕재로서의 장점으로는 제자리에 브레이징, 용접 또는 납땜하여 물샐틈없는 연속 커버를 제공할 수 있다는 점이 있다. 모넬은 아트 데코 시대에 인기가 있었다. 제2차 세계 대전 동안 다량의 니켈과 구리가 전쟁 노력에 전용되었고, 모넬의 공급은 크게 줄었다. 전쟁 이후, 스테인리스강과 알루미늄은 생산비용이 낮기 때문에 모넬을 대체했다.[11]

철과 그 합금

철은 중요한 건축 구성 요소가 되었다. 그것은 연철, 주철, 판철, 강철의 네 가지 일반적인 형태로 사용되어 왔다.[12]

연철은 18세기부터 작은 구조와 장식적인 요소들에 사용되었다. 19세기 중반까지 건물에서 연철 사용은 일반적으로 타이 로드, 끈, 못, 철물 등의 작은 물건이나 발코니, 난간 울타리, 대문 등의 장식적인 철공예에 한정되었다. 1850년경 철제 제철소가 레일, 전구차, 그리고 결국 I빔을 굴리기 시작하면서 그것의 구조적 용도는 더욱 널리 퍼지게 되었다. 장식용 발코니나 철물 등 장식용으로도 쓰였다. 연철은 수제철이기 때문에 두 조각이 같은 것은 없다.

주철은 산업혁명의 주요 19세기 건축자재였다. 비록 깨지기 쉽지만, 그것은 압축에 현저하게 강하다. 그것은 기둥, 건물 전선, 돔, 가벼운 코트와 같은 구조적인 목적으로 자주 사용되었다. 장식용으로는 계단, 엘리베이터, 인텔, 그릴, 베란다, 발코니, 난간, 울타리, 가로등, 무덤 등이 있다. 브래드베리 빌딩은 광범위한 장식용 주철의 예다. 오늘날 주철은 신축공사에서 배관설비 및 배관에 사용되고 있으며, 역사적 보존 관행을 통해 구조 및 장식용도 가끔 사용되고 있다.

판철은 부식 속도가 빨라 녹이 슬 수 있다. 비록 판철 지붕이 어떻게 널리 퍼지게 되었는지는 분명하지 않지만, 판철은 19세기 내내 사용되었다. 천장에 쓰이는 압착 장식용 판철은 흔히 '주석 천장'이라고 불리는데, 실제로는 녹슬지 않도록 녹은 깡통에 담근 철판이었다.

철강은 19세기 말에 건설업에 도입되었다. 19세기 중반의 구조용 강철의 개발은 높은 빌딩의 건설을 가능하게 했다. 건설업자와 제조업체는 강철로 돌아섰는데, 강철은 압축에서는 주철보다 강했고, 장력에서는 연철보다 강했다. 1856년 영국에서 베세머 공정이 개발되고, 오픈히트 공정이 발명되자, 경제성이 있는 양으로 철강이 생산되었다. 교량, 철도 회사, 초고층 빌딩은 구조용 강철을 처음으로 대규모로 사용한 것에 속한다. 철과 강철은 가연성은 없지만 열로부터 보호받지 못하면 화재에 힘이 빠진다. 거의 모든 구조용 강철은 어떤 식으로든 "방화"되어야 하며, 테라코타, 타일, 석고 도금 콘크리트, 분무 콘크리트 또는 분무 단열재를 활용해야 한다. 철근콘크리트라고도 불리는 페로콘크리트는 콘크리트에 철사가 추가되면서 19세기 후반에 개발되었다.

건물에서 사용되는 장식용 강철은 다음과 같다.

  • 1903년과 1912년 사이에 개발된 크롬 니켈강인 스테인리스강. 그것의 가장 중요한 특성은 부식에 대한 저항성이다. 약 18%의 크롬과 8~12%의 니켈을 함유하고 있다. 스테인리스강은 가격이 비싸 주로 비구조적 금속으로 사용되거나 부식 가능성이 높은 곳에 사용됐다. 스테인리스강의 가장 광범위한 초기 용도 중 하나는 크라이슬러 빌딩에 있었다.
  • 구리 함유 강재는 구리 함유량이 .15%에서 .25%로 일반 강재에 비해 방호산화물 코팅을 형성해 대기 부식에 대한 내성이 높아지며 균일한 진한 갈색과 질감이 특징이다. Eero Saarinen은 1964년에 Diere and Company 빌딩에서 이 재료로 실험을 했다.

알루미늄

구리와 마찬가지로 알루미늄은 부식에 대한 내성이 강하다. 강도에 견줄 만한 강철보다 세 번째 라이터라는 이점도 더했다. 알루미늄은 또한 쉽고 반복적으로 재활용될 수 있다. 1880년 이후 생산된 것으로 추정되는 9억 톤의 알루미늄 중 3/4가 여전히 생산적인 용도로 사용되고 있으며, 이 중 35%가 건축 공사 중인 것으로 추정된다.[13]

알루미늄은 20세기 초까지 일반적인 건축 용도로 합리적인 비용이나 충분한 양으로 사용할 수 없었다. 주로 장식적인 디테일을 위해 1920년대에 알루미늄의 건축적 사용이 증가했다. 지붕, 번쩍임, 내터, 다운스프레스, 벽 패널, 스판드렐 등에 사용되었다. 아트 데코는 장식용으로 자주 사용되는 알루미늄을 디자인한다. 건설에 알루미늄을 처음으로 광범위하게 사용한 것은 엠파이어 스테이트 빌딩이었는데, 이 빌딩의 전체 부분은 알루미늄이며, 출입구, 엘리베이터 문, 장식 트림, 그리고 6,000여 개의 창문 스판드렐과 같은 많은 장식적인 특징들이 있다. 오늘날 알루미늄은 주요 구조 부재를 제외하고 건설에 자주 사용된다.[14]

참고 항목

참조

  1. ^ Simpson, Pamela H. (1999). Cheap, Quick, & Easy: Imitative Architectural Materials, 1870-1930. Knoxville: University of Tennessee Press. p. 31. ISBN 978-1-62190-157-0.
  2. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 8-11.
  3. ^ Staveteig, Kaaren R. "Historic Decorative Metal Ceilings and Walls: Use, Repair, and Replacement" (PDF). Preservation Briefs (49): 1.
  4. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 12-13.
  5. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 15-21.
  6. ^ Simpson, Pamela H. (28 January 2015). Cheap, Quick, & Easy: Imitative Architectural Materials, 1870-1930. Knoxville: University of Tennessee Press. p. 35. ISBN 978-1-62190-157-0.
  7. ^ Evans, Layne. "Architectural Zinc: From Gray to Green". construction.com. McGraw Hill Construction. Retrieved 20 August 2014.
  8. ^ "Zinc". www.metaltech-usa.com. Archived from the original on 11 October 2014. Retrieved 20 August 2014.
  9. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 22-34.
  10. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 35.
  11. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 35-40.
  12. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 42-83.
  13. ^ "Global Metal Flow". Aluminium for Future Generations. Retrieved 2014-08-15.
  14. ^ 게일 & 와이트(1980), 페이지 84-88.

원천

  • 게일, 마고 앤 와이트, 존 G. (1980), 미국 역사 건물의 금속: 사용 및 보존 치료, 워싱턴: 미국 내무부, 문화유산 보존 및 레크리에이션부.