Tvarované kovové střešní tašky: Profily, materiály a instalace

Tvarované plechové střešní tašky dosáhnout estetiky tradičních hliněných dlaždic, břidlice nebo dřeva a zároveň poskytnout strukturální výkon plně do sebe zapadajícího systému kovových panelů. Hlavní výhodou oproti jejich tradičním protějškům je snížení hmotnosti: sestava ocelových dlaždic potažených kamenem váží přibližně 6,5 až 8,5 kg/m² (1,3 až 1,7 psf), ve srovnání s 45 až 75 kg/m² pro hliněné dlaždice a 55 až 90 kg/m² pro břidlici . Tento hmotnostní rozdíl umožňuje instalaci na stávající asfaltové šindelové střechy bez konstrukčního vyztužení a snižuje seismickou hmotu budovy o zhruba 85 % v rovině střechy.

Materiálové podklady a proces nanášení kamene

Tvarované plechové střešní tašky začínají jako ploché svitky, nejčastěji ocel s povlakem Galvalume odpovídající ASTM A792 s povlakem ze slitiny hliníku a zinku AZ50 nebo AZ55. Tloušťka základní oceli se pohybuje od 0,35 mm až 0,55 mm (28 gauge až 24 gauge) , přičemž 0,42 mm je průmyslovým standardem pro obytné zastřešení v oblastech s mírným větrem. Cívka je nejprve vyražena nebo vytvarována do profilu, který replikuje vizuální charakter konkrétního tradičního střešního materiálu: sudová taška, plochá břidlice, S-taška nebo ručně štípaný třmen. Proces ražení vytváří trojrozměrný reliéfní vzor, ​​včetně falešných spojů, vodních kanálů a hřebíkových přírub, jediným tahem lisu.

Po vytvarování získá ocelová taška svůj charakteristický znak: povlak z kamenných granulí na akrylové bázi, spojený s povrchem pomocí vysokoteplotního keramického pojiva. Granule, drcený a prosévaný přírodní kámen nebo křemen potažený keramikou, mají velikost od 0,5 mm až 2,5 mm a jsou aplikovány elektrostaticky, aby bylo zajištěno úplné pokrytí. Potažená dlaždice je poté vytvrzena v peci při 150 °C až 200 °C zesíťování polymerního pojiva a mechanické uzamčení granulí k ocelovému substrátu. Výsledkem je texturovaný povrch, který absorbuje energii nárazu z krup, potlačuje vizuální lesk holého kovu a poskytuje pochůzný povrch s koeficientem tření nad 0,7, srovnatelným s asfaltovým šindelem.

Hliníkové a měděné dlaždice, ačkoli jsou menším segmentem trhu, jsou určeny pro pobřežní instalace, kde rychlost depozice chloridů přesahuje 50 mg/m² za den . Hliníkové dlaždice o tloušťce 0,7 mm až 0,9 mm mají povrchovou úpravu frézováním nebo PVDF (polyvinylidenfluorid) spirálový povlak v řadě barev. Měděné dlaždice, dodávané v tloušťce 0,55 mm až 0,7 mm, se nechají bez nátěru a vytvoří ochrannou patinu během prvních pěti až osmi let expozice. Hliníkové ani měděné dlaždice nejsou potaženy kamenem; jejich estetika spoléhá na přírodní kovový povrch a vývoj oxidové vrstvy, která zastavuje další korozi.

Rodiny profilů a jejich vizuální analogy

Trh kategorizuje tvarované kovové střešní tašky podle tradičního materiálu, který napodobují. Následující tabulka shrnuje hlavní rodiny profilů, jejich rozměrové charakteristiky a sklony střech, pro které jsou dimenzovány.

Odolnost proti zvedání větru a blokovací technika

Schopnost zvedání větru u střechy z tvarovaných kovových tašek není určena hmotností tašek, jako je tomu u štěrkové hlíny nebo betonových tašek, ale mechanickým zapojením do sebe zapadajících bočních a koncových přesahů. Každá taška je připevněna ke střešní krytině pomocí hřebíkové příruby nebo spony, která je skryta překrývající se taškou nad ní, takže žádná hlava upevňovacího prvku není vystavena povětrnostním vlivům. Tvarované okraje dlaždice obsahují řadu žeber, zpětných ohybů a antikapilárních drážek, které vytvářejí klikatou cestu pro větrem poháněnou vodu, která se pokouší proniknout do bočního přesahu.

Standardní zkušební protokol je ASTM E1592, který hodnotí konstrukční vlastnosti reprezentativní sestavy střešních panelů při jednotném rozdílu statického tlaku. Správně nainstalovaný systém ocelových dlaždic potažených kamenem s dlaždicemi mechanicky propojenými a připevněnými k překližce nebo OSB desce o tloušťce minimálně 15 mm dosahuje jmenovitého vztlaku větru 2,4 kPa (50 psf) , což odpovídá základní rychlosti větru přibližně 160 km/h (100 mph) v kategorii expozice B. Pro zóny s vysokou rychlostí hurikánů (HVHZ), jako je Miami-Dade County na Floridě, musí být profil dlaždice, upevňovací vzor a sestava podkladu testovány jako kompletní systém na zdvihový tlak 7,2 kPa (150 psf) bez uvolnění dlaždice nebo vytažení upevňovacích prvků. Splnění této normy obvykle vyžaduje šest upevňovacích prvků na dlaždici namísto standardních čtyř a upevňovacími prvky musí být hřebíky nebo šrouby s minimálním odporem proti vytažení 220 N (50 lbf) v konkrétním materiálu paluby.

