铜在建筑，建筑和室内设计等相关领域赢得尊敬。 从大教堂到城堡，从家到办公室，铜被用于各种建筑元素，包括屋顶，防水板，排水沟，落水管，圆顶，尖顶，拱顶，墙面和建筑物伸缩缝。

建筑中铜的历史可以与其耐久性，耐腐蚀性，有名望的外观以及形成复杂形状的能力相关联。 几个世纪以来，工匠和设计师利用这些属性来建造美观和持久的建筑系统。

在过去的四分之一世纪，铜被设计成更广泛的建筑物，包括新的样式，各种颜色以及不同的形状和纹理。 铜包覆墙在室内和室外环境中都是现代设计元素。

一些世界上最杰出的现代建筑师都依赖铜。 例子包括Frank Lloyd Wright，他在他的所有建筑项目中都指定了铜材料; 迈克尔格雷夫斯，AIA金牌得主，设计了全球350多座建筑; Renzo Piano为阿姆斯特丹NEMO-Metropolis科学博物馆设计了预成型包覆铜; 马尔科姆·霍尔兹曼在WCCO电视通讯中心的铜质电池瓦片使得该设施在明尼奥波利斯的建筑中脱颖而出; MarianneDahlbäck和GöranMånsson，他们设计了斯德哥尔摩天际线的一个突出特点 – 瓦萨博物馆，拥有12,000平方米的铜覆层。建筑师Frank O. Gehry在巴塞罗那的Vila Olimpica上面巨大的铜鱼雕塑是铜艺术用途的一个例子。

铜的最着名的特点是从明亮的金属色到虹彩棕色到近黑色，最后是绿色的铜绿。 建筑师将棕色的一系列棕色，巧克力，李子，桃花心木和黑檀木描述为褐色。 这种金属独特的绿色古色早已被建筑师和设计师所co。。

本文介绍了铜在建筑中的实用和美学优势，以及它在室外应用，室内设计元素和绿色建筑中的应用。

优点

耐腐蚀性能
作为建筑金属，铜具有优异的耐腐蚀性。 铜表面形成强韧的氧化物 – 硫酸盐铜锈涂层，可以长时间保护底层的铜表面并抵抗腐蚀。

铜在未受污染的空气，水，脱氧非氧化性酸和暴露于盐溶液，碱性溶液和有机化学品时的腐蚀速率可以忽略不计。 200年来，农村大气中铜屋顶的腐蚀率不到0.4毫米。

与大多数其他金属不同，铜不会受到可能会导致屋面过早失效的底面腐蚀。 对于铜屋顶来说，支撑基底和结构通常在屋顶上的铜之前失效。

然而，建筑铜在某些条件下易受腐蚀性侵蚀。 氧化酸，氧化重金属盐，碱金属，硫和氮氧化物，氨和一些硫和铵化合物可以加速铜的腐蚀。 pH值低于5.5的地区的沉淀可能会腐蚀铜，可能会在形成铜锈或保护性氧化膜之前进行。 被称为酸雨的酸性沉淀是由于化石燃料燃烧，化学制造或其他释放硫和氮氧化物进入大气的过程的排放。 当不能中和酸度的非铜屋顶的酸性水（例如瓷砖，石板，木材或沥青）落在小面积的铜上时，可能会发生腐蚀性腐蚀。 如果惰性屋面材料的滴水边缘直接置于铜上，则会发生线腐蚀。 解决这个问题的方法可能是用斜条抬起瓦的下边缘，或者在瓦和铜之间提供可更换的加固条。 适当的脱水设计和细节设计可减少酸性水在金属表面的停留时间，可防止大部分大气腐蚀问题。

黄铜，铜和锌的合金，对大气腐蚀，碱和有机酸具有良好的抗性。 然而，在一些饮用水和海水中，含20％或更多锌的黄铜合金可能遭受腐蚀性侵蚀。

耐久性/长寿命
铜屋顶在大多数环境中都非常耐用。 它们表现良好超过700年，主要是因为铜表面上形成的保护性铜锈。 在欧洲18世纪的铜屋顶进行的测试表明，理论上它们可以持续一千年。

低热运动
正确设计的铜制屋顶可以最大限度地减少由于热变化引起的移动 铜的低热膨胀比锌和铅低40％，有助于防止变质和失效。 此外，铜的高熔点确保它不会像其他金属一样蠕变或拉伸。

