近年来，随着国内经济的高速发展，大型机场、火车站、会展中心、体育场馆、文化设施等一大批公共建筑迎来了蓬勃发展的建设高潮，为直立锁边屋面系统的应用提供了广阔的发展空间。
1． 发展历程
直立锁边屋面系统在国外已经成功运用了四十多年，该系统采用铝镁锰合金为屋面材料，充分发挥铝合金材料轻质、高强、防腐能力强、可塑性好、可焊性好、环保性好的特点，可生产变宽度板、多半径板等钢板难以实现的种类，并大范围应用于各种复杂造型的公共建筑，使屋面系统的主流产品逐步由原来传统的压型钢板过渡到铝合金板，实现了质的发展。
直立锁边屋面系统进入国内是在上世纪90年代，当时在国内的大型公共建筑中仍然广泛采用压型钢板，只不过在传统的打钉板基础上多了一些锁边板型，代表建筑如首都国际机场二号航站楼、浦东国际机场航站楼等，直立锁边铝镁锰板的应用仅有几个中小型机场和体育场馆，影响力有限，且价格昂贵，没有形成大范围推广的条件。
直到进入21世纪，国内建筑设计理念逐步与发达国家接轨，加之经济发展迅速，吸引了国外一些知名品牌进入中国市场，如当时的英国霍高文建筑系统有限公司，通过设立办事处开展国内业务，并通过承接当时国内规模最大的广州新白云国际机场迁建工程航站楼屋面项目（图1－1），迅速确立了其在国内直立锁边铝合金屋面系统的领先地位。广州新白云国际机场航站楼的成功，极大地带动了铝镁锰合金屋面系统在公共建筑上的广泛应用，在此之后建设的大型机场、体育场馆、会展中心等也越来越多地采用直立锁边铝合金屋面系统，是之逐渐成为屋面的主流产品。
2004年前后，随着杭州大剧院（图1－2）和国家大剧院（图1－3）的成功建设，直立锁边铝合金屋面系统进入一个新的发展时期。扇形弧形板在这两个双曲造型的屋面上大规模使用，开创了双曲屋面无缝铺设的先河，使得建筑维护系统的美观性和防水性有了本质上的改善和提升，并使扇形板的加工能力成为如今企业能否承接双曲造型屋面的一个标准门槛。另外，这两个具有极高外观要求的建筑，也开创了在直立锁边屋面系统上无穿透固定装饰板的新技术。该做法最早是借鉴国外在直立锁边屋面系统上固定太阳能板的技术，重新开发设计适合装饰板的龙骨系统，经过权威检测机构的承载力试验后，成为这两个经典建筑的最终实施方案。如今，这种在直立锁边板上铺设装饰板的做法已经为众多复杂造型建筑物所用，为直立锁边屋面系统的应用开拓了更为广阔的空间，比较有影响的建筑如上海世博文化中心、广州亚运馆等。
1． 新技术及发展方向
随着直立锁边铝合金屋面系统在国内的广泛应用，随之而来的一些技术难点逐渐显露出来，为了克服这些技术难题，一些关注质量和品质的厂家也倾注了大量的技术力量和资金进行攻关，不断开发出新的产品和技术，力图不断完善直立锁边屋面系统的性能，延续其在业界的领先优势。
直立锁边屋面系统在设计理念上具有热胀冷缩的解决办法，其关键点在于利用屋面板扣合在铝合金固定座的梅花头上，热胀冷缩时屋面板能够在固定座上自由伸缩。然而在实际工程中，施工单位往往不注意固定座的铺设精度，或者由于中国建筑金属结构信息网和檩条存在施工误差，或者由于屋面造型过于复杂等等原因，造成固定座不在一条直线上，与屋面板的板肋不能很好地吻合，屋面板伸缩时与固定座相互摩擦，很容易损坏板的完整性导致漏水，同时也会造成扰人的噪音，这种情况在屋面板长度超过40米时尤为突出。为解决这一难题，德国霍高文公司开发出一种新型固定座，该固定座采用高强度工程塑料，内衬高强镀铝锌钢板，在保证可靠的强度、耐久性和环境适应性的前提下，大大降低了铝合金屋面板与固定座之间的摩擦力，同时也极大地改善了屋面系统的保温性能，消除了冷热桥，并有效解决了伸缩时的噪音问题。目前，这一技术已成功应用于伦敦希斯罗国际机场五号航站楼160米长铝合金屋面中，取得了良好的效果，在国内，南京河西会展中心110米长屋面和沈阳奥体中心游泳馆140米长屋面也都采用了这种新型固定座。
