1 概述 

建筑文化的发展与进步来源于建筑理念的不断提升，建筑理念的表达离不开建筑技术的支撑，两者之间的关系相辅相成、唇齿相依，建筑技术同样具有创新性、逻辑性、趣味性等特质。对建筑技术、建筑构造与材料的深入理解，有助于建筑师更好的发挥其技术与文化特征，为建筑理念的完整表现提供动力。
1.1 建筑围护系统基本功能
建筑围护系统主要指屋面、外墙体两部分。屋面、外墙体是建筑中最古老的部分，是空间塑造的关键要素。围护系统基本功能如下：1）遮蔽功能：用来挡风遮雨雪、隔绝噪音、光线等，创造一个与外界分隔的空间环境。2）保护功能：围护系统不仅是创造一个独立的空间，同时需要提供一个舒适（保温、隔热、防风、抗震等）的环境，可以使内部环境不受外界影响。可以提供安全性。3）视觉功能：具有社会形态与精神意义，一个时代的建筑反映了这个时代的经济水平和精神状态。
1.2 建筑围护系统基本形式
建筑围护系统基本形式分砌（浇）筑类和装配类两大类。其中砌（浇）筑类围护系统又包括：
1）屋面：混凝土预制板系统、混凝土现浇板系统；
2）外墙体：砖混系统、现浇钢筋混凝土系统、混凝土框架砌体填充系统。
而装配类围护系统包括幕墙系统和板材系统、板材系统又分金属板材和非金属板材两类。
金属板围护系统作为装配式围护系统的一种，以金属材料作为围护系统的承重和连接骨架，利用金属板做为围护材料，配合防水、保温、隔热、隔声等材料，完成围护系统的各项功能要求，同时要重点满足以下技术要求：
1）各个功能层要完善；
2）气密性、水密性指标要达标；
3）连接要安全可靠。
1.3 金属板围护系统材料
金属板围护系统材料主要包括金属压型板和夹芯板两大类。其中， 金属压型板材料有钢、铝合金、不锈钢、钛合金、铜、铅等，目前通常采用压型钢板和压型铝合金板。金属压型板的板型分为高波板（波高≥70mm）和低波板（波高＜70mm），连接方式分为：紧固件连接、咬边连接（180°和360°）、卡扣连接。
夹芯板是由彩涂钢板与保温材料在工厂制作而成，保温材料包括：聚苯乙烯、聚氨酯、岩棉、玻璃棉板等。夹芯板的板型分为平板和波型板，连接方式分为：露明式紧固件连接、暗藏式紧固件连接。 

2 金属板屋面围护系统 

2.1 金属板屋面构造层及材料选用见表1

2.2 金属板保温屋面系统设计参数见表2

2.3 压型钢板保温屋面构造
压型钢板复合保温屋面是由单层压型钢板或双层压型钢板与玻璃棉卷毡或岩棉板在施工现场复合完成，构造系统分为两大类：有檩型和无檩型。
有檩型压型钢板复合保温屋面建筑构造又分两种：
1）构造一见图1，底层压型钢板固定在钢檩条的下表面，使室内看不到檩条；此种构造因檩条不外露，不易维修，宜采用镀锌檩条，以达到耐腐蚀的要求。 底层压型钢板可根据具体使用要求采用穿孔钢板、纸面石膏板、增强纤维水泥板（NAFC板）、铝合金吊顶板等材料。

2）构造二见图2，底层压型钢板固定于钢檩条的上表皮，结构檩条外露，在底层压型钢板上加设附檩或专用支架，铺设保温层并固定上层压型钢板。此构造不适用于风荷载较大地区。

图2 檩条露明型压型钢板复合保温屋面构造图

无檩型压型钢板复合保温屋面的建筑构造见图3。屋面底层板采用结构型长跨压型钢板，代替钢檩条，板肋上设置衬檩用以固定屋面面板，屋面面板板型具可选择性，适用于大跨度的屋面结构，例如广州新白云机场。

图3 无檩型压型钢板复合保温屋面构造图   

2.4 细部构造
压型钢板复合保温屋面的保温材料无论是采用玻璃丝棉还是岩棉，都会在檩条处形成热桥现象，因此需要做防热桥处理，其处理方式有两种，见图4-5。可以在檩条上部或连接支架处设置防热桥垫块，垫块可采用硬质挤塑聚苯板，其抗压强度≥500kN/m²，导热系数≤0.0289W/(m·K)。

图4 防热桥构造做法一

图5 防热桥构造做法二

2.5 压型铝合金板保温屋面
压型铝合金板具有良好的塑性和延展性以及可焊接的特性，适用于造型复杂屋面及曲型屋面。同时因其具有良好的耐候性和防腐蚀能力，适用于民用建筑、高标准工业建筑及空气污染比较严重地区、具有海洋气候的地区；一般选用0.9mm以上厚度的压型铝合金板。其中， 压型铝合金板复合保温屋面构造见图6，隔声（吸声）型压型铝合金板复合保温屋面构造见图7。