Podklad a sekundární vodní bariéra

Kovová taška samotná je primární dešťovou clonou, ale podložka je sekundární vodní bariéra, která musí fungovat po celou dobu životnosti střechy, i když je taška vytlačena nárazem nebo extrémním větrem. Stavební předpisy ve většině jurisdikcí vyžadují minimálně jednu vrstvu asfaltem nasycené organické plsti ASTM D226 typu II, ale tento materiál má životnost 20 až 25 let před zkřehnutím, zatímco na kovovou dlaždici nad ní se vztahuje záruka 50 let nebo více. Výsledný nesoulad v životnosti je nejčastější příčinou pronikání vody na stárnoucí střechy z kovových tašek.

Současným osvědčeným postupem, kodifikovaným v instalačních pokynech výrobce pro prémiové ocelové systémy s povrchovou úpravou kamene, je samolepicí asfaltová membrána modifikovaná polymerem, jako je produkt modifikovaný SBS v souladu s ASTM D1970, instalovaný přes celou střešní krytinu, nejen na okapy a údolí. Obvykle tato membrána Tloušťka 1,0 mm až 1,5 mm s povrchem z vysokohustotního polyetylenu poskytuje plně přilnavou vodotěsnou vrstvu, která samotěsní kolem prostupů upevňovacích prvků a zůstává flexibilní při teplotách až -30 °C. Na střeše se sklonem pod 4:12 je mezi podklad a dlaždice umístěna sekundární drenážní rohož ze zapletených polymerních vláken, aby se vytvořila 6 mm drenážní dutina, která zabraňuje hromadění hydrostatického tlaku za bočními přesahy v podmínkách deště hnaného větrem.

Upevňovací systémy a korozní kompatibilita

Výběr spojovacího prvku pro tvarované kovové střešní tašky musí řešit tři odlišné korozní mechanismy: atmosférickou korozi na odkryté hlavě, galvanickou korozi na rozhraní se substrátem dlaždice a štěrbinovou korozi v dříku spojovacího prvku pod taškou. Minimální předepsaný upevňovací prvek pro ocelové dlaždice s povrchovou úpravou kamene je a Hřebík z nerezové oceli typu 304 nebo šroub z uhlíkové oceli s žárově zinkovaným povlakem třídy C (minimální tloušťka zinku 45 μm) . V pobřežních instalacích do 3 km od slané vody musí být upevňovací prvek modernizován na nerezovou ocel typu 316, která obsahuje 2 % až 3 % molybdenu pro odolnost proti důlkové korozi v chloridovém prostředí.

U hliníkových dlaždic musí být upevňovací prvky z hliníku nebo nerezové oceli typu 305, protože upevňovací prvky z uhlíkové oceli, dokonce i galvanizované, jsou katodické k hliníku a urychlují důlkovou korozi dlaždice kolem otvoru pro upevňovací prvek. Pro měděné dlaždice jsou měděné nebo křemíkové bronzové spojovací prvky povinné, protože spojovací prvky z nerezové oceli v kontaktu s mědí vytvářejí galvanický pár, který rychle koroduje ocelovou součást, zatímco měď zůstává nedotčena. Před dodáním materiálu na staveniště musí být zahrnuta tabulka galvanické kompatibility publikovaná výrobcem spojovacího materiálu s odkazem na materiál dlaždice v balíčku pro předložení projektu a schválena specifikátorem.

Tepelný pohyb a přístup systému klipů

Ocel se roztahuje rychlostí přibližně 12 x 10⁻⁶ m/m na °C , což znamená, že ocelová taška o tloušťce 1 300 mm vystavená sezónnímu kolísání teploty o 60 °C (od -10 °C v zimní noci do 50 °C v letním odpoledni) se roztáhne a zmenší přibližně o 0,94 mm. Tento pohyb, i když je v absolutních hodnotách malý, je dostatečný k prodloužení otvorů pro hřebíky a uvolnění upevňovacích prvků během 20 až 30 let tepelného cyklování, pokud jsou dlaždice pevně přibity v každém bodě upevňovacího prvku bez ohledu na rozdílný pohyb.

Prémiově tvarované kovové dlaždicové systémy to řeší začleněním upevňovacího systému na bázi klipů. Nerezová nebo pozinkovaná ocelová spona je přišroubována k podlaze a dlaždice je zaháknuta na sponu tak, že dlaždice může klouzat vzhledem ke sponě v podélném směru, zatímco je přidržována ve vertikálním směru. Slot klipu je prodloužen o ±1,5 mm vzhledem k průměru upevňovacího prvku, poskytující nezbytné přizpůsobení tepelnému pohybu bez nadměrného namáhání upevňovacího prvku nebo prodlužování volného otvoru. Materiál příchytky je vybrán tak, aby byl anodický k materiálu dlaždice, takže jakákoli náhodná koroze se vyskytuje na vyměnitelné příchytce spíše než na trvalé dlaždici.

Odolnost proti krupobití a zkušební normy

Povlak z kamenných granulí na ocelové dlaždici poskytuje nejen estetickou texturu, ale také obětavou vrstvu pohlcující nárazy. Při zkoušce nárazu krupobitím FM 4473 je sestava ocelové dlaždice vystavena ledové kouli o průměru 51 mm (2 palce) poháněné rychlostí kalibrovanou tak, aby simulovala energii dopadu krupobití při volném pádu. Kritériem přijatelnosti je, že dlaždice nesmí vykazovat žádné viditelné praskliny, perforace nebo větší ztráty granulí 10 % zasažené oblasti . Ocelové dlaždice potažené kamenem s ocelovým podkladem o tloušťce 0,42 mm nebo silnější obvykle dosahují třídy odolnosti proti nárazu 4 podle UL 2218, nejvyšší klasifikace, která je vyžadována pro slevy na pojistném v oblastech Spojených států a Austrálie náchylných k krupobití.

Hliníkové a měděné dlaždice bez povrchové úpravy se vlivem krