Фасонна металочерепиця: профілі, матеріали та монтаж

Фасонна металочерепиця досягти естетики традиційної глиняної черепиці, шиферу або дерев’яної плитки, забезпечуючи структурні характеристики повністю з’єднаної металевої панелі. Головною перевагою перед традиційними аналогами є зменшення ваги: вага сталевої черепиці з кам’яним покриттям становить приблизно 6,5–8,5 кг/м² (1,3–1,7 фунтів/кв. футів), порівняно з 45–75 кг/м² глиняної черепиці та 55–90 кг/м² шиферу. . Ця різниця ваги дозволяє встановлювати поверх існуючих дахів з асфальтобетонної черепиці без структурного посилення та зменшує сейсмічну масу будівлі приблизно на 85% у площині даху.

Матеріальні основи та процес нанесення каменю

Фасонна металочерепиця спочатку як плоска рулонна заготовка, найчастіше сталь із покриттям Galvalume, що відповідає ASTM A792, з покриттям зі сплаву алюмінію та цинку AZ50 або AZ55. Товщина основної сталі становить від 0,35 мм до 0,55 мм (28 калібру до 24 калібру) 0,42 мм є галузевим стандартом для житлових покрівель у зонах із помірним вітром. Котушка спочатку штампується або формується в рулон у профіль, який повторює візуальний характер певного традиційного покрівельного матеріалу: бочкоподібної черепиці, плоского шиферу, S-подібної черепиці або розколюваного вручну струсу. Процес штампування створює тривимірний рельєфний візерунок, включаючи фальшиві з’єднання, водяні канали та фланці цвяхів, одним натисканням.

Після формування сталева черепиця отримує свою визначальну особливість: покриття з кам’яних гранул на основі акрилу, з’єднане з поверхнею за допомогою високотемпературного керамічного сполучного. Гранули подрібненого та просіяного природного каменю або кварцу з керамічним покриттям мають розмір від 0,5 мм до 2,5 мм і наносяться електростатично для забезпечення повного покриття. Плитка з покриттям потім затвердіє в печі від 150°C до 200°C , зшиваючи полімерну сполучну та механічно закріплюючи гранули на сталевій підкладці. Результатом є текстурована поверхня, яка поглинає енергію удару від градини, пригнічує візуальний блиск голого металу та забезпечує поверхню для ходьби з коефіцієнтом тертя вище 0,7, який можна порівняти з асфальтовою черепицею.

Алюмінієва та мідна плитка, хоча це менший сегмент ринку, призначена для прибережних установок, де швидкість осадження хлоридів перевищує 50 мг/м² на добу . Алюмінієва плитка товщиною від 0,7 мм до 0,9 мм має фрезерне покриття або ПВДФ (полівініліденфторид) покриття в ряді кольорів. Мідна плитка, що постачається товщиною від 0,55 мм до 0,7 мм, залишається без покриття та створює захисну патину протягом перших п’яти-восьми років впливу. Ні алюмінієва, ні мідна плитка не покриваються каменем; їхня естетика базується на натуральному металевому покритті та розвитку оксидного шару, який зупиняє подальшу корозію.

Сімейства профілів та їх візуальні аналоги

Ринок класифікує фасонну металеву черепицю за традиційним матеріалом, який вона наслідує. У наступній таблиці підсумовано основні сімейства профілів, їхні розмірні характеристики та нахили даху, для яких вони розраховані.

Стійкість до підняття вітру та блокування

Ефективність вітрового підйому даху з фасонної металочерепиці визначається не вагою черепиці, як у випадку з баластною глиняною або бетонною черепицею, а механічним зачепленням бічних і торцевих нахлестів. Кожна черепиця кріпиться до настилу даху за допомогою цвяхового фланця або затискача, який прихований черепицею, що перекривається над нею, так що головка кріплення не піддається впливу погоди. Сформовані краї плитки включають серію ребер, зворотних вигинів і антикапілярних канавок, які створюють звивистий шлях для води, що рухається вітром, намагаючись проникнути через бічну частину.

Стандартним протоколом випробувань є ASTM E1592, який оцінює конструктивні характеристики репрезентативної збірки дахових панелей за рівномірної різниці статичного тиску. Правильно встановлена система сталевої черепиці з кам’яним покриттям із механічно з’єднаними між собою плитами та прикріпленими до настилів з фанери або OSB товщиною мінімум 15 мм забезпечує проектний рейтинг вітрового підйому 2,4 кПа (50 psf) , що відповідає основній швидкості вітру приблизно 160 км/год (100 миль/год) у категорії впливу B. Для зон високошвидкісних ураганів (HVHZ), таких як округ Маямі-Дейд, штат Флорида, профіль плитки, шаблон кріплення та збірку підкладки повинні бути випробувані як повна система на тиск підйому 7,2 кПа (150 psf) без від'єднання плитки або витягування кріплення. Для відповідності цьому стандарту зазвичай потрібно шість кріпильних елементів на черепицю замість стандартних чотирьох, і кріпильні елементи мають бути цвяхами з кільцевим хвостовиком або шурупами з мінімальним опором висмикуванню 220 Н (50 фунт-сил) у конкретному матеріалі настилу.

