銅瓦——中式建筑屋頂巔峰材料
圖為銅瓦在中國第一銅塔雷峰塔中的應(yīng)用
1．概述
銅瓦，顧名思義，即用銅做的瓦。目前，國內(nèi)現(xiàn)存的銅瓦古建，大都散建于明清兩朝，且主要為寺廟佛堂之核心建筑。這些銅瓦殿宇或立于巉崖峭壁，或隱于崇山峻嶺；其莊嚴(yán)肅穆，古韻悠長(zhǎng)。
“鱗鱗萬瓦五峰中，不用泥燒用鑄銅。”明朝四大高僧之一的紫柏法師曾詩贊五臺(tái)山廣崇寺二十八殿堂落成時(shí)的壯觀景象。該寺自明朝正德年間建成，數(shù)百年來，雖幾經(jīng)修葺，卻一直香火隆盛。國內(nèi)類似的銅瓦古建還有云南目前唯一保存完好的銅瓦殿——建于清乾隆三十六年的麗水普濟(jì)寺。此外，云南雞足山金頂寺銅瓦殿，祝圣寺銅瓦殿，鳳鳴山金殿及四川峨眉山金頂?shù)茹~瓦古殿，均歷經(jīng)大修或增建。
國內(nèi)第一片真正意義上的機(jī)制銅瓦的誕生，緣于雷峰塔的重建。1999年，在杭州市政府的大力支持下，當(dāng)?shù)劂~藝宗師潛心研究，終于完美復(fù)制了仿古銅瓦。今天，溫婉秀拔的雷峰塔之所以能成為杭州引以為傲的新地標(biāo)，其檐上片片堪稱藝術(shù)品的銅瓦功不可沒。
以此為契機(jī)，銅瓦屋面迅速引起國內(nèi)建筑界的關(guān)注，并為眾多仿古建筑爭(zhēng)先仿效。其后，國內(nèi)相繼涌現(xiàn)出如峨眉金頂、北京昭廟、柳州文廟、紹興大舜殿、洛陽老君山金殿、洛陽武則天天堂遺址、山東德州慶云寺金頂、威海環(huán)翠樓等一大批銅瓦建筑佳作。它們或金碧輝煌，或莊嚴(yán)肅穆，或古拙沉雄，無不飽得世人贊嘆，并被業(yè)界引為行業(yè)標(biāo)桿。
2．銅瓦的特點(diǎn)
銅瓦之所以為人青睞，在于以下優(yōu)點(diǎn)：
⑴高端大氣，持久耐用。銅資源稀缺，性質(zhì)穩(wěn)定，自古類金；秦以前甚至一度以“金”謂之。銅獨(dú)特的質(zhì)地和色澤賦予銅瓦一種天然的貴氣，其裝飾的屋面因而魅力倍增。銅性能穩(wěn)定，在空氣中能形成堅(jiān)固無毒的防氧化鈍化保護(hù)層（俗稱“銅綠”），故銅瓦若養(yǎng)護(hù)得當(dāng)，百年不朽以至千年不朽不足為奇。
⑵色澤豐富，款式多樣。銅材質(zhì)穩(wěn)定，質(zhì)地綿密，表面可以進(jìn)行各種油漆處理，因而顏色極其豐富。這極大地滿足了各種建筑屋面的不同視覺效果訴求。銅具有極佳的延展、拉伸、鍛打等物理屬性，故銅瓦可以根據(jù)不同形制的建筑屋面需求，加工成各種款式。
⑶綠色環(huán)保，用儲(chǔ)并蓄。銅是一種舉世公認(rèn)的綠色金屬，銅瓦廢棄，回收利用率近乎100%，對(duì)生態(tài)環(huán)境不構(gòu)成任何污染。此外，因銅屬不可再生資源，隨著社會(huì)需求的日益增大，其價(jià)格總體上揚(yáng)將是必然趨勢(shì)。故銅瓦雖前期投入較大，卻極具實(shí)用價(jià)值與保值功能。
3．銅瓦的種類
理論上講，任何建筑設(shè)計(jì)師對(duì)屋面圖案的天才想象，都可通過改變銅瓦形狀及轉(zhuǎn)換表面顏色與紋飾加以實(shí)現(xiàn)。目前，建筑屋面上所用銅瓦按形狀歸結(jié)起來，可大致劃分為三大類。
⑴板狀銅瓦。傳統(tǒng)上將橫斷面小于半圓的屋面瓦均稱為板瓦，銅制板瓦一般西式建筑和日式建筑用得較多。有些歐式或中式建筑風(fēng)格的博物館、展覽館等大型公共建筑亦采用板狀銅瓦。但總體上講用量頗少。板瓦中，魚鱗瓦為比較典型的代表。一般規(guī)格較高的藏式廟宇所用銅瓦皆為魚鱗瓦，且表面鎏金或鍍金，看上去金光閃閃、氣勢(shì)非凡。
