金屬圍護(hù)系統(tǒng)是采用冷彎薄壁型鋼及壓型金屬屋面板配以保溫隔熱、吸音隔聲以及防水等材料，組裝成的圍護(hù)系統(tǒng)，它的起源，由人們開(kāi)始利用金屬材料作為屋頂覆蓋物開(kāi)始，其歷史可以追溯到12世紀(jì)中期，當(dāng)時(shí)的德國(guó)及北歐一些國(guó)家及地區(qū)的手工工匠利用簡(jiǎn)單的手工工具，把細(xì)小的金屬銅片通過(guò)咬口接縫的形式安裝于一些標(biāo)志性建筑屋頂之上。然而，金屬圍護(hù)系統(tǒng)中以金屬薄板作為建筑材料，被接受及大量應(yīng)用于一般工業(yè)與民用建筑，其歷史則只有約200年的時(shí)間。
       金屬圍護(hù)系統(tǒng)從最初作為屋頂?shù)膯渭冃越饘傺b飾，至今在建筑上扮演著建筑結(jié)構(gòu)、保溫隔熱、吸聲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擬的優(yōu)越性能而存在并逐步發(fā)展壯大。
      （一）18~19世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)金屬面板在建筑上的應(yīng)用
早在18世紀(jì)初，約1700年英國(guó)人已懂得制造鍍錫薄鋼板并用于建筑屋頂之上作為裝飾之用。隨至18世紀(jì)前半期的工業(yè)革命，帶動(dòng)工場(chǎng)手工業(yè)向機(jī)器大工業(yè)的過(guò)渡，由機(jī)器的制造使得鋼鐵工業(yè)迅速得到飛躍式的發(fā)展，成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)，反映在建筑中，表現(xiàn)為開(kāi)始不斷涌現(xiàn)了新材料、新設(shè)備和新技術(shù)，尤以由熱鍍鋅工藝發(fā)展而來(lái)的熱鍍鋅的發(fā)明為代表性，它生產(chǎn)出的熱鍍鋅薄鋼板并開(kāi)始被生產(chǎn)并應(yīng)用于各類工業(yè)及民用建筑，至今天我們所見(jiàn)到的各種表面處理鋼板的原型就是此時(shí)期產(chǎn)生。鋼鐵金屬材料進(jìn)入建筑領(lǐng)域，為近代建筑開(kāi)辟了廣闊的前途，更使建筑在空間設(shè)計(jì)上開(kāi)始有了新的突破與發(fā)展，成為金屬圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)展的重要推動(dòng)力。
      19世紀(jì)初期，因材料成本較低，人們?nèi)云蛞藻a板作為建筑屋面常用金屬材料，鍍錫薄鋼板在美國(guó)得到廣泛普及，人們嘗試用錫板配以新的加工和安裝技術(shù)制作金屬屋面板，其中發(fā)展出卷邊平扣屋面板連接方式，同時(shí)采用松香和鉛錫焊密封板間縫隙，卷邊平扣屋面板連接及密封板縫技術(shù)的出現(xiàn)，是金屬屋面系統(tǒng)運(yùn)用的開(kāi)端。其后，伴隨著鋼鐵加工工藝的發(fā)展，人們開(kāi)始嘗試用鐵板等其它金屬材料制作金屬屋面系統(tǒng)，并開(kāi)始應(yīng)用到工業(yè)等其它領(lǐng)域，典型的有1829年，英國(guó)船塢公司的工程師亨利帕爾莫（HenryPalmer）設(shè)計(jì)一種瓦楞狀的薄鐵板被第一次工業(yè)化應(yīng)用于英國(guó)船塢公司的貨倉(cāng)屋頂及墻面上，標(biāo)志著壓型金屬板的正式應(yīng)用。

                                        （第一代瓦楞板生產(chǎn)線）
      至19世紀(jì)中，現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐鎳管煉鋼技術(shù)的出現(xiàn)，更使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代，金屬材料開(kāi)始以多種合金狀態(tài)形式出現(xiàn)，與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用，鋁、鎂、鈦等金屬相繼問(wèn)世并得到應(yīng)用，新冶煉技術(shù)的誕生，為人類生產(chǎn)了更多更大量的廉價(jià)金屬選擇，極大推動(dòng)金屬材料在建筑業(yè)上廣泛的使用性及金屬圍護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展。隨著熱浸鍍技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，此時(shí)的金屬圍護(hù)系統(tǒng)開(kāi)始以多種形式的金屬薄板形式出現(xiàn)，并作為建筑圍護(hù)面板被廣泛應(yīng)用于一般工業(yè)與民用建筑的屋、墻面中，如一些工廠、輪船、大型公共建筑等。

