城建公輔設施是指除房屋與亭、臺、樓、閣以外的各種公用建設項目,如燈桿、路燈、各種站牌、護欄、天橋等。中國有數以千計的城鎮,如果有5%~10%的城建公輔設施用材料建造,其用量就可達幾十萬噸,市場潛力巨大,亟待開發。
完美的城建公輔設施材料
鋁的資源豐富,儲量(地殼中的含量)大于地殼總質量的8%,即使今天用的優質鋁土礦再過四五十年可能會開采完畢,但仍有其他礦種和社會上積蓄的廢鋁,以及粉煤中的鋁,還有海水中含的鋁。所以不用擔心鋁的資源,當然我們應當珍惜與愛護現有的資源,做到物盡其用。
在城建公輔設施中,燈桿、路燈設備、庭院燈、景觀燈、草坪燈、探頭桿等都可以用鋁合金制造,還有護欄、公交車站、座椅、垃圾桶、天橋、智能等也可用鋁合金制造。
鋁合金燈桿
鋁具有密度小的特性,僅為2700kg/m3,僅為鋼材與鑄鐵的1/3,這對燈桿的運輸與安裝極為有利,有利于降低施工成本與提高安裝安全性;鋁的加工成形好,燈桿易壓力加工與切削加工,對降低生產成本極為有利;在工業大氣和海洋環境中有很強的抗腐蝕性能,在服役的五六十年中幾乎毫無腐蝕,不產生腐蝕產物,對環境友好,服務期滿后還可全部回收,是一種真正的綠色材料;優異的可表面性能,可本色拉絲;通過,還可陽極氧化著各種顏色,如黑色、深棕色、中棕色、淺棕色、本色,噴塑為黑色、深棕色、白色、深綠色等;優秀的低溫性能,適于從北極到南極的任何溫度下應用,沒有低溫脆性,其塑性與強度性能均隨著溫度的下降而同步上升,可是大多數鋼種則有低溫脆性,溫度下降,強度雖有升高,但是塑性則大幅度下降,甚至在嚴寒的冬天會斷裂;鋁合金燈服務到期后不但可全部得到回收,實現價值可達價格的85%,而且再生熔煉-鑄造的總能耗只需10.4GJ/tAl,僅相當原鋁提取總能耗213GJ/tAl的4.9%,而且燒損也不大,在先進的雙室爐內熔煉只不過2%左右;可采用插入安裝,簡便易行。但鋁合金燈桿的造價較高,是其不足之處。
鋁合金燈桿與其他燈桿的特性比較
燈桿可用多種材料制造:水泥、鑄鐵、鋼、玻璃鋼等。水泥燈桿的造價低、無需表面處理,是它的最大優點,但非常重,帶來一些缺點,如運輸費用高、安裝設備昂貴、安裝難度也大,且危險性高,服役期滿后無回收價值,使用過程中不用保護。
鑄鐵燈桿,是現在用的最多的種類,首批成本低、強度相當高,但在使用過程中會發生嚴重的腐蝕,須經常定期維護,費用不菲,重量是鋁的3倍,運輸安裝成本高,無回收價值。如用鋼管燈桿,需進行熱浸鍍鋅處理,必須注意,否則對環境污染嚴重。
也有用玻璃鋼制造燈桿的,它的質量輕、首批成本也不高是其主要優點,但是缺點也著實不少:沒有回收價值、處理困難、費用高;不抗紫外線侵襲,日久天長,桿體破壞會非常嚴重,且會變色;維護費用高;低溫時強度會有較大下降。
鋁合金燈桿種類
可按用途將鋁合金燈桿分為街道路燈、庭院燈、草坪燈、景觀燈等,這些燈的桿、座、與頭頂都可以用鋁合金制造,燈桿用鋁合金旋壓或,燈座為鋁合金鑄件,桿的材質為6063合金,座的材料為ZL1XX系合金。
單臂燈桿
單臂燈最常用,用量最大,適于城市主干路、次干路、支路、工廠與學校、園林道路、廣場的照明等。道路照明燈的間距一般為50m~90m,一般兩邊都有。
燈桿有6m、7m、8m、9m、10m等5種,不管是中國遼寧忠旺集團有限公司城建公輔設施事業部,還是奧科寧克公司、薩帕鋁業公司與日本聯合鋁業公司(UACJ)等都如此,已形成定型的系列。
園區燈
鋁合金園區燈適合于公園、庭院、高級住宅區、別墅區、商業步行街、休閑廣場、農家樂、街心花園、風景旅游區、動物園等,燈的高度通常為2.5m~5m,但要求有高的裝飾性與觀賞性,與園區和諧,也是一道具有觀賞的亮麗的風景線。這種觀賞性燈是用旋壓工藝生產的,當然也可以用擠壓法制造,燈桿須經過拉絲、陽極氧化、噴塑等表面處理,燈頭可制成各種各樣的形狀。園區燈的底部多蝕刻成水波紋圖案,底座為鋁合金鑄件。