⑵波狀銅瓦。銅瓦表面有小弧度的隆起和凹槽，形似水波，故此得名。波狀銅瓦的使用范圍及地域和板狀銅瓦大體相同。
⑶筒狀銅瓦。凡弧度大于等于半圓的銅瓦均稱之為筒狀銅瓦（又稱仿古銅瓦）。筒狀銅瓦為中國傳統(tǒng)古建所獨(dú)有，目前我國仿古建筑（除部分藏式建筑外）所用銅瓦，基本上均采用筒狀銅瓦。筒狀銅瓦根據(jù)建筑物風(fēng)格和體量大小可選擇不同的形制，按琉璃瓦尺寸通常又有2～9樣瓦之別。（附：7樣瓦截面尺寸圖和個(gè)樣瓦具體尺寸表。）
筒狀銅瓦（帶鉤頭銅蓋瓦）筒狀銅瓦（帶滴水銅底瓦）筒狀銅瓦（銅瓦閉合示意圖）
4．銅瓦的制作
銅瓦大都采用黃銅板制作，如有特殊要求，亦可采用紫銅或其他合金銅制作。黃銅瓦主要用質(zhì)量上乘的H62洛陽黃銅板（抗拉強(qiáng)度≥294MPa，延伸率≥35%；狀態(tài)：軟、半軟、硬，含銅率60.5%-63.5%）；紫銅瓦則采用T2洛陽紫銅板（含銅≥92%）；合金瓦一般采用銅鋁復(fù)合板或銅鋼復(fù)合板，不過用者極少。
一片銅瓦從制圖、開模、壓制、表面處理到著色處理，有個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)范的操作流程。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都將直接影響銅瓦的品質(zhì)。
⑴制圖：根據(jù)客戶需要或建筑物屋面設(shè)計(jì)要求，遴選最適合的銅瓦款式，并設(shè)計(jì)出CAD全圖。一個(gè)屋面的整體裝飾效果，往往取決于采用什么形制的銅瓦，所以制圖環(huán)節(jié)顯得尤為重要。
⑵開模：一個(gè)完整屋面往往使用到同一款銅瓦的多個(gè)型號(hào)（某些屋面交匯或邊沿不規(guī)則處，甚至需要對(duì)銅瓦的形狀進(jìn)行剪切等特殊處理），故瓦模可能需要多種。一般而言，量大主瓦采用鋼模壓制，而量小或某些特殊銅瓦可臨時(shí)澆鑄鋅模壓制。銅瓦板材厚度隨屋面所需使用年限而定，一般在0.5～1.5的區(qū)間內(nèi)，最常用為1.2㎜黃銅板。
⑶壓制：銅瓦一般采用油壓機(jī)沖壓。根據(jù)板材厚度，沖壓噸位各有不同。根據(jù)銅瓦所用板材厚度不同，需采用不同壓力噸位的油壓機(jī)。一般而言，1.2～1.5㎜板材的銅瓦，壓力噸位大概100噸左右。
銅瓦屋面的蓋瓦通常采用單片壓制，而底瓦則采用多片連條壓制。這樣的條狀底瓦，長(zhǎng)度少則一米多至十幾米。采用此法對(duì)銅屋面的好處在于：①屋面更加堅(jiān)固耐用，②更有利于防風(fēng)防雨防滲漏，③大大減少了銅瓦安裝的難度和工作量，④有效規(guī)避了單片安裝時(shí)造成的誤差，極大地提高了整體工程質(zhì)量。
⑷表面處理：分為物理處理和化學(xué)處理。物理處理主要指通過輥壓、打磨、拋光、拉絲、除塵等工藝手段，以保證每片銅瓦達(dá)到設(shè)計(jì)要求和應(yīng)有的外觀效果。化學(xué)處理主要指著色及外層油漆保護(hù)。理論上講，銅瓦可以噴涂成任何顏色，且一次著色可保證十幾年不退。目前，銅瓦用得最多的顏色為本色和古銅色。本色為噴涂亮光清漆或亞光清漆；有些銅瓦屋面為達(dá)到金碧輝煌的效果，還可在表面進(jìn)行貼金、鍍金或鎏金處理。古銅色俗稱銅做舊，是指通過在銅板表面噴涂調(diào)制好的各種混合漆，令其由淺入深呈現(xiàn)各種古舊效果。上好色的銅瓦最后噴上氟碳保護(hù)膜，經(jīng)160℃高溫烘烤后方算成品。
紫銅拉絲淺古銅黃銅拉絲深古銅黃銅亂絲淺古銅黃銅拉絲淺古銅
5．銅瓦的安裝