在小山墙屋顶上，热运动相对较小，通常不是问题。 对于超过60米的宽跨度建筑物以及使用长面板时，可能需要考虑热膨胀。 这使得屋顶在保持安全的同时“漂浮”在支撑子结构上。

低维护
铜不需要清洁或维护。 它特别适用于安装后难以或危险的区域。

轻量级
当用作完全支撑的屋顶覆盖物时，铜是铅的一半重量（包括基材），只有四分之一的瓷砖屋顶。 这通常节省支持结构和材料成本。 铜覆层为减少铜结构的重量提供了额外的机会（更多细节，请参阅：铜覆层和墙覆层）。

通风
铜不需要复杂的通风措施。 它适用于不通风的“温暖”和通风“冷”屋顶结构。

射频屏蔽
敏感的电子设备易受干扰和未经授权的监视。 这些产品还需要防止高电压。 射频（RF）屏蔽可以通过减少电场或磁场从一个空间到另一个空间的传输来解决这些问题。

铜是射频屏蔽的优秀材料，因为它吸收无线电波和磁波。 RF屏蔽的其他有用特性是铜具有较高的导电性，延展性，延展性和焊接容易性。

RF屏蔽外壳可以针对特定条件过滤一系列频率。 正确设计和构建铜外壳可满足大多数射频屏蔽需求，从计算机和电子交换室到医院CAT扫描和MRI设备。 需要特别关注潜在的屏蔽穿透问题，例如门，通风孔和电缆。

屏蔽对一种类型的电磁场有效，但对另一种类型不起作用。 例如，铜箔或屏蔽RF屏蔽对于工频磁场的效果最小。 工频磁屏蔽可以减少射频场。 对于不同的RF频率也是如此。 一个简单的大网屏蔽罩可以适用于较低的频率，但对微波无效。

铜galleon最后。
用于RF屏蔽的片状铜可以形成为基本上任何形状和尺寸。 与接地系统的电气连接提供了一个有效的RF外壳。

防雷保护
雷击保护最大限度地减少了雷击终端时对建筑物的损害。 这通常通过提供多个互连的低电阻抗通路来实现。

铜及其合金是住宅避雷中最常用的材料，但在工业化学腐蚀环境中，铜可能需要镀锡。 由于其优良的导电性，铜有效地促进了闪电能量向地面的传输。 而且，与其他导体材料相比，它容易弯曲。

当铜屋顶，排水沟和雨水领导者被电连接到接地终端设施时，提供了对地电阻较低的通路，但是没有专用的传导通路来集中放电通道，分散的通电表面可能不是最理想的。

因为铜具有比铝更高的电导率，并且其在雷电终止期间的阻抗更小，所以铜在其编织导线路径中的每个线性长度允许使用比铝小的横截面表面积。 另外，由于其电气特性，铝不能用于灌注混凝土或任何地下部件。

为了有效，防雷系统通常通过不同设计的接地网格使导线与地之间的表面面积接触最大化。 为了补充低导电性土壤中的接地网格，例如沙子或岩石，可以使用填充金属盐的长的空心铜管。 这些盐通过管中的孔浸出，使周围的土壤更具导电性，并增加整体表面积，从而降低有效电阻。

铜屋顶可以用作雷电保护方案的一部分，其中铜皮，排水沟和雨水管可以连接并粘接到接地终端设施。 指定用于屋顶材料的铜的厚度通常足以防雷。 建议使用专用的防雷系统，通过安装铜屋顶系统进行充分的防雷保护。 该系统将包括屋顶上的空气终端和拦截导体，地面电极系统以及连接屋顶和地面组件的引下线系统。 建议将铜屋顶粘接到导体系统上。 接合确保导体和屋顶保持等电位，并减少侧面闪光和可能的屋顶损坏。

各种饰面
有时需要化学改变铜或铜合金的表面以产生不同的颜色。 产生的最常见的颜色是黄铜或青铜的棕色或雕像饰面，以及铜的绿色或铜锈饰面。 机械表面处理，化学着色和涂层在本文其他地方描述如下：Finishes。

设计连续性
建筑师经常期待建筑铜在设计元素中的连续性。 例如，铜屋顶系统可能设计有铜闪光，风化，通风口，排水沟和落水管。 封面的详细信息可能包括檐口，线条，尖顶和雕塑。

