金屬圍護系統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，組裝成的圍護系統，它的起源，由人們開始利用金屬材料作為屋頂覆蓋物開始，其歷史可以追溯到12世紀中期，當時的德國及北歐一些國家及地區的手工工匠利用簡單的手工工具，把細小的金屬銅片通過咬口接縫的形式安裝于一些標志性建筑屋頂之上。然而，金屬圍護系統中以金屬薄板作為建筑材料，被接受及大量應用于一般工業與民用建筑，其歷史則只有約200年的時間。
       金屬圍護系統從最初作為屋頂的單純性金屬裝飾，至今在建筑上扮演著建筑結構、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越性能而存在并逐步發展壯大。
      （一）18~19世紀，鋼鐵工業發展，帶動金屬面板在建筑上的應用
早在18世紀初，約1700年英國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世紀前半期的工業革命，帶動工場手工業向機器大工業的過渡，由機器的制造使得鋼鐵工業迅速得到飛躍式的發展，成為產業革命的重要內容和物質基礎，反映在建筑中，表現為開始不斷涌現了新材料、新設備和新技術，尤以由熱鍍鋅工藝發展而來的熱鍍鋅的發明為代表性，它生產出的熱鍍鋅薄鋼板并開始被生產并應用于各類工業及民用建筑，至今天我們所見到的各種表面處理鋼板的原型就是此時期產生。鋼鐵金屬材料進入建筑領域，為近代建筑開辟了廣闊的前途，更使建筑在空間設計上開始有了新的突破與發展，成為金屬圍護系統發展的重要推動力。
      19世紀初期，因材料成本較低，人們仍偏向以錫板作為建筑屋面常用金屬材料，鍍錫薄鋼板在美國得到廣泛普及，人們嘗試用錫板配以新的加工和安裝技術制作金屬屋面板，其中發展出卷邊平扣屋面板連接方式，同時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的出現，是金屬屋面系統運用的開端。其后，伴隨著鋼鐵加工工藝的發展，人們開始嘗試用鐵板等其它金屬材料制作金屬屋面系統，并開始應用到工業等其它領域，典型的有1829年，英國船塢公司的工程師亨利帕爾莫（HenryPalmer）設計一種瓦楞狀的薄鐵板被第一次工業化應用于英國船塢公司的貨倉屋頂及墻面上，標志著壓型金屬板的正式應用。

                                        （第一代瓦楞板生產線）
      至19世紀中，現代平爐和轉爐鎳管煉鋼技術的出現，更使人類真正進入了鋼鐵時代，金屬材料開始以多種合金狀態形式出現，與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應用，鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應用，新冶煉技術的誕生，為人類生產了更多更大量的廉價金屬選擇，極大推動金屬材料在建筑業上廣泛的使用性及金屬圍護系統的發展。隨著熱浸鍍技術的不斷開發與應用，此時的金屬圍護系統開始以多種形式的金屬薄板形式出現，并作為建筑圍護面板被廣泛應用于一般工業與民用建筑的屋、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，冷彎技術推動金屬圍護全面發展
        進入20世紀，冶煉技術取得很大發展，產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，為金屬圍護系統在材料應用上提供很好的選擇，促進金屬圍護在建筑上的應用及推廣。
20世紀初期，人們在上世紀的熱軋鍍鋅鋼板基礎上，設計出以連續的方式在作業線中進行熱鍍鋅的冷軋成卷鍍鋅技術，使鍍鋅鋼板成本大幅度降低，而生產效率及產品質量得到極大改善，鍍鋅鋼板及壓型鋼板成為一種較經濟實用的金屬板材料開始批量生產，并逐漸替代鉛、錫合金板材，被大量應用于農業和商業建筑中。同時，為配合鋼板的加工和安裝使用，人們發展出了壓型板屋面系統，直接用螺釘與屋面結構固定連接，板面有肋，縱、橫向可用搭接連接，可以說，壓型板的應用是金屬屋面系統發展的一個重要里程碑。另外，鋁合金薄板也在這個時間被人類發明，1906年，德國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，加工性能好等優異物理性能，逐步被人們認可，至20世紀中期后逐漸發展成為主流金屬建筑材料。
       20世紀中葉開始，輥式冷彎成型技術開始逐步發展并廣泛性應用，直接促進金屬薄板在圍護系統中的應用，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），更多的板型設計（卷邊型、扣合型、折封型、熔焊型等），更詳細的設計考慮（建筑設計考慮、結構設計考慮）成為這時期的金屬圍護系統發展特點。金屬圍護系統各種配件不斷完善，屋面、屋檐、屋脊、天溝的節點處理逐步規范化，同時，屋面系統不再以為單純的金屬面板形式出現，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構性能的圍護系統，并已成為建筑的一個重要組成部分，配套著建筑的使用，在歐洲地區已出臺有關金屬圍護結構應用的技術規范（如BS5427-1996），規范的出臺，標準著金屬圍護系統技術走向標準化。完善的設計考慮、優越的系統組合形式成為圍護系統的跨越式進步，這世紀末，金屬圍護系統發展基本完善。