景觀燈
廣場、公園、步行街、酒店、賓館、度假村、娛樂場所、會館、農家樂等用的戶外照明路燈的鋁合金燈桿高度一般不超過4m,用的合金為6063-T5,采用擠壓工藝與雕花工藝制造,底座為鋁合金鑄件。景觀燈是一類裝飾型照明燈,光源靈活多變,形態結構千姿百態,美倫美奐,可做到美化、亮化、綠化的有機結合,光與影、燈與藝術的完美結晶。
草坪燈
鋁合金草坪燈的燈柱是用6063合金擠壓的管材,一般用的高度0.6m,配有成套的鋁制燈具,底座為鋁合金鑄件,燈柱為直通管材,直徑140mm、152mm、165mm,直埋深度800mm,適用于廣場、公園、步行街、街心綠化地、草坪、小孩娛樂場所。
公交車站牌與護欄
在大中城市公交車線路上,1km~1.5km就有一個公交車站,全國有三四百個大中城市,有幾萬個車站,都有告示牌,有些裝有避雨遮陽棚,有的還有板凳,這些都可以用鋁合金板材與擠壓型材制造,既美觀適用,又可以快速組裝,不會腐蝕生銹,潔凈衛生。
公路與城市繁華街道護欄
鋁合金擠壓型材與管材是制造公路、城市繁華街道、交叉路口護欄的上乘材料,在繁華街段、交叉路口設置,可以提高車輛與行人速度,減少交通事故率達到20%,鋁合金護欄還具有美觀、質輕、不生銹、使用期長、經濟環保等優勢。護欄尺寸:長×寬×高通常為3300mm×400mm×1236mm,質量53kg。
座椅
城市街道旁、公園、休閑場所等的鋁合金座椅種類繁多、各式各樣,具有質量輕、耐腐蝕不生銹、使用期長、潔凈衛生,可施以木紋轉印,顏色逼真。常用座椅、板凳尺寸約為長×寬×高:2760mm×1240mm×520mm,質量72kg。世界通用的城市休閑座椅的材料為6063-T5合金,都經過表面處理。
垃圾桶
城市街道、公園、休閑娛樂場所、旅游景點等會有很多垃圾,就需要大量的垃圾桶,而且要求垃圾桶與放置地點協調一致,外觀賞心悅目。經過表面處理是制造垃圾桶的好材料,且一些垃圾種類具有很強的腐蝕性,要求垃圾桶材料抗腐蝕。鋁材的特點是:抗腐蝕、使用期限長、顏色可多樣又富光澤。常用桶的體積0.45m3、容積0.19m3、質量約24.4kg。此外,全鋁易拉罐回收機也可以用鋁合金制造。
鋁合金橋及天橋
全世界已建成的鋁合金橋(公路橋、鐵路橋、過街人行橋)約390座,國外的96%以上為公路橋,鐵路橋寥寥無幾。
至2017年12月中國已建成60余座鋁合金天橋,其中廣西南寧市已建成42座,不但是中國最多的城市,也是全球這類過街天橋最多的城市。
因天橋大小不一,一座天橋的鋁材用量也不相同,大的每座的用量可達200t,小的每座也有50t左右,在城建輔助設施建設中應是用鋁最多的單個項目,所以推廣鋁合金天橋的建設對擴大鋁材應用有著重要意義。
未來城市照明與其他公輔設施
鋁材在未來城市智慧照明與其他智能公輔設施中的應用將大顯身手,可用于制造各種各樣的傳感器(城市環境監控顯示器、噪聲傳感器、空氣污染檢測器、溫/濕度傳感器、亮度傳感器、市政建筑監控)、視頻監控裝置(安防監控、車輛監控)、RFID系統(特別人群監控、窨井蓋監控、社區安防監控、市政設施監控)、緊急呼叫系統(外場分機與監控中心聯系、監控中心對外場的主動廣播)、智能照明網絡(蜂窩式散熱器、基于亮度的均勻配光器、智能單燈/集中控制器、多種模塊化設計燈頭可選器)、無線網絡(路燈內嵌WIFI熱點)、信息發布系統(廣告播放、財政新聞、信息發布)、充電樁(電動汽車及電動自行車充電)等。
可用鋁材制造的公輔設施的面很廣,小到景觀燈,大到游艇與天橋,包羅萬象。目前,中國城市公輔設施的鋁化率還很低,2017年約為0.5%,與發達國家的20%左右相差甚遠,或者說尚未起步,是一個亟待開發的領域,潛力甚大。因此,希望鋁業能在這方面多做些宣傳工作,促使幾年后,城市公輔設施的鋁化率能達到20%,追趕上發達國家。