一片制作精美的銅瓦并不代表其鋪就的屋面也同樣精美，這就如同單個(gè)音符無論如何悅耳，如不完美組合也無法構(gòu)成美麗樂章。所以，如何根據(jù)屋面的具體形制，將每片銅瓦嚴(yán)絲合縫地連接在一起、并呈現(xiàn)氣勢(shì)恢宏的裝飾效果，是一門很深的學(xué)問。大體上講，銅瓦可適用基層為任何材料的屋面，安裝并無過于復(fù)雜之處，關(guān)鍵是細(xì)節(jié)處理，具體步驟為如下：
第一步安裝不銹鋼膨脹螺絲預(yù)埋件。①現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，找出檐口長(zhǎng)度基準(zhǔn)點(diǎn)，保證各屋面邊線點(diǎn)的90度轉(zhuǎn)折。②按圖紙要求的布點(diǎn)位置如數(shù)預(yù)埋膨脹螺絲，間距一般為橫向1.0m，縱向0.6m。③對(duì)布點(diǎn)位置進(jìn)行防水處理。
第二步安裝不銹鋼龍骨架。①在現(xiàn)場(chǎng)混凝土屋面設(shè)定水平基準(zhǔn)點(diǎn)，以保證各屋面龍骨在同一基準(zhǔn)面上，各橫向龍骨在轉(zhuǎn)角處能對(duì)接。②將不銹鋼龍骨架按設(shè)定的水平基準(zhǔn)點(diǎn)焊在膨脹螺絲上，焊點(diǎn)600mm。③將20mm*10mm,通長(zhǎng)不銹鋼折邊板作為縱向龍骨架，每隔2m布排。④縱向龍骨條通常垂直安裝在橫向龍骨條上，并與橫向龍骨條焊接牢固。⑤各翼屋面所有縱橫龍骨條及龍骨架全部焊接貫通成網(wǎng)，并與避雷針引條焊接，以導(dǎo)通形成瓦面避雷網(wǎng)。⑥在橫向不銹鋼龍骨架上，焊上底瓦支撐件（支撐件為兩塊“L”形銅折邊，以便于調(diào)整底瓦的間距）。⑦根據(jù)圖紙安裝要求埋設(shè)圍脊預(yù)埋件。
第三步安裝垂脊、維脊、正脊等脊件。①現(xiàn)場(chǎng)彈線定出垂脊、維脊、正脊的中心線，根據(jù)脊的寬度在混凝土基層上做不銹鋼架，將不銹鋼架用膨脹螺絲固定于基層，并與不銹鋼龍骨架焊接牢固。②按底瓦的坡面弧度在不銹鋼架上焊接一通長(zhǎng)的不銹鋼管，作為底瓦的尾端支撐桿。③將垂脊、圍脊、正脊的成品焊在不銹鋼架上。
第四步銅瓦分壟與焊接瓦口板。①量出兩脊中線尺寸，確定單翼屋面中心線，依據(jù)施工圖尺寸進(jìn)行分壟，調(diào)節(jié)各壟的間距，將不能消化的多余尺寸消化在兩翼角的端部。②根據(jù)分好的壟距，在相應(yīng)的位置上焊接瓦口板，瓦口板的距離依據(jù)施工圖定，其后部斜撐固定件焊在不銹鋼龍骨架上。
第五步安裝銅底瓦。①依照施工圖確定底瓦坐中線，安裝首塊底瓦。②定出底瓦的外挑出檐口尺寸。③按分好的壟間距，在橫向龍骨上焊接底瓦支撐件，支撐件間隔距離根據(jù)底瓦的實(shí)際間距進(jìn)行調(diào)整。④同底瓦尾端伸進(jìn)脊件，架在不銹鋼通長(zhǎng)管上。
第六步安裝托泥當(dāng)溝。將成品當(dāng)溝分塊焊接在脊下部的不銹鋼架上，與瓦面的交接接口處用耐候硅膠密封。
通常而言，為保證銅瓦龍骨網(wǎng)和屋脊骨架有足夠的強(qiáng)度，各橫縱龍骨及支撐件采用1.5δ304#不銹鋼條（管）架設(shè)為宜，而龍骨支撐則通過8mm膨脹螺絲與基層焊接件連接。同時(shí)，為求牢度，各網(wǎng)架連接處均采用滿焊或全焊工藝；而蓋瓦與龍骨間則以點(diǎn)焊工藝連接。
總之，一個(gè)完美的銅瓦工程，是設(shè)計(jì)、制作、安裝等各工序共同作用的結(jié)晶。這道道工序，每道都無異于一個(gè)精巧的藝術(shù)創(chuàng)造過程。它們就猶如一枚花蕾的片片葉瓣，唯有片片完美無瑕，方能共同綻放美麗。
（本文作者：朱帥奇，杭州金星銅世界裝飾材料有限公司）