    （歐洲老式建筑）

                                                        （老式歐洲建筑）

       （二）20世紀(jì)，冷彎技術(shù)推動(dòng)金屬圍護(hù)全面發(fā)展
        進(jìn)入20世紀(jì)，冶煉技術(shù)取得很大發(fā)展，產(chǎn)生出更多的金屬材料用以建筑使用中，其中代表性的包括熱鍍鋅薄鋼板的革新，鋁合金薄板的誕生，為金屬圍護(hù)系統(tǒng)在材料應(yīng)用上提供很好的選擇，促進(jìn)金屬圍護(hù)在建筑上的應(yīng)用及推廣。
20世紀(jì)初期，人們?cè)谏鲜兰o(jì)的熱軋鍍鋅鋼板基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出以連續(xù)的方式在作業(yè)線中進(jìn)行熱鍍鋅的冷軋成卷鍍鋅技術(shù)，使鍍鋅鋼板成本大幅度降低，而生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量得到極大改善，鍍鋅鋼板及壓型鋼板成為一種較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的金屬板材料開(kāi)始批量生產(chǎn)，并逐漸替代鉛、錫合金板材，被大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和商業(yè)建筑中。同時(shí)，為配合鋼板的加工和安裝使用，人們發(fā)展出了壓型板屋面系統(tǒng)，直接用螺釘與屋面結(jié)構(gòu)固定連接，板面有肋，縱、橫向可用搭接連接，可以說(shuō)，壓型板的應(yīng)用是金屬屋面系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。另外，鋁合金薄板也在這個(gè)時(shí)間被人類發(fā)明，1906年，德國(guó)的冶金專家威爾姆在鋁中加入少量的鎂和銅，制成了硬度極高的鋁合金，鋁合金薄板以其重量輕，防腐性能強(qiáng)，加工性能好等優(yōu)異物理性能，逐步被人們認(rèn)可，至20世紀(jì)中期后逐漸發(fā)展成為主流金屬建筑材料。
       20世紀(jì)中葉開(kāi)始，輥式冷彎成型技術(shù)開(kāi)始逐步發(fā)展并廣泛性應(yīng)用，直接促進(jìn)金屬薄板在圍護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，更豐富的材料選擇（如銅板、鋅板、鈦鋅板、鋁合金板、鍍鋅鋼板等配以不同合金型號(hào)），更多的板型設(shè)計(jì)（卷邊型、扣合型、折封型、熔焊型等），更詳細(xì)的設(shè)計(jì)考慮（建筑設(shè)計(jì)考慮、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮）成為這時(shí)期的金屬圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn)。金屬圍護(hù)系統(tǒng)各種配件不斷完善，屋面、屋檐、屋脊、天溝的節(jié)點(diǎn)處理逐步規(guī)范化，同時(shí)，屋面系統(tǒng)不再以為單純的金屬面板形式出現(xiàn)，而是以具有保溫隔熱、吸音隔聲以及防水等材料，組裝成的作為具有建筑結(jié)構(gòu)性能的圍護(hù)系統(tǒng)，并已成為建筑的一個(gè)重要組成部分，配套著建筑的使用，在歐洲地區(qū)已出臺(tái)有關(guān)金屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范（如BS5427-1996），規(guī)范的出臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)著金屬圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)走向標(biāo)準(zhǔn)化。完善的設(shè)計(jì)考慮、優(yōu)越的系統(tǒng)組合形式成為圍護(hù)系統(tǒng)的跨越式進(jìn)步，這世紀(jì)末，金屬圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)展基本完善。

       （三）21世紀(jì)，新技術(shù)引領(lǐng)金屬圍護(hù)達(dá)至成熟階段
        進(jìn)入21世紀(jì)，金屬圍護(hù)在發(fā)展中國(guó)家仍然是飛速發(fā)展時(shí)期，這時(shí)期隨著鋼鐵產(chǎn)量穩(wěn)步上升，建筑業(yè)伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展成為發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)支柱之一，金屬圍護(hù)系統(tǒng)普遍應(yīng)用于各類公共建筑、私人建筑中，涵蓋基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)、商業(yè)、住宅等各類場(chǎng)所，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)建筑要求越來(lái)越高，建筑造型及結(jié)構(gòu)等越來(lái)越復(fù)雜多變，可以說(shuō)，金屬圍護(hù)建筑已成為現(xiàn)代化建筑的標(biāo)志之一，而且隨著全球應(yīng)用的多元化及廣泛性，針對(duì)金屬圍護(hù)的技術(shù)規(guī)范不斷問(wèn)世，在上世紀(jì)末英國(guó)制定的金屬圍護(hù)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范后，一些地區(qū)及國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)或行業(yè)協(xié)會(huì)所制定的行業(yè)手冊(cè)或指導(dǎo)文件對(duì)金屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用同樣具有重要的指導(dǎo)意義，較為有影響的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有歐洲地區(qū)的金屬外圍護(hù)結(jié)構(gòu)制造商協(xié)會(huì)（MCRMA）的系列技術(shù)文件及北美地區(qū)金屬建筑制造商協(xié)會(huì)（MBMA）的金屬建筑系統(tǒng)手冊(cè)（2006 Metal Building Systems Manual），整個(gè)行業(yè)技術(shù)不斷完善中，金屬圍護(hù)系統(tǒng)發(fā)展至成熟階段。
在材料應(yīng)用上：設(shè)計(jì)師不斷追求新的設(shè)計(jì)靈感，配合不同建筑特色，一方面，人們給各種材料賦予更多大膽的色彩選擇，為各類建筑增添亮色；其次，新材料不斷推陳出新，如各種新型的復(fù)合材料不斷問(wèn)世，在不降低使用效果（防腐性能、機(jī)械強(qiáng)度等）的前提下達(dá)到節(jié)約資源、降低成本的效果，以及研發(fā)一些超強(qiáng)性能的建筑材料，如耐候鋼材等，配合極限建筑的需要；另一方面，人們也同時(shí)趨于原始金屬質(zhì)感的追求，運(yùn)用原始金屬打造出現(xiàn)代化建筑。
在工藝控制上：隨著更成熟、更穩(wěn)定的輥彎成型生產(chǎn)工藝發(fā)展，為金屬圍護(hù)系統(tǒng)在工藝上提供著出色的表現(xiàn)，冷彎設(shè)備能將材料一次性完成多項(xiàng)塑性加工工藝，如復(fù)雜異型金屬板及圍護(hù)構(gòu)建等進(jìn)行一次成型，滿足了更多的建筑需求，同時(shí)，新技術(shù)使得產(chǎn)品質(zhì)量控制更加精準(zhǔn)，能一次性穩(wěn)定的生產(chǎn)大量產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期、極大提高生產(chǎn)效率。