       （三）21世紀，新技術引領金屬圍護達至成熟階段
        進入21世紀，金屬圍護在發展中國家仍然是飛速發展時期，這時期隨著鋼鐵產量穩步上升，建筑業伴隨著經濟發展成為發展中國家的經濟支柱之一，金屬圍護系統普遍應用于各類公共建筑、私人建筑中，涵蓋基礎設施、工業、商業、住宅等各類場所，隨著建筑技術的發展，人們對建筑要求越來越高，建筑造型及結構等越來越復雜多變，可以說，金屬圍護建筑已成為現代化建筑的標志之一，而且隨著全球應用的多元化及廣泛性，針對金屬圍護的技術規范不斷問世，在上世紀末英國制定的金屬圍護應用技術規范后，一些地區及國家的研究機構或行業協會所制定的行業手冊或指導文件對金屬圍護結構的設計與應用同樣具有重要的指導意義，較為有影響的行業標準有歐洲地區的金屬外圍護結構制造商協會（MCRMA）的系列技術文件及北美地區金屬建筑制造商協會（MBMA）的金屬建筑系統手冊（2006 Metal Building Systems Manual），整個行業技術不斷完善中，金屬圍護系統發展至成熟階段。
在材料應用上：設計師不斷追求新的設計靈感，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，如各種新型的復合材料不斷問世，在不降低使用效果（防腐性能、機械強度等）的前提下達到節約資源、降低成本的效果，以及研發一些超強性能的建筑材料，如耐候鋼材等，配合極限建筑的需要；另一方面，人們也同時趨于原始金屬質感的追求，運用原始金屬打造出現代化建筑。
在工藝控制上：隨著更成熟、更穩定的輥彎成型生產工藝發展，為金屬圍護系統在工藝上提供著出色的表現，冷彎設備能將材料一次性完成多項塑性加工工藝，如復雜異型金屬板及圍護構建等進行一次成型，滿足了更多的建筑需求，同時，新技術使得產品質量控制更加精準，能一次性穩定的生產大量產品，縮短產品開發的周期、極大提高生產效率。

       在產品選擇上：建筑需求直接帶動行業發展，行業廠家不斷發展壯大，行業不斷研發出更多的面板板型及系統搭配，并逐漸以地域性、氣候性分區不同而形成了不同的金屬圍護系統類型，產品設計更加細化，產品選擇更加多元化。其中歐洲地區在板型選擇方面，人們卻似乎更偏向以帶有歷史傳承的雙折封系統作為主流板型，再結合現代建筑要求搭配完善的系統組合，并以此作為主要工藝水平之評定（見下圖為歐洲圍護系統競技大賽現場）。

（歐洲圍護系統競技大賽現場）

在技術考慮上：在行業發展進程衍生的工程質量問題中，人們越來越重視技術設計上的考慮，并視設計是質量保證的前提條件，為保證金屬圍護系統質量，開始從設計原理上進行控制，以建筑要求和結構要求為兩個基本要素進行金屬圍護系統的設計，并在以金屬圍護系統可持續發展的基礎上，提出了金屬圍護系統的系統設計及應用考慮的十幾個基本因素，并在這些因素基礎上開展金屬圍護系統的設計，包括：（1）可持續性；（2）耐久性；（3）外觀；（4）防水性能；（5）結構性能；（6）熱工性能；（7）冷凝水的控制；（8）聲學性能；（9）屋面防火；（10）防雷措施；（11）熱位移效應；（12）細部設計；（13）附屬裝置；（14）自清潔；（15）系統的日常維護。完善的設計考慮基礎，將是引領金屬圍護系統健康、長足發展的重要保證。
（三）小結
     建筑作為人類的重要標志之一，不但承載人類繁衍生息居所功能，是人類精神文明和物質文明的產物，代表了不同時期、不同國家的文化和思想。金屬圍護系統作為一個由古老手工發展至現代新興的產業，伴隨在人們不斷發展的文明變遷不斷演變、進步，每一個演變都是人類進步的象征，見證人類的生活文化需求。將來，金屬圍護系統將繼續伴隨著人類進步不斷超越自我，為更多的建筑提供美觀實用的盔甲。
參考文獻：
1、《金屬屋面板系統的發展與應用》 黃唯  周懷偉
2、《金屬屋面圍護材料的歷史》http://info.51sole.com/cd11/578841.htm
3、《屋頂設計百科》 武者英二  吉田尚英（馬俊 里妍 譯）