金属クラッドのトレンドと革新

金属被覆材は世界的に成長軌道に乗っています。 これは、雨よけクラッディングや建築用金属コーティングの需要の高まりに反映されています。 このコースでは、金属被覆市場の最新のトレンドとイノベーションについて説明します。

金属被覆材は世界的に成長軌道に乗っています。 これは、雨よけ被覆材の需要の高まりに反映されており、市場調査会社 VMR によると、その需要は現在世界で 100 億ドル以上と評価され、2028 年までに 160 億ドル以上に成長すると予想されています。これに加えて、建築用金属コーティングに対する堅調な需要と信頼が加わります。アナリストのリサーチ・アンド・マーケッツによると、現在の約50億ドルから2026年までには60億ドル弱にまで増加するとのこと。

それに加えて、建築科学と金属被覆材の製造における最近の進歩により、銅やステンレス鋼などのより耐食性の高い材料に結合された炭素鋼などの複合被覆材の使用が含まれ、層状複合材料が得られるなど、システムの魅力が高まっています。単一の材料では不可能な望ましい特性を備えています。 これらの複合金属は、接着剤や押出接合を使用する代わりに、熱間圧延、遠心鋳造、ろう付け、および肉盛溶接によって製造されます。

「クラッドメタル」とも呼ばれるこれらの材料は、種類と美観の両方で急増している金属クラッドシステムの利点と性能をさらに進化させています。 より広く使用されているものには、絶縁金属パネル (IMP)、金属複合材料 (MCM)、アルミニウム複合材料 (ACM)、および単層または固体プレートの金属パネルがあります。 一部は、金属製の建築サブアセンブリまたはプレハブのモジュラー システムと組み合わせて使用​​されます。 いずれの場合も、選択肢は多く、大きなメリットがあります。

「設計と建設中の材料の選択は、ほとんどの場合、美観と、コスト、スケジュール、耐久性の要求との間の妥協点です」と、ギルベーン ビルディング カンパニーのニューイングランド部門の建設前幹部であるジョン マイヤーズ氏は言います。 「金属クラッディングは、これらの基準のそれぞれに適合するコンポーネントを提供するため、優れた『妥協製品』となります」と彼は強調します。 積極的な開発部門を持つこの建設会社は、最近、関節接合部を備えた耐火パネルエンクロージャを利用した東海岸の洗練されたライフサイエンス施設など、大規模な施設および商業プロジェクトに耐火 IMP システムを使用しています。

ライフサイクル評価 (LCA) を通じて持続可能性と投資収益率を評価することで、プロジェクト チームは外装金属システムを使用することの非常に長期的な利点をすぐに理解できると、ボディ ローソン アーキテクツの創設者である建築家のビクター ボディ-ローソン、FAIA、NOMA、NCARB 氏は付け加えます。 。 「歴史を考えてみましょう。自由の女神は、1876 年から 1886 年にかけて、フランスの彫刻家フレデリック・オーギュスト・バルトルディがギュスターヴ・エッフェルの金属フレームの上にデザインした無垢板銅の金属被覆で建てられました。そして数十年後、サンバースト模様のステンレスが建てられました。 -クライスラービルの鋼鉄の尖塔がデビューしました」とボディローソンは言います。 「今日では、どちらも非常に良好に使用されています。これは、金属被覆の使用の有効性についての非常に強力な声明です。」

1960 年代から 1970 年代までには、これらのより高価なソリッドプレート金属クラッディングは、要求の厳しい航空宇宙、産業、冷蔵倉庫用途向けに開発されたシステムに基づいた製品によって、より薄いシートメタルや IMP に取って代わられました。 その主な利点は、これらのルーツを反映しています。「軽量で耐久性があり、多くの色のオプションがあるため、私たちは金属クラッディングをよく使用します。非常にコスト効率が高く、持続可能であり、高いリサイクル含有量と、良好な ROI を約束する継続的で弾力性のあるバリア エンクロージャを具体化しています。 」と、建築、アート、顧問会社 Svigals + Partners のパートナー、AIA、LEED AP の Robert Skolozdra 氏は付け加えます。

