1 前言

  金属建筑技术是一种采用预制金属件建造的工业及其他房屋（不含民居）的建筑技术。日本JFE土木工程和建筑公司的金属建筑技术发展十分迅速，产品遍布日本全国。JFE公司正在开发和扩大优质“金属建筑”在环境性能方面的设计研究与应用，期望在这个领域取得更大的技术优势。本文将重点介绍金属建筑的历史与未来。

  2 金属建筑的历史

  2.1 金属建筑技术的引进和包层金属的开发

  日本的金属建筑技术是JFE土木工程和建筑公司从美国引进，并于1972年在日本国内建成 第一套预制金属建筑系统。

  JFE土木工程和建筑公司引进“金属建筑”以来，累积销售量已超过1300m2，作为日本金属建筑的先驱，赢得了相当大的荣誉，预计销售量将会成倍增长。在日本建立起来的高效益“金属建筑”应用中心已成为本行业的领跑者。金属建筑具有环境友好，隔热性能优良和隔音效果极佳、包层系统独特的特点。由于这种包层系统是用薄钢板经两次涂层、两次烘干制作而成的，因此除上述优点外，还具有经久耐用，维修成本低廉以及外形美观等优点。

  在日本最受欢迎的金属建筑是“KB板系列”。由于它绝热性、耐久性和可加工性好，因此可以用来制成金属复合板外墙和具有滑动夹紧系统、双包捆固定接缝、防水性能极佳的“Kroof 21”建筑物屋顶。

  为确保“金属建筑”包层适合于日本的自然环境，进行了各种技术改进。包括改进“Kroof 21”屋顶波峰部分和拱接以强化抗水性；通过强化屋檐和屋顶边沿部分以改进抗风性和采用现场加工制作长炉顶以满足大规模需要等等。目前，引进的“KB板系列”和自主开发的“Kroof 21”屋顶均已成为金属建筑的主要构件。

  2.2 结构系统开发

  引进之初，金属建筑的结构系统是锥形钢（用较薄钢板焊接成H型钢，其高度变化与应力梯度相对应）。这与其他国家的预制体金属建筑相同。但日本使用轧制H型钢后，金属建筑便从单层过渡到多层，使金属建筑的应用范围得到扩大，广受好评。按照日本1981年开始执行的抗震设计规范和法律系统的规定，这种独特的金属建筑已得到很大发展。特别是最近几年，实际应用了更多的新技术，包括全螺栓联接的钢架装配法Neo Frame；能短时建成的浅基础法Neo Base；已工业化的桩基础建设，具有建造时间短和环境友好的“Ich-IchKiso”非支架柱桩联接帽式法和NFEW（预制墙板（单元圈梁））建设法。

  任何情况下，预制件金属建筑都具有优良的抗震性、可靠性，同时可通过建筑构件的工业化生产有效节约建造时间和降低建设成本。

  3 金属建筑的优良环境性能和新金属建筑开发

  3.1 金属建筑的环境性能

  测试了ALC（热压合轻质混凝土10mm厚）外墙和金属屋顶（薄钢板厚0.8mm，玻璃纤维绝热层厚4mm）标准型厂房建筑与金属建筑的空调年耗电量，并进行了比较。结果表明，金属建筑的空调年耗电量比传统建筑平均低26％，最高节能达31％，最低节能为19％。

  尽管空调年耗电量受到房屋面积、位置以及其他因素的影响，但金属建筑的节能优势十分明显。由于包层的绝热性能极佳，在寒冬用电负荷更大的情况下，空调的节电效果会更好。

  3.2 新金属建筑的开发

  为了金属建筑将来的发展，JFE土木工程和建筑公司在提高金属建筑环境性能和设计质量方面投入很大。尤其是在改善职工工作环境和地区环境，降低运行能源成本及金属建筑包层损坏后的维修成本和为顾客设计出全球一流的标志性金属建筑等方面进行着不懈地努力。

  3.2.1 引进包层功能钢板

  与JFE钢和 JFE镀锌及涂层钢公司生产预涂油漆薄板的技术进展同步，Galfan和Galvalume钢板已采用金属包层。然而由于财政方面的原因，2009年改用 “JFE ECOGAL”钢板（新JIS-日本钢铁标准，相当于5％Al-Zn涂层薄板）。“JFE ECOGAL”薄板较传统镀锌板表面更光滑，因此，用作基板可生产出光泽度高、环境性能更优良的预涂油漆薄板。

  “KB板系列”也计划全面过渡到抗污染预涂油漆薄板JFE“Apia Clean”，同时JFE“Dimpl Color”因具有良好的可设计性和优良的光洁度，也可作为选用产品（FY2009）。

  JFE“Apia Clean”预涂油漆板还具有醒目特征，即可永久保持其漂亮外观而不变色。JFE“Dipmle Color”钢板也通过三层涂漆对其外貌进行了优化，以提高耐久性和保持优良的金属光洁度。

  3.2.2 金属建筑新产品

  为进一步强化金属建筑的环境性能，JFE土木工程和建筑公司研制成功出一种厂房建筑（像平房一样）和二层办公楼（一高一低）的“标准”级别金属建筑，改善了由 “KB板系列”和“Kroof 21”构成的原始级别金属建筑的设计性能和绝热性能；在原始级别金属建筑的基础上，安装Ecology（固定百叶窗）可对夏天的太阳光进行控制，设计性高的固定百叶窗的应用降低了空调的用电负荷；“Ecology（PV）”级别金属建筑是在墙和窗上安装光伏发电系统，不仅可降低空调能耗，还能将有关环境信息发送到相关部门。

  3.2.3 新级别金属建筑的环境性能

  分别对原始级别和三种新级别建筑的环境负荷进行试验，结果表明，新级别的金属建筑比原始级别具有更好的环境性能。标准级别、装有固定百叶窗的Ecology和安装光伏发电系统的Ecology金属建筑的空调年耗电量分别为原始级别的85％、76％和64％，节能效果十分显著。

  4 结语

  为进一步强化与突出特点，JFE土木工程和建筑公司将继续发挥主观积极性，把环境复合型材料预制件金属建筑技术与JFE集团的各种技术相结合，开发出更多更好的金属建筑节能技术。