图6 压型铝合金板复合保温屋面构造图

图7 隔声（吸声）型压型铝合金板复合保温屋面构造

压型金属板由于其自身荷载轻、造型能力强，被广泛使用于大型公共建筑，如图8~12中所示的深圳跳水游泳馆、南京奥体中心、蚌埠会展中心、连云港机场和航空博物馆等。由于金属板表面光滑，质地刚硬，屋面易产生雨噪声，室内易形成反射声，屋面噪音问题严重。为解决上述问题，通过增加相应的构造层可以有效提升整个系统的隔声吸声性能。

图9 南京奥体中心

图10-1 蚌埠会展中心

图10-2 蚌埠会展中心

图11 连云港机场

图12 航空博物馆

2.6 防水卷材压型钢板复合保温屋面
（1）系统介绍
防水卷材压型钢板（见表3）复合屋面综合了压型钢板自重轻易施工以及防水卷材防水性能优良的特性，是对压型钢板复合屋面构造的改进和提高；防水卷材的固定方式有机械固定（热风焊接或条粘）、满粘固定两种方式。防水卷材可采用专用的PVC防水卷材、TPO高分子卷材、SBS改性沥青卷材、EPDM三元乙丙防水卷材等。底层专用压型钢板厚度要求 ≥0.75mm。

（2）机械固定（热风焊接）防水卷材压型钢板复合保温屋面，其构造见图13。屋面建筑构造以PVC卷材为例，保温层及隔离层以下用带垫片的专用螺钉固定在底层专用压型钢板上，防水卷材采用专用固定螺钉穿过保温层固定在底层专用压型钢板，另一幅防水卷材通过热风焊接在螺钉固定的卷材上，两幅卷材搭接后固定螺钉及垫片被完全覆盖。卷材屋面靠连接螺钉固定及抵御屋面负风压荷载，因此须计算固定螺钉的数量，在屋面边缘及角部加密固定螺钉。

图13-1机械固定防水卷材屋面构造1

图13-2 机械固定防水卷材屋面构造2

（3）机械固定（条粘）防水卷材压型钢板复合保温屋面构造见图14。屋面建筑构造以SBS改性沥青卷材为例，保温层采用带垫片的专用螺钉固定在底层专用压型钢板上，固定压条及自粘性固定带采用专用固定螺钉穿过保温层固定在底层专用压型钢板，防水卷材粘接固定在固定带，两幅防水卷材通过专用粘结剂彼此粘连。此构造的卷材屋面靠固定带与卷材的粘接抵御屋面负风压荷载，因此须计算固定带粘接的数量，在屋面边缘及角部加密固固定带。其主要工程应用太钢不锈钢股份有限公司150万吨不锈钢板冷轧车间及天津空客320生产车间，如图15~16。

 

图14-2 机械固定（条粘）防水卷材屋面构造2

图15 太钢不锈钢股份有限公司150万吨不锈钢板冷轧车间

图16 天津空客320生产车间条粘固定防水卷材施工现场

3 金属板墙面围护系统 

3.1 金属板墙面构造层及材料选用见表4，金属板保温墙面系统设计参数见表5。

3.2 压型钢板复合保温屋墙体建筑构造 
压型钢板复合保温屋墙体建筑构造分两大类：有檩型和无檩型。压型钢板表面具有明快的色彩以及丰富的纹路，压型板铺装方式可以将竖排、横排甚至斜排，可以选择肌理密集的板型，也可以选择幕墙形式的纯平板型，见图17~18。可以通过色彩的搭配以及纹路的运用，创造灵动的立面效果，见图19~21。其中，有檩型墙面构造：双侧压型钢板分别固定在钢墙梁的两侧，使室内看不到墙梁；此种构造因墙梁不外露，不易维修，宜采用镀锌檩条，以达到耐腐蚀的要求。无檩型墙面构造图及实例见图22~23，内侧压型钢板结构型盒状板，代替墙梁。夹芯板墙面及应用实例见图24~26。

图17 竖排型压型钢板复合保温墙面

图18 横排型压型钢板复合保温墙面

图19 鞍钢鞍钢克虏伯镀锌板车间

图20 汉德帮建材公司

图21 奔驰汽车维修车间

图23 无檩型压型钢板墙面构造

图24-1 竖排夹芯板复合墙体构造图

图25 鞍钢公司新建三冷轧车间

图26 英特尔计算机中国公司厂房

4 国外金属板围护系统 

国外建筑金属板围护系统的发展比国内要早很多年，系统的完善程度、科技含量等值得我们学习的方面还很多，同时国外建筑师通过他们的作品反应出对金属板围护系统的更多理解，因此金属板特有的材料气质也得到了更加的表达和体现，比如，图27~35分别展示了巴塞罗那水务中心、西班牙萨拉戈萨假日酒店及维也纳垃圾处理厂等一些国外项目使用金属板围护系统的案例，相信会对读者有所启发。

图27-1, 2 巴塞罗那水务中心彩色压型钢板围护系统

图28 西班牙萨拉戈萨假日酒店直立锁边压型钢板墙面

图29 德国莱比锡宝马中心的压型铝合金板围护系统

图30 格拉斯哥科学中心会堂的直立锁边单曲压型铝合金板围护系统

图32 罗马艺术中心小歌剧院的钛锌板围护系统

图34 毕尔巴鄂古根汉姆美术馆的钛合金板围护系统