「金属クラッディング、特にアルミニウムは非常に軽量であり、非常に長持ちし、耐久性のある高性能のコーティングの色と質感をほぼ無限にコーティングできることを強調したいと思います」とAIAの建築家チャールズ・トムソン氏は付け加えた。 、LEED AP、CetraRuddy のアソシエイト プリンシパル。 「また、アルミニウム複合材料とアルミニウム IMP は、他の金属と比較してコスト効率の高い材料であることが示されています。」

最近のプロジェクトの例には、南コネチカット州立大学の保健福祉学部用の新しい単館複合施設が含まれます。この複合施設は、CM Skanska USA と主任請負業者ターナーによって建設され、Svigals + Partners によって設計され、内装は Little Diversified によって、MEP エンジニアリングは BVH Integrated Services によって行われました。 「この主要な新しい最先端のセンターでは、金属パネルがキャンパスのデザイン美学に適合しています」とスコロズドラ氏は言います。 「また、装飾用の金属で作られた大学の歴史的な正門を反映しているため、外観上の芸術統合要素の基礎としてもそれらを使用しました。」

形状形成要素としての金属の可塑性と展性も、デザインおよびアートチームを魅了しました。 「私たちが使用したアルミニウムのおかげで、曲げ、仕上げ、レーザー切断に柔軟性が得られました」と Skolozdra 氏は思い出します。 「これらの装飾金属パネルを非常にコスト効率よくファサード全体に繰り返すことができました。」

Svigals + Partners のアート統合ディレクターである AIA の建築家マリッサ・ディオンヌ・ミード氏によると、装飾的な金属のモチーフは、新しい情報標識や道案内標識にもインスピレーションを与え、内部のプログラムや空間と結びつけています。

マサチューセッツ州チャールズタウンのフッド パーク ドライブ 100 番地にある元乳製品工場をライフ サイエンス センターに再考するもう 1 つの象徴的な委員会は、建設業者のリー ケネディ社と建築家のシンムズ マイニ マッキー アソシエイツが率いるチームを、多目的テクノロジーハブの象徴的な LEED ゴールド アンカー。 この複合施設では、約 1,000 台の車両を収容できる 4 階建て駐車場用にカスタマイズされた穴あきアルミニウム スクリーンウォール システムなど、さまざまな金属被覆システムが採用されています。 このメーカーは、夜間の車両のヘッドライトの影響を最小限に抑え、1 つのファサード露出を通じて一定の空気の流れと換気を可能にする固体シートを使用した「視覚的に興味深い機能的なソリューション」を設計および製造しました。

専門請負業者 Lymo Construction Co. によって施工されたこの被覆材には、さまざまなサイズと形状の塗装仕上げを施した厚さ 1/4 インチの成形アルミニウム フィンが採用されています。 特徴的な要素である、入口上部にある内部照明付きの尖塔エンクロージャは、特注の穴あきアルミニウム プレートで作られています。 開発会社 Catamount Management のプロジェクト チームは、固体アルミニウムのクラッディングにも防火効果があると主張しました。 融点が 1,200 F を超え、燃焼を促進することが知られているプラ​​スチック、フォーム、その他の合成材料が含まれていないため、ファサード パネルは本質的に不燃性です。

「各タイプのパネルには独自の用途があります」と建築家のトムソン氏は言います。 「当社では、ユニット化されたカーテンウォール内にアルミニウム板とACMとして知られるアルミニウム複合材料を使用しています。これにより、高い平坦度で大きなパネルサイズが可能になります。」 同氏は、プレートや複合アルミニウム素材を使用してパネル システムにパターンやテクスチャを設定したり、後でそれらを適用したりする場合には、十分な柔軟性があると付け加えました。 最近のプロジェクトの例としては、クリッパー・エクイティによるブルックリンの 2 タワー開発が実質的に完成した 77 コマーシャルや、ロックポイントが開発した最近のマンハッタンの複合用途オフィスタワー 412W15 などがあります。

このような斬新な設計アイデアは、固体金属、IMP、およびその他の金属システムで頻繁に見られます。 CetraRuddy のトムソン氏は、ローズ ヒルと呼ばれるマンハッタンの有名な高層住宅に関する自身の作品を指して、3 つの主要な用途について説明しています。「表彰台で見られるように、ローズ ヒルは金属被覆材を多く使用しています。機械式ルーバーを隠すための穴あきパネル、ウォーター ジェットなどです。 - 適用されたテクスチャとしてアルミニウム プレートをカットし、ユニット化されたカーテン ウォールに奥行きを加えるシェブロン パターンを作成するためにシート アルミニウムを折り曲げます。」 山形のモチーフは、開発者であるロックフェラー グループに関連する企業によって過去に建てられたアールデコ建築を微妙に暗示しています。