随着越来越多的垂直包壳的使用，垂直和屋顶表面可以相互碰撞，从而保持材料和性能的完整连续性。 在现代建筑设计中，雨幕和幕墙（通常与横档和竖框相连）也越来越受欢迎。

抗菌
全球范围的广泛测试证明，未涂布的铜和铜合金（例如黄铜，青铜，铜镍，铜镍锌）具有强大的内在抗菌特性，能够抵抗各种抗病细菌，霉菌，真菌和病毒。 经过多年的测试，美国批准了300多种不同的铜合金（铜，黄铜，青铜，铜镍和镍银）作为抗菌材料的注册。 这些发展正在为室内建筑中的抗菌铜和铜合金创造市场。 为了满足建筑表面，结构，固定装置和部件的设计需求，抗菌铜基产品具有多种颜色，表面处理和机械性能。 铜制扶手，台面，走廊，门，推板，厨房和浴室只是一些抗菌产品，批准用于医院，机场，办公室，学校和军营以杀死有害细菌。 请参阅：在美国批准的产品清单

可持续发展
联合国布伦特兰委员会虽然普遍接受可持续发展的定义仍不明确，但将可持续发展定义为满足当前需求的发展，同时又不损害子孙后代满足其自身需求的能力。 可持续性，长期维持责任，需要调和环境，社会公平和经济需求。 这些可持续发展的“三大支柱”包括资源使用的负责任管理。 此外，这可能意味着我们可以使用一种即使增加摄入量也不会停止充足的资源。

铜是一种可持续材料。 它的耐久性提供长期服务，很少维护。 其高的电和热能效率减少了电能的浪费。 其抗菌性能可以破坏导致疾病的病原微生物。 它的高废品价值和持续循环而不会造成任何性能损失的能力确保其负责任的管理成为宝贵的资源。

可以使用ISO标准并涵盖采矿和初级铜生产行业（即冶炼和精炼）的铜管，板材和钢丝产品的生命周期库存（LCI）信息。 LCI数据集用于生命周期评估（LCA），尤其是建筑和建筑领域，LCI数据集协助含铜产品的制造商提供合规性和自愿改进措施。 他们还支持决策者制定环境指导方针和法规，以促进可持续发展。

就体现能耗（即每个生命周期的每个阶段消耗的总能量（MJ / m2）），二氧化碳的产生量等方面而言，铜屋顶和覆层的长寿命对铜与其他材料的整个寿命评估有显着的积极影响。和成本。

比较屋顶材料和覆层材料中的铜，不锈钢和铝的寿命，体现能源和二氧化碳排放量。 （来源：德国环境事务部，2004年）

铜	不锈钢	铝
典型厚度（mm）	0.6	0.4	0.7
寿命（年）	200	100	100
体能（MJ / m 2 ）	103.3	157.2	115.4
二氧化碳当量排放量（千克/平方米）	6.6	10.9	7.5

可回收
可回收性是可持续材料的关键因素。 它减少了开采新资源的需要，并且比采矿需要更少的能源。 铜及其合金实际上是100％可回收利用的，并且可以无限制地回收，而不会造成任何质量损失（即，如大多数非金属材料一样，如果它们可以回收的话，铜在每个回收循环后都不会降解（即，下游循环）） 。 铜保留了其主要金属价值的大部分：优质废钢通常含有至少95％来自新开采矿石的初级金属的价值。 竞争材料的废料价值从大约60％下降到0％。 而铜回收仅需要提取和处理原生金属所需能量的约20％。

目前，欧洲大约40％的年度铜需求量和约55％的建筑用铜来自回收来源。 新的铜线圈和片材通常含有75％-100％的再生材料。

到1985年，再循环的铜比1950年消耗的铜的总量还多。这是因为在产品使用寿命后，再利用加工废料和回收铜的相对容易。

成本效益
性能，维护，使用寿命和回收成本是决定建筑部件成本效益的因素。 尽管铜的初始成本高于其他建筑金属，但在建筑物使用期间通常不需要更换。 由于其耐用性，低维护和最终残值，在屋面系统的使用寿命期间，铜的额外成本可能微不足道。

铜屋顶比铅，石板或手工粘土瓷砖便宜得多。 在考虑整体屋面成本（包括结构）时，其成本与锌，不锈钢，铝，甚至一些粘土和混凝土砖相当。

一些研究表明，与寿命为30年或更长的其他屋顶材料相比，铜在生命周期基础上是更具成本效益的材料。 欧洲一项比较铜与其他金属，混凝土和粘土砖，石板和沥青的屋顶成本的研究发现，在中至长期（60至80年和100年以上的寿命）中，铜和不锈钢是所有材料的最具成本效益的屋面材料。