       在產(chǎn)品選擇上：建筑需求直接帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展，行業(yè)廠家不斷發(fā)展壯大，行業(yè)不斷研發(fā)出更多的面板板型及系統(tǒng)搭配，并逐漸以地域性、氣候性分區(qū)不同而形成了不同的金屬圍護(hù)系統(tǒng)類型，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加細(xì)化，產(chǎn)品選擇更加多元化。其中歐洲地區(qū)在板型選擇方面，人們卻似乎更偏向以帶有歷史傳承的雙折封系統(tǒng)作為主流板型，再結(jié)合現(xiàn)代建筑要求搭配完善的系統(tǒng)組合，并以此作為主要工藝水平之評(píng)定（見(jiàn)下圖為歐洲圍護(hù)系統(tǒng)競(jìng)技大賽現(xiàn)場(chǎng)）。

（歐洲圍護(hù)系統(tǒng)競(jìng)技大賽現(xiàn)場(chǎng)）

在技術(shù)考慮上：在行業(yè)發(fā)展進(jìn)程衍生的工程質(zhì)量問(wèn)題中，人們?cè)絹?lái)越重視技術(shù)設(shè)計(jì)上的考慮，并視設(shè)計(jì)是質(zhì)量保證的前提條件，為保證金屬圍護(hù)系統(tǒng)質(zhì)量，開(kāi)始從設(shè)計(jì)原理上進(jìn)行控制，以建筑要求和結(jié)構(gòu)要求為兩個(gè)基本要素進(jìn)行金屬圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并在以金屬圍護(hù)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出了金屬圍護(hù)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用考慮的十幾個(gè)基本因素，并在這些因素基礎(chǔ)上開(kāi)展金屬圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括：（1）可持續(xù)性；（2）耐久性；（3）外觀；（4）防水性能；（5）結(jié)構(gòu)性能；（6）熱工性能；（7）冷凝水的控制；（8）聲學(xué)性能；（9）屋面防火；（10）防雷措施；（11）熱位移效應(yīng)；（12）細(xì)部設(shè)計(jì)；（13）附屬裝置；（14）自清潔；（15）系統(tǒng)的日常維護(hù)。完善的設(shè)計(jì)考慮基礎(chǔ)，將是引領(lǐng)金屬圍護(hù)系統(tǒng)健康、長(zhǎng)足發(fā)展的重要保證。
（三）小結(jié)
     建筑作為人類的重要標(biāo)志之一，不但承載人類繁衍生息居所功能，是人類精神文明和物質(zhì)文明的產(chǎn)物，代表了不同時(shí)期、不同國(guó)家的文化和思想。金屬圍護(hù)系統(tǒng)作為一個(gè)由古老手工發(fā)展至現(xiàn)代新興的產(chǎn)業(yè)，伴隨在人們不斷發(fā)展的文明變遷不斷演變、進(jìn)步，每一個(gè)演變都是人類進(jìn)步的象征，見(jiàn)證人類的生活文化需求。將來(lái)，金屬圍護(hù)系統(tǒng)將繼續(xù)伴隨著人類進(jìn)步不斷超越自我，為更多的建筑提供美觀實(shí)用的盔甲。
參考文獻(xiàn)：
1、《金屬屋面板系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用》 黃唯  周懷偉
2、《金屬屋面圍護(hù)材料的歷史》http://info.51sole.com/cd11/578841.htm
3、《屋頂設(shè)計(jì)百科》 武者英二  吉田尚英（馬俊 里妍 譯）