このような華やかさは、斬新な色、テクスチャリング、その他のディテールを備えた仕上げ仕上げなど、さまざまなスケールで見られます。 「私たちが目にしている最新の用途は、触感のあるバンプとほぼすべての仕上げに適合する機能の両方を可能にするビルドアップコーティングです」とギルベインのマイヤーズ氏は言います。 「ミネソタ州の Pure + Freeform のような企業は、石やテラコッタよりも軽い製品を実現しながら、より重厚なビジュアルを可能にする方法でこれらのコーティングを層化する能力を持っています。軽量の素材はより経済的です。」

完成したアルミニウムおよびその他の金属パネルを最適化して外装材として最高の性能を発揮するために、建築チームは、窓ガラス産業同盟の評価である米国建築製造業者協会 (AAMA) 2605 によって厳密にテストおよび評価されたコーティングを備えた製品を指定します。これは、最長の耐久性を保証する外装グレードの規格です。高層ビルでの長期使用でも寿命を延ばします。 AAMA の 2604 および 2603 評価とは異なり、AAMA 2605 は、紫外線 (UV) 劣化、腐食、化学物質への曝露に対する最高の材料耐性を保証します。 これらの仕上げ材をFEVE樹脂（コポリマーの2つの構成モノマーであるフルオロエチレン（FE）とビニルエーテル（VE）の頭字語）と組み合わせることで、高温で溶融または可溶化する必要がある従来のフルオロポリマー樹脂の加工上の課題をさらに克服します。バリアコーティングを作成します。

ワシントン州ベルビューにあるメタの Facebook のオフィス キャンパスのために、建築家 NBBJ とターナー建設は、仕事と自然のつながりを表現する広大な 8 エーカーのキャンパスを改良しました。 もともと REI のために設計され、その後 Facebook に販売された、新しいスプリング ディストリクトの建物のユニークな塊は、スチールとブロンズの 2 つの仕上げ色のカスタム波形金属システムで覆われています。 この 400,000 平方フィートのオフィス複合施設は、LEED 基準を満たすように設計されており、屋外テラス、歩道、巨大な機械式ドアが含まれています。

都市部の手頃な価格のコミュニティを専門とするBLAの建築家ボディ・ローソン氏によると、他のプロジェクトでは、金属クラッディングは他の素材のファサードを細部まで作り、強化するために使用されます。 「ここ数年、金属システムはより高価になり、パンデミック中にサプライチェーンの問題が急増することがあります」と彼は説明します。 「そのため、私たちは予算があるプロジェクトで選択的にそれらを使用し、多くの場合、装飾材料、日よけ装置、窓周りとして使用します。」 Body Lawson Associates の Home Street Residences は、ニューヨーク州ブロンクスにある低所得高齢者向けの 63 戸の建物で、建設マネージャーの C&S Consulting と協力して建設されており、目立つ金属窓の周囲やその他の金属の細部が採用されています。 同社の初期のエルボグラフ アパートメントでは、リズミカルな金属製のサンシェードが登場しました。

SCSU の新しい医療複合施設やボディローソン社との WXY 建築と都市デザインによって設計された手頃な価格の複合用途キャンパスであるペニンシュラなどのマルチマテリアル ファサードは、金属クラッディングを選択的に組み込む別のルートを提供します。 同じくブロンクスにあるペニンシュラでは、立継ぎ金属クラッディング、波形金属パネル、その他の折り畳まれたプレートやシートを多用するとともに、高 R 値の IMP システムを採用し、第 1 期の住宅街区と隣接する照明に多様なパレットを作成しています。 - コミュニティ用途と食品事業を備えた産業施設。 ブロードウェイ・ビルダーズによって建設されたこの革新的な開発は、740 戸の手頃な価格の住宅やその他の用途に拡張される予定で、ギルベインの開発部門、ハドソン・カンパニーズ、および非営利団体 MHANY が主導しています。