近年来，随着建筑设计人员视野的不断拓宽，建筑理念的不断更新，一大批造型新颖别致的建筑设计应运而生，对屋面系统的要求也越来越高。一些造型复杂的屋面工程及时使用扇形板也无法完美地实现，需要厂家提供更多的异型板型。面对新的市场需求，屋面厂家没有停止不断进取的脚步。在欧洲，一些厂家于2005年即研发出特种造型板型，有腰鼓形、枣核形、S形等不一而足，极大地满足了建筑师对造型的要求，取得了显著的成功。著名建筑师扎哈哈迪德设计的莱比锡宝马中心即是代表之作。
图2－2－1 特种异型板 图2－2－2 莱比锡宝马中心
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2．3 新型材料
伴随着直立锁边屋面系统的高速发展，建筑师对建筑外观的要求也越来越多样化，有些需要建筑外观拥有锌板的厚重感，有些需要有金属闪亮而不刺眼的质感，有些则希望建筑物既拥有彩色的色彩，又不因油漆涂层而失去金属质感。
如今，这些要求都已成为可能。深圳福田换乘中心（图2－3－1）采用欧洲进口镀锌铝合金板，既保持了铝合金板原有的质轻高强的特点，又赋予建筑物以锌板特有的观感，充分满足了建筑师的要求。
图2－3－1 采用镀锌铝板的福田换乘中心 图2－3－2 亚运馆采用高耐候不锈钢板
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新落成的广州亚运馆（图2－3－2）采用特殊不锈钢制作直立锁边板，有效解决了锁边难题，外覆建筑高耐候性不锈钢装饰板，使整个建筑物随着阳光强弱和角度的不同，不断变化其外观效果，具有非凡的建筑效果。红色压花不锈钢装饰板更是犹如点睛之笔，突出了亚运馆与众不同的设计概念。
现在，一种新型的采用电镀上色工艺的铝合金板正在欧洲悄然兴起，这种铝合金板采用的不是传统的油漆上色工艺，而是采用类似电镀的工艺为铝合金板上色，完成后的板面既有建筑师希望的彩色色彩，同时又有非常强烈的金属质感，大大丰富了建筑外观的多样性。
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目前直立锁边屋面系统的反思
直立锁边屋面系统在国内建筑市场的应用和发展已走过了十多年的历程，市场上出现了大大小小许多屋面系统供应商，但是真正掌握核心技术的并不多，许多厂家依靠模仿和低价竞争谋生存，造成了市场上的无序竞争和鱼龙混杂的局面。为了一味谋求低价，部分工程采用碳钢钉固定铝合金固定座，虽然暂时看不出问题，但天长日久，钢铝之间发生电化学腐蚀，将会产生严重的后果；一些不具备技术实力的厂家由于不了解屋面板的计算模式和方法，无法准确计算屋面板的承载能力，造成某些工程的铝合金屋面板多次被风掀掉的重大事故；还有一些工程，由于外覆装饰板，便不再注重直立锁边板的设计和安装质量（图3－1），可谓金玉其外，败絮其中，给工程留下后患无穷。更有甚者，一些工程为了单纯降低造价，竟然在未经试验、研发的情况下，简单地将钢板甚至高强钢板用于直立锁边板型，殊不知这一方面会带来屋面板与铝合金固定座的电化学腐蚀问题，另外由于钢板的弹性大大高于铝合金，锁边后由于钢板回弹造成屋面板根本无法牢固锁扣在固定座上，在台风地区会存在严重的隐患）。某车站工程由于锁边不牢，不得不采用螺钉加固（图3－2），使锁边板变成打钉板，工程质量令人担忧。
市场竞争的不规范对于业主和尊章守法的厂家来说都是不公平的，也会严重伤害整个行业的健康发展。借鉴国外发展的规律和经验，笔者认为有必要成立屋面系统的专业协会，迅速建立、健全屋面专业技术规范，强化行业监管，使市场竞争建立在合理化、规范化、专业化的基础上，防止恶性竞争，鼓励技术创新，加强知识产权保护，使屋面行业进入良性发展，为国家的经济建设服务。
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