铜瓦——中式建筑屋顶巅峰材料
图为铜瓦在中国第一铜塔雷峰塔中的应用
1．概述
铜瓦，顾名思义，即用铜做的瓦。目前，国内现存的铜瓦古建，大都散建于明清两朝，且主要为寺庙佛堂之核心建筑。这些铜瓦殿宇或立于巉崖峭壁，或隐于崇山峻岭；其庄严肃穆，古韵悠长。
“鳞鳞万瓦五峰中，不用泥烧用铸铜。”明朝四大高僧之一的紫柏法师曾诗赞五台山广崇寺二十八殿堂落成时的壮观景象。该寺自明朝正德年间建成，数百年来，虽几经修葺，却一直香火隆盛。国内类似的铜瓦古建还有云南目前唯一保存完好的铜瓦殿——建于清乾隆三十六年的丽水普济寺。此外，云南鸡足山金顶寺铜瓦殿，祝圣寺铜瓦殿，凤鸣山金殿及四川峨眉山金顶等铜瓦古殿，均历经大修或增建。
国内第一片真正意义上的机制铜瓦的诞生，缘于雷峰塔的重建。1999年，在杭州市政府的大力支持下，当地铜艺宗师潜心研究，终于完美复制了仿古铜瓦。今天，温婉秀拔的雷峰塔之所以能成为杭州引以为傲的新地标，其檐上片片堪称艺术品的铜瓦功不可没。
以此为契机，铜瓦屋面迅速引起国内建筑界的关注，并为众多仿古建筑争先仿效。其后，国内相继涌现出如峨眉金顶、北京昭庙、柳州文庙、绍兴大舜殿、洛阳老君山金殿、洛阳武则天天堂遗址、山东德州庆云寺金顶、威海环翠楼等一大批铜瓦建筑佳作。它们或金碧辉煌，或庄严肃穆，或古拙沉雄，无不饱得世人赞叹，并被业界引为行业标杆。
2．铜瓦的特点
铜瓦之所以为人青睐，在于以下优点：
⑴高端大气，持久耐用。铜资源稀缺，性质稳定，自古类金；秦以前甚至一度以“金”谓之。铜独特的质地和色泽赋予铜瓦一种天然的贵气，其装饰的屋面因而魅力倍增。铜性能稳定，在空气中能形成坚固无毒的防氧化钝化保护层（俗称“铜绿”），故铜瓦若养护得当，百年不朽以至千年不朽不足为奇。
⑵色泽丰富，款式多样。铜材质稳定，质地绵密，表面可以进行各种油漆处理，因而颜色极其丰富。这极大地满足了各种建筑屋面的不同视觉效果诉求。铜具有极佳的延展、拉伸、锻打等物理属性，故铜瓦可以根据不同形制的建筑屋面需求，加工成各种款式。
⑶绿色环保，用储并蓄。铜是一种举世公认的绿色金属，铜瓦废弃，回收利用率近乎100%，对生态环境不构成任何污染。此外，因铜属不可再生资源，随着社会需求的日益增大，其价格总体上扬将是必然趋势。故铜瓦虽前期投入较大，却极具实用价值与保值功能。
3．铜瓦的种类
理论上讲，任何建筑设计师对屋面图案的天才想象，都可通过改变铜瓦形状及转换表面颜色与纹饰加以实现。目前，建筑屋面上所用铜瓦按形状归结起来，可大致划分为三大类。
⑴板状铜瓦。传统上将横断面小于半圆的屋面瓦均称为板瓦，铜制板瓦一般西式建筑和日式建筑用得较多。有些欧式或中式建筑风格的博物馆、展览馆等大型公共建筑亦采用板状铜瓦。但总体上讲用量颇少。板瓦中，鱼鳞瓦为比较典型的代表。一般规格较高的藏式庙宇所用铜瓦皆为鱼鳞瓦，且表面鎏金或镀金，看上去金光闪闪、气势非凡。
⑵波状铜瓦。铜瓦表面有小弧度的隆起和凹槽，形似水波，故此得名。波状铜瓦的使用范围及地域和板状铜瓦大体相同。
⑶筒状铜瓦。凡弧度大于等于半圆的铜瓦均称之为筒状铜瓦（又称仿古铜瓦）。筒状铜瓦为中国传统古建所独有，目前我国仿古建筑（除部分藏式建筑外）所用铜瓦，基本上均采用筒状铜瓦。筒状铜瓦根据建筑物风格和体量大小可选择不同的形制，按琉璃瓦尺寸通常又有2～9样瓦之别。（附：7样瓦截面尺寸图和个样瓦具体尺寸表。）
筒状铜瓦（带钩头铜盖瓦）筒状铜瓦（带滴水铜底瓦）筒状铜瓦（铜瓦闭合示意图）
4．铜瓦的制作
铜瓦大都采用黄铜板制作，如有特殊要求，亦可采用紫铜或其他合金铜制作。黄铜瓦主要用质量上乘的H62洛阳黄铜板（抗拉强度≥294MPa，延伸率≥35%；状态：软、半软、硬，含铜率60.5%-63.5%）；紫铜瓦则采用T2洛阳紫铜板（含铜≥92%）；合金瓦一般采用铜铝复合板或铜钢复合板，不过用者极少。
一片铜瓦从制图、开模、压制、表面处理到着色处理，有个严谨而规范的操作流程。其中任何一个环节处理不当，都将直接影响铜瓦的品质。
⑴制图：根据客户需要或建筑物屋面设计要求，遴选最适合的铜瓦款式，并设计出CAD全图。一个屋面的整体装饰效果，往往取决于采用什么形制的铜瓦，所以制图环节显得尤为重要。
