金属围护系统发展简述2014.12

■ 刘晓丹

（中国钢结构协会冷弯型钢分会金属围护产品委员会）

内容导读：金属围护系统是采用冷弯薄壁型钢及压型金属屋面板配以保温隔热、吸音隔声以及防水等材料，组装成的围护系统。它的起源，由人们利用金属材料作为屋顶覆盖物开始，其历史可以追溯到12世纪中期，当时的德国及北欧一些国家及地区的手工工匠利用简单的手工工具，把细小的金属铜片通过咬口接缝的形式安装于一些标志性建筑屋顶之上。然而，金属围护系统中以金属薄板作为建筑材料，被接受及大量应用于一般工业与民用建筑，其历史则只有约200年的时间。

金属围护系统从最初作为屋顶的单纯性金属装饰，至今在建筑上扮演着建筑结构、保温隔热、吸声降噪及防水等重要功能，正是由于其具有一般建筑材料不可比拟的优越性能而存在并逐步发展壮大。

18~19世纪，钢铁工业发展

带动金属面板在建筑上的应用

早在18世纪初，英国人已懂得制造镀锡薄钢板并用于建筑屋顶之上作为装饰之用。随至18世纪前半期的工业革命，带动工场手工业向机器大工业的过渡，由机器的制造使得钢铁工业迅速得到飞跃式的发展，成为产业革命的重要内容和物质基础，反映在建筑中，表现为开始不断涌现了新材料、新设备和新技术，尤以由热镀锌工艺发展而来的热镀锌的发明为代表性，它生产出的热镀锌薄钢板并开始被生产并应用于各类工业及民用建筑，至今天我们所见到的各种表面处理钢板的原型就是此时期产生。钢铁金属材料进入建筑领域，为近代建筑开辟了广阔的前途，更使建筑在空间设计上开始有了新的突破与发展，成为金属围护系统发展的重要推动力。

19世纪初期，因材料成本较低，人们仍偏向以锡板作为建筑屋面常用金属材料，镀锡薄钢板在美国得到广泛普及。人们尝试用锡板配以新的加工和安装技术制作金属屋面板，其中发展出卷边平扣屋面板连接方式，同时采用松香和铅锡焊密封板间缝隙，卷边平扣屋面板连接及密封板缝技术的出现，是金属屋面系统运

用的开端。其后，伴随着钢铁加工工艺的发展，人们开始尝试用铁板等其它金属材料制作金属屋面系统，并开始应用到工业等其它领域，典型的有1829年，英国船坞公司的工程师亨利帕尔莫（HenryPalmer）设计一种瓦楞状的薄铁板被第一次工业化应用于英国船坞公司的货仓屋顶及墙面上，标志着压型金属板的正式应用。

第一代瓦楞板生产线

金属围护系统

发展简述

至19世纪中，现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现，更使

人类真正进入了钢铁时代，金属材料开始以多种合金状态形式出

现，与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用，铝、镁、钛等金属

相继问世并得到应用，新冶炼技术的诞生，为人类生产了更多更

大量的廉价金属选择，极大推动金属材料在建筑业上广泛的使用

性及金属围护系统的发展。随着热浸镀技术的不断开发与应用，

此时的金属围护系统开始以多种形式的金属薄板形式出现，并作

为建筑围护面板被广泛应用于一般工业与民用建筑的屋、墙面

中，如一些工厂、轮船、大型公共建筑等。

欧洲老式建筑

20世纪，冷弯技术推动金属围护全面发展

进入20世纪，冶炼技术取得很大发展，产生出更多的金属

材料用以建筑使用中，其中代表性的包括热镀锌薄钢板的革新；

铝合金薄板的诞生，为金属围护系统在材料应用上提供很好的选

择，促进金属围护在建筑上的应用及推广。

20世纪初期，人们在上世纪的热轧镀锌钢板基础上，设计

出以连续的方式在作业线中进行热镀锌的冷轧成卷镀锌技术，使

镀锌钢板成本大幅度降低，而生产效率及产品质量得到极大改

善，镀锌钢板及压型钢板成为一种较经济实用的金属板材料开始

批量生产，并逐渐替代铅、锡合金板材，被大量应用于农业和商

业建筑中。同时，为配合钢板的加工和安装使用，人们发展出了

压型板屋面系统，直接用螺钉与屋面结构固定连接，板面有肋，

纵、横向可用搭接连接，可以说，压型板的应用是金属屋面系统

发展的一个重要里程碑。另外，铝合金薄板也在这个时间被人

类发明，1906年，德国的冶金专家威尔

姆在铝中加入少量的镁和铜，制成了硬

度极高的铝合金，铝合金薄板以其重量

轻，防腐性能强，加工性能好等优异物

理性能，逐步被人们认可，至20世纪中

期后逐渐发展成为主流金属建筑材料。

20世纪中叶开始，辊式冷弯成型技

术开始逐步发展并广泛性应用，直接促

进金属薄板在围护系统中的应用，更丰富

的材料选择（如铜板、锌板、钛锌板、

铝合金板、镀锌钢板等配以不同合金型

号），更多的板型设计（卷边型、扣合

型、折封型、熔焊型等），更详细的设计

考虑（建筑设计考虑、结构设计考虑）成

为这时期的金属围护系统发展特点。金属

围护系统各种配件不断完善，屋面、屋

檐、屋脊、天沟的节点处理逐步规范化，

同时，屋面系统不再以为单纯的金属面板

形式出现，而是以具有保温隔热、吸音隔

声以及防水等材料，组装成的作为具有建

筑结构性能的围护系统，并已成为建筑的

一个重要组成部分，配套着建筑的使用，

在欧洲地区已出台有关金属围护结构应用

的技术规范（如BS5427-1996），规范的

出台，标准着金属围护系统技术走向标

准化。完善的设计考虑、优越的系统组

合形式成为围护系统的跨越式进步，这

世纪末，金属围护系统发展基本完善。

21世纪，新技术引领

金属围护达至成熟阶段

进入21世纪，金属围护在发展中国

家仍然是飞速发展时期，这时期随着钢

铁产量稳步上升，建筑业伴随着经济发

展成为发展中国家的经济支柱之一，金

属围护系统普遍应用于各类公共建筑、

私人建筑中，涵盖基础设施、工业、商

业、住宅等各类场所，随着建筑技术的

发展，人们对建筑要求越来越高，建筑S PECIAL PLANNING特别策划

0《冷弯型钢》 0 4年第4期