诸如预制，现场机器成型，机械化接缝和长条系统等安装技术有助于降低铜屋顶的安装成本。 通过降低安装成本，这些技术允许设计师将铜指定到更广泛的建筑类型中，而不仅仅是过去常见的大型着名项目。

由于废铜大部分保留其主要价值，因此在考虑其残值时，铜的寿命周期成本会降低。 有关更多信息，请参阅本文中的可回收性部分。

纯铜与合金铜
纯铜。 与其他金属不同，铜通常以纯铜（99.9％Cu）非合金形式用于屋面，外墙和闪光板材和薄板应用。

回火是一种用于提高金属韧性的热处理技术。 Temper决定了金属的延展性，因此它形成的多么好，并且在没有额外支撑的情况下将保持其形状。 在美国，铜有六种状态：060软，1/8硬冷轧，1/4冷轧高产，半硬，四分之三硬，硬。 在英国，只有三种名称：软，半硬和硬。 美国ASTM在铜及铜合金标准名称中定义铜及其合金; 在欧洲由BS EN 1172：1997 – ‘欧洲的铜和铜合金’; 和英国的英国标准实务守则CP143：Part12：1970。

冷轧铜回火在美国是最受欢迎的建筑施工。它比软铜更不易延展，但要强得多。 通常建议使用冷轧1/8硬钢，用于屋顶和闪光装置。 具有较高脾气的屋顶板可以被指定用于某些应用。

软回火铜极具延展性，与冷轧铜相比，由于膨胀和收缩而产生的应力的抵抗性要低得多。 它用于复杂的装饰工作以及需要极端成型的场合，例如在复杂的穿墙式闪光条件下。

高产铜的主要用途是闪光产品，其中可塑性和强度都很重要。

片材和带材铜的厚度是以每平方英尺盎司的重量来衡量的。 美国建筑常用的厚度在12盎司到48盎司之间。 由于工业界通常使用标准号或实际厚度来测量钣金或其他建筑材料，因此有必要在不同的测量系统之间进行转换。

在欧洲，磷脱氧非砷铜与C106一起使用。 铜的厚度范围为0.5至1.0毫米（幕墙为1.5至3.0毫米），但通常使用0.6至0.7毫米的厚度作为屋面。

合金铜。 铜合金，如黄铜和青铜，也用于住宅和商业建筑结构。 颜色的变化主要来自于合金化学成分的差异。

由ASTM和SAE开发的一些更受欢迎的铜合金及其相关的统一编号系统（UNS）编号如下：

铜合金	通用术语	组成	自然的颜色	风化的颜色
C11000 / C12500	铜	99.90％的铜	三文鱼红	红褐色至灰绿色的古色
C12200	铜	99.90％的铜; 0.02％的磷	三文鱼红	红褐色至灰绿色的古色
C22000	商业青铜器	90％铜; 10％的锌	红金	褐色在六年内灰绿色的古色
C23000	红色黄铜	85％的铜; 15％的锌	红黄色	巧克力棕色到灰绿色的古色
C26000	墨盒黄铜	70％的铜; 30％的锌	黄色	淡黄色，灰绿色
C28000	蒙兹金属	60％的铜; 40％的锌	红黄色	红褐色至灰棕色
C38500	建筑青铜器	57％铜; 3％的铅; 40％的锌	红黄色	红褐色至深棕色
C65500	硅青铜	97％铜; 3％硅	红色的旧金	红褐色至细腻斑驳的灰褐色
C74500	镍银	65％的铜; 25％的锌; 10％的镍	温暖的银色	灰棕色至细腻斑驳的灰绿色
C79600	含铅镍银	45％的铜; 42％的锌; 10％的镍; 2％的锰; 1％的领先	温暖的银色	灰棕色至细腻斑驳的灰绿色

有关建筑铜合金的更多信息可以获得。

选择标准
选择铜和铜合金用于建筑项目的标准包括颜色，强度，硬度，耐疲劳和耐腐蚀性，导电性和导热性以及易于制造。 适合特定应用的厚度和温度是必不可少的; 换人可能会导致表现不佳。

建筑铜通常用于板材和带材。 条宽度为24英寸或更小，而宽度超过24英寸，宽度达48英寸，长度为96或120英寸，加上线圈形式。