さまざまな金属パネル システムとレンガ化粧板、ガラス、ルーバー、その他のファサード素材を組み合わせた例として、ブロンクスにあるペニンシュラの 2 棟の第 1 期プロジェクトは、金属ファサードがいかに適応性があり、多様であるかを示すケーススタディを提供しています。

他のプロジェクトでは、創造的でカスタマイズされた金属被覆材によって、新しい用途と価値の向上のために既存の建物を再考することができます。 サンフランシスコでは、周囲の建物がハイテク企業やその他のオフィスや小売店のテナントを受け入れる中、市内のサウス・オブ・マーケット（SoMa）地区に廃墟となった駐車場が寂しそうに建っていた。 潜在的な価値を見出し、開発者のボストン・プロパティーズは、チャールズ・F・ブロジーズ事務所、FAIA、GCプラント建設と建築家・構造エンジニア会社と協力して、「既存のコンクリート構造物を、井戸の中でも目立つような、特徴的で目を引く改造」を創り上げた。その背後にあるタワーの建築的背景をカスタマイズしたのです」と同社は言う。

その変化は驚くべきものです。 「建物の 2 階は、3D モデリング プログラム Rhino のパラメトリック プラグインである Grasshopper を使用して作成されたファイルによって駆動される CNC マシンを使用して、アルミニウム シートから切り出された一種の建築用ラメである金属スクリーンで包まれています」と Bloszies 氏は言います。 元のファサードとその上に重ねられたスクリーンの間には色が変化する LED ランプがあり、ガラスのコーニス要素が金属スクリーンのパターンを反映してフォームの垂直性を明確にし、同時に基板とスクリーンの間のギャップを保護します。 このように、発光 25,000 平方フィートのボックスは、並外れた視覚的インパクトを与えます。

この種のアプローチは、インパクトがありながらも軽量な金属製の外板を、古いオリジナルの筐体に吊るすもので、過去数十年で普及しました。 アラバマ州モンゴメリーにあるイコール・ジャスティス・イニシアチブのレガシー・パビリオンは、固体金属パネル要素を採用して「窓のない傾斜式コンクリート倉庫を、訪問者が見落とされがちな歴史を振り返り、それに取り組む感動的な空間」に変えたという。建築家兼デザイナーのウィリアム・ブラックストック・アーキテクツ。

さらに別の選挙区では、ニューヨーク州学校建設局（SCA）と、RKTB Architects の校長で幼稚園から高校までのセクターのリーダーである AIA 建築家のアルバート・アロノフ氏が、石積みの老朽化した小学校で価値ある用途として金属パネル システムによるオーバークラッディングを使用しています。エンクロージャー。 「金属パネルを使用して、既存の建物の外側に、石積み、コンクリート、レンガ、その他のファサード素材で作られた古い囲いに性能層を追加します」とアロノフ氏は言います。 これらのプロジェクトは、美観を改善するだけでなく、断熱材の R 値と耐候性バリアを追加することで、建物のエネルギー性能を向上させます。 トロントやニューヨークなどの一部の管轄区域では、容積率 (FAR) の追加を許容しながら断熱材を追加するインセンティブとして機能する新しい条例が制定されています。

1907 年に設立されたニューヨーク州クイーンズの公立学校 (PS) 88 では、建築の細部の劣化に対処しながら、囲いのエネルギー性能を向上させる手段が必要でした。 さらに悪いことに、以前の工事ではオリジナルの欄干、コーニス、その他の新古典主義の装飾が取り除かれていました。 カビやその他の湿気に関連した健康被害による学術スペースへの深刻な湿気被害に対処するために、プロジェクト チームは、外装パージ コートと防湿層で構成されるファサードのオーバークラッディング、その後に排水マットと元の建物と一致する新しいレンガフェイスを考案しました。 アロノフ氏によると、PS 88の石積みは増築を支えるのに十分な強度があり、オーバークラッドは効果的に校舎を安定させ、耐用年数を延ばすことができるという。