Підкладка і вторинний гідробар'єр

Металочерепиця сама по собі є основним захистом від дощу, але підкладка є вторинним водонепроникним бар’єром, який повинен функціонувати протягом повного терміну служби даху, навіть якщо черепиця буде зміщена від удару або сильного вітру. Будівельні норми в більшості юрисдикцій вимагають мінімум одного шару насиченого асфальтом органічного повсті ASTM D226 типу II, але цей матеріал має термін служби 20-25 років до крихкості, а на металочерепицю вище - гарантія 50 років і більше. Отримана невідповідність терміну служби є найпоширенішою причиною проникнення води на старіючі металочерепичні дахи.

Поточна найкраща практика, кодифікована в інструкціях виробника зі встановлення сталевих систем преміум-класу з кам’яним покриттям, полягає в тому, що самоклеюча полімер-модифікована бітумна мембрана, така як SBS-модифікований продукт, який відповідає стандарту ASTM D1970, встановлюється на весь настил даху, а не лише на карнизи та долини. Ця мембрана, як правило Товщина від 1,0 мм до 1,5 мм з поліетиленовою поверхнею високої щільності забезпечує повністю приклеєний водонепроникний шар, який самогерметизується навколо місць проникнення кріплень і залишається гнучким при температурах до -30°C. На даху з ухилом нижче 4:12 вторинний дренажний мат із переплутаних полімерних ниток розміщується між підкладкою та черепицею, щоб створити 6-міліметрову дренажну порожнину, яка запобігає накопиченню гідростатичного тиску за бічними нахилами під час дощу, що ведеться вітром.

Системи кріплення та корозійна стійкість

Вибір кріплення для фасонної металевої черепиці має враховувати три різні механізми корозії: атмосферна корозія на відкритій головці, гальванічна корозія на межі з плитковою основою та щілинна корозія всередині хвостовика кріплення під черепицею. Мінімальний зазначений кріпильний елемент для сталевої плитки з кам’яним покриттям становить a Цвях із кільцевим хвостовиком із нержавіючої сталі типу 304 або шуруп із вуглецевої сталі з гарячеоцинкованим покриттям класу C (мінімальна товщина цинку 45 мкм) . У прибережних установках у радіусі 3 км від солоної води кріпильний елемент має бути модернізований до нержавіючої сталі типу 316, яка містить від 2% до 3% молібдену для стійкості до точкової корки в хлоридних середовищах.

Для алюмінієвої плитки кріпильні елементи мають бути алюмінієвими або з нержавіючої сталі типу 305, оскільки кріпильні елементи з вуглецевої сталі, навіть оцинковані, є катодними по відношенню до алюмінію і прискорюють виїмку плитки навколо отвору для кріплення. Для мідної плитки кріплення з міді або кремнієвої бронзи є обов’язковими, оскільки кріплення з нержавіючої сталі в контакті з міддю створюють гальванічну пару, яка швидко роз’їдає сталевий компонент, залишаючи мідь незмінною. Опублікована таблиця гальванічної сумісності виробника кріпильних елементів із перехресними посиланнями на матеріал плитки повинна бути включена в пакет для подання проекту та схвалена специфікатором до того, як будь-який матеріал буде доставлено на місце.

Тепловий рух і системний підхід кліпси

Сталь розширюється зі швидкістю приблизно 12 x 10⁻⁶ м/м на °C , що означає, що сталева черепиця товщиною 1300 мм під дією сезонних коливань температури на 60°C (від -10°C взимку вночі до 50°C влітку вдень) буде розширюватися та стискатися приблизно на 0,94 мм. Цей рух, хоч і невеликий в абсолютних значеннях, достатній, щоб подовжити отвори для цвяхів і послабити кріплення протягом 20-30 років термічного циклу, якщо плитки жорстко прибиті в кожній точці кріплення без урахування диференціального руху.

Фасонні системи металочерепиці преміум-класу вирішують це, використовуючи систему кріплення на основі затискачів. Скоба з нержавіючої або оцинкованої сталі прикручується до настилу, а плитка закріплюється на скобі таким чином, що плитка може ковзати відносно кліпси в поздовжньому напрямку, утримуючись у вертикальному напрямку. Гніздо для кліпси подовжено на ±1,5 мм відносно діаметра застібки, забезпечуючи необхідну теплову адаптацію до руху без надмірного навантаження на застібку або подовження зазору. Матеріал затискача вибрано так, щоб він був анодний по відношенню до матеріалу плитки, тому будь-яка випадкова корозія виникає на змінному затискачі, а не на постійній плитці.