⑵开模：一个完整屋面往往使用到同一款铜瓦的多个型号（某些屋面交汇或边沿不规则处，甚至需要对铜瓦的形状进行剪切等特殊处理），故瓦模可能需要多种。一般而言，量大主瓦采用钢模压制，而量小或某些特殊铜瓦可临时浇铸锌模压制。铜瓦板材厚度随屋面所需使用年限而定，一般在0.5～1.5的区间内，最常用为1.2㎜黄铜板。
⑶压制：铜瓦一般采用油压机冲压。根据板材厚度，冲压吨位各有不同。根据铜瓦所用板材厚度不同，需采用不同压力吨位的油压机。一般而言，1.2～1.5㎜板材的铜瓦，压力吨位大概100吨左右。
铜瓦屋面的盖瓦通常采用单片压制，而底瓦则采用多片连条压制。这样的条状底瓦，长度少则一米多至十几米。采用此法对铜屋面的好处在于：①屋面更加坚固耐用，②更有利于防风防雨防渗漏，③大大减少了铜瓦安装的难度和工作量，④有效规避了单片安装时造成的误差，极大地提高了整体工程质量。
⑷表面处理：分为物理处理和化学处理。物理处理主要指通过辊压、打磨、抛光、拉丝、除尘等工艺手段，以保证每片铜瓦达到设计要求和应有的外观效果。化学处理主要指着色及外层油漆保护。理论上讲，铜瓦可以喷涂成任何颜色，且一次着色可保证十几年不退。目前，铜瓦用得最多的颜色为本色和古铜色。本色为喷涂亮光清漆或亚光清漆；有些铜瓦屋面为达到金碧辉煌的效果，还可在表面进行贴金、镀金或鎏金处理。古铜色俗称铜做旧，是指通过在铜板表面喷涂调制好的各种混合漆，令其由浅入深呈现各种古旧效果。上好色的铜瓦最后喷上氟碳保护膜，经160℃高温烘烤后方算成品。
紫铜拉丝浅古铜黄铜拉丝深古铜黄铜乱丝浅古铜黄铜拉丝浅古铜
5．铜瓦的安装
一片制作精美的铜瓦并不代表其铺就的屋面也同样精美，这就如同单个音符无论如何悦耳，如不完美组合也无法构成美丽乐章。所以，如何根据屋面的具体形制，将每片铜瓦严丝合缝地连接在一起、并呈现气势恢宏的装饰效果，是一门很深的学问。大体上讲，铜瓦可适用基层为任何材料的屋面，安装并无过于复杂之处，关键是细节处理，具体步骤为如下：
第一步安装不锈钢膨胀螺丝预埋件。①现场施工时，找出檐口长度基准点，保证各屋面边线点的90度转折。②按图纸要求的布点位置如数预埋膨胀螺丝，间距一般为横向1.0m，纵向0.6m。③对布点位置进行防水处理。
第二步安装不锈钢龙骨架。①在现场混凝土屋面设定水平基准点，以保证各屋面龙骨在同一基准面上，各横向龙骨在转角处能对接。②将不锈钢龙骨架按设定的水平基准点焊在膨胀螺丝上，焊点600mm。③将20mm*10mm,通长不锈钢折边板作为纵向龙骨架，每隔2m布排。④纵向龙骨条通常垂直安装在横向龙骨条上，并与横向龙骨条焊接牢固。⑤各翼屋面所有纵横龙骨条及龙骨架全部焊接贯通成网，并与避雷针引条焊接，以导通形成瓦面避雷网。⑥在横向不锈钢龙骨架上，焊上底瓦支撑件（支撑件为两块“L”形铜折边，以便于调整底瓦的间距）。⑦根据图纸安装要求埋设围脊预埋件。
第三步安装垂脊、维脊、正脊等脊件。①现场弹线定出垂脊、维脊、正脊的中心线，根据脊的宽度在混凝土基层上做不锈钢架，将不锈钢架用膨胀螺丝固定于基层，并与不锈钢龙骨架焊接牢固。②按底瓦的坡面弧度在不锈钢架上焊接一通长的不锈钢管，作为底瓦的尾端支撑杆。③将垂脊、围脊、正脊的成品焊在不锈钢架上。
第四步铜瓦分垄与焊接瓦口板。①量出两脊中线尺寸，确定单翼屋面中心线，依据施工图尺寸进行分垄，调节各垄的间距，将不能消化的多余尺寸消化在两翼角的端部。②根据分好的垄距，在相应的位置上焊接瓦口板，瓦口板的距离依据施工图定，其后部斜撑固定件焊在不锈钢龙骨架上。
第五步安装铜底瓦。①依照施工图确定底瓦坐中线，安装首块底瓦。②定出底瓦的外挑出檐口尺寸。③按分好的垄间距，在横向龙骨上焊接底瓦支撑件，支撑件间隔距离根据底瓦的实际间距进行调整。④同底瓦尾端伸进脊件，架在不锈钢通长管上。
第六步安装托泥当沟。将成品当沟分块焊接在脊下部的不锈钢架上，与瓦面的交接接口处用耐候硅胶密封。
通常而言，为保证铜瓦龙骨网和屋脊骨架有足够的强度，各横纵龙骨及支撑件采用1.5δ304#不锈钢条（管）架设为宜，而龙骨支撑则通过8mm膨胀螺丝与基层焊接件连接。同时，为求牢度，各网架连接处均采用满焊或全焊工艺；而盖瓦与龙骨间则以点焊工艺连接。
总之，一个完美的铜瓦工程，是设计、制作、安装等各工序共同作用的结晶。这道道工序，每道都无异于一个精巧的艺术创造过程。它们就犹如一枚花蕾的片片叶瓣，唯有片片完美无瑕，方能共同绽放美丽。
（本文作者：朱帅奇，杭州金星铜世界装饰材料有限公司）