金属オーバークラッディングの場合、全体的な変革の機会が生じます。 例としては、ERA Architects と開発会社 Context および請負業者 Historic Restoration Inc. が手掛けたトロントのケンジントン マーケット ロフトが挙げられます。この建物は、古い赤レンガ校舎に併設され 1952 年に開校した、釉薬をかけた黄色のテラコッタ ブロックで覆われた旧校舎を再考したものです。コンドミニアムのロフトを作るための 1990 年代初頭の改修の後、ケンジントン マーケット ロフトの所有者は、下のテラコッタ ブロックと鉄骨構造への水の浸入を修復するために、複数の段階で複合施設のイメージを再活性化する機会を捉えました。 オーバークラッディング戦略を開発し、ERA はトロントの著名なアーティストである An Te Liu と協力して、さまざまな色合いの金属パネル レインスクリーン システムを設計しました。 プロジェクトチームによると、色とりどりの美学はこの地区の歴史的多様性を反映しており、最終的なパターンの色は世界の国旗に存在する色の割合の分析を通じて選択されたという。

Metal Construction Association によると、IMP を新しい外側のサブフレームまたは胴縁に吊るすオーバークラッディングのアプローチは、CMU、鋳造コンクリート、レンガ単板などのさまざまな下地にうまく機能し、エンクロージャ全体に効果的なバリアと連続断熱 (CI) を提供します。 「このように、オーバークラッディングは、新しい雨よけを作ることに似ています」と、2004 年から自社の教育スタジオを率い、ブルックリンの PS 73 を含む他の再建プロジェクトを完了したアロノフ氏は言います。「これにより、学校やその他の建物の建築を更新することもできます」耐荷重コンクリートや石積みの壁が改修を複雑にし、高価な構造の補強や柱や梁の追加、またはより重いエンクロージャの改善を採用する場合の基礎の追加が必要になる場合でも、この画像を利用できます。」

熱性能の向上に加えて、適切に詳細なオーバークラッドが空気バリアと防水バリアを提供し、火災と煙の封じ込めを改善して建物の復元力を高めます。 また、このアプローチにより、建設中に既存の建物の大部分を占有してアクセスできるようになり、占有者やテナントの運営への影響が制限されます。つまり、学校の改善には理想的です。 さらに良いことに、オーバークラッディングは適度なコストで、かなり短い設計および建設スケジュールで実現できます。

Gilbane 社の Myers 氏と CetraRuddy 社の Thomson 氏は、レインスクリーンまたは障壁システムとしての IMP と ACM の利点を強調し、その優れた R 値を指摘しています。 「新しい高層ビル、ローズヒルの露出したコンクリートせん断壁を、深さ 6 インチの断熱金属パネルで覆うことにしました」とトムソン氏は言います。 「この既製のシステムを当社の特注のユニット化されたカーテンウォールのファサードと融合させるために、垂直のアルミニウムプロファイルがパネルの表面に適用されました。」

金属は、複合材料や他の天然材料と比較して、熱伝導率が非常に高いことで有名だとマイヤーズ氏は付け加えます。 「外壁設計者や建築科学者が時間を費やしていることの多くは、耐候性の壁にぶつかって壁の裏側に湿気が凝縮する前に、壁アセンブリ内の金属の劣った熱性能を打ち消すことにあります。」と彼は説明します。 「金属システムが非常に優れているのは、特に雨よけ用途に使用される場合に、建物内に湿気が入らないようにすることです。」 このため、熟練した建設幹部は、金属製品はアセンブリのコンポーネントとして最適に使用されると述べています。

自由の女神像やクライスラー ビルなどの金属外装の独創的な用途は、これらのシステムに対する信頼に長い間影響を与えてきましたが、今日の動機は未来にも向けられています。 断熱金属複合材に影響を与えた初期の宇宙計画と同様に、今日の新たな宇宙開発競争はより良い建物に利益をもたらしています。

「SpaceXと、次世代の宇宙船に使用されている金属システムを見てください」と建築家のボディ・ローソン氏は言う。 「これらはまさに限界を超えたものです。溶接を必要としない材料や、非常に暑いところから非常に寒いところまで、さまざまな温度差に対応できる材料があります。最終的には、この研究開発は建築の世界に行き着くでしょうが、おそらく今では非常に高価になっているでしょう。」 より主流の用途には、テスラ サイバートラックが含まれます。これは、全体が 1 色のみの 300 シリーズ ステンレス鋼合金で作られ、「耐食性があり、強度があり、手頃な価格」と宣伝されています。

Body-Lawson 氏は、「十分な費用対効果が得られれば、最終的には建物に設置されることになるでしょう」と付け加えました。

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