Стійкість до удару граду та стандарти випробувань

Покриття з кам’яних гранул на сталевій плитці забезпечує не тільки естетичну текстуру, але й жертовний ударопоглинаючий шар. Згідно з випробуванням на удар градом FM 4473, збірку сталевої плитки піддають впливу крижаної кулі діаметром 51 мм (2 дюйми), що рухається зі швидкістю, відкаліброваною для імітації енергії удару граду вільного падіння. Критерій прийнятності полягає в тому, що на плитці не повинно бути видимих тріщин, перфорації або втрати гранул, що перевищує 10% площі ураження . Сталева плитка з кам’яним покриттям із сталевою підкладкою 0,42 мм або товщиною зазвичай досягає класу ударостійкості 4 згідно з UL 2218, найвищою класифікацією, яка потрібна для знижок страхових премій у регіонах Сполучених Штатів та Австралії, схильних до граду.

Алюмінієва та мідна плитка без покриття не розтріскується, а вм’ятин під ударом граду. Перевищення вм'ятини 3 мм в глибину або 25 мм в діаметрі вважається функціональною несправністю згідно з умовами гарантій більшості виробників від граду не тому, що вм’ятина погіршує герметичність, а тому, що вона візуально неприємна з землі. Стійкість до вм’ятин алюмінієвої плитки залежить від стану сплаву та товщини листа. Алюмінієва черепиця H14 товщиною 0,8 мм витримує градини розміром до 38 мм (1,5 дюйма) без видимих ​​вм’ятин; збільшення товщини до 1,0 мм збільшує цей поріг приблизно до 45 мм (1,75 дюйма).

Миготливі деталі долини, хребта та проникнення

Фасонна система металочерепиці настільки ж водонепроникна, як і її окантовка. Найважливішою деталлю є прошивка долини, де дві площини даху перетинаються і концентрують потік усього водозбірного басейну над перетином. Стандартною деталлю є W-подібна металева долина, виготовлена ​​з мінімальної товщини сталі Galvalume 0,55 мм або алюмінію 0,7 мм, зі стоячим швом по центральній лінії, який розділяє потік води в обидві сторони без турбулентності. Долина металу повинна простягатися мінімум 200 мм (8 дюймів) під обрізаним краєм металочерепиці з кожного боку, причому край зрізу плитки повинен бути підвернутий на 15 мм, щоб створити капілярний розрив, який запобігає обтіканню води навколо краю плитки та потраплянню на боковий нахлест.

Коньки та стегна зазвичай виготовляються з того самого матеріалу, що й польова черепиця, і кріпляться до безперервної металевої закриваючої стрічки, яка відповідає профілю черепиці. Ковпачок фіксується відкритими кріпленнями через попередньо пробиті отвори з прокладками, за допомогою неопренової або EPDM-шайби, стисненої до 30-40% від початкової товщини під головку гвинта, щоб забезпечити захист від погодних умов. Відкриті кріплення на конькових ковпаках є першим предметом догляду на даху з металочерепиці; шайбу слід перевіряти з інтервалом у п’ять років і замінювати, якщо поверхня гуми потріскана або ущільнена, що запобігає відскоку, коли торкатися нігтем.

Трубні проходи, горищні вентиляційні отвори та мансардні вікна закриваються попередньо виготовленими наконечниками з EPDM або силіконових труб, які включають гнучкий комір, розмір якого відповідає діаметру проходу. Фланець основи завантажувача, який інтегрований у шар плитки, має виїмки та герметизується до основи бутиловою стрічкою, а верхній край фланця прикривається під шаром плитки, що йде вгору. Гнучка манжета повинна витримувати різницю температурного розширення ±2 мм між трубою та покрівлею не розриваючи та не втрачаючи ущільнення при стисненні до стінки труби.

Вартість життєвого циклу та структура гарантії

Вартість монтажу сталевої черепичної покрівлі з кам’яним покриттям становить від Від 11 до 18 доларів за квадратний фут (118-194 дол. США за квадратний метр), включаючи підкладку, опалубку та роботу залежно від складності профілю та геометрії даху. Це позиціонує металочерепицю між архітектурною черепицею преміум-класу за ціною від 5 до 8 доларів за квадратний фут і натуральним шифером за ціною від 25 до 40 доларів за квадратний фут. Економічне обґрунтування базується на гарантійному терміні та уникненні витрат на ремонт покрівлі протягом терміну служби будівлі.

Стандартна гарантія виробника на сталеву плитку з кам’яним покриттям поширюється на такі компоненти на пропорційній основі: 50 років на структурну цілісність сталевої підкладки проти перфорації внаслідок атмосферної корозії, 25 років на адгезію гранул каменю проти розшарування, що перевищує 5% площі поверхні плитки, і 10 років на стабільність кольору акрилової глазурі проти вицвітання понад 5 одиниць Delta E, як виміряно спектрофотометром. Гарантія одноразово передається наступному власнику та вимагає документального встановлення підрядником, сертифікованим виробником. Найпоширенішою гарантійною претензією є втрата гранул на обрізаних краях обробленої плитки, де було порушено заводське ущільнення країв; з цієї причини всі зрізані краї повинні бути підфарбовані фарбою, що надається виробником, протягом 24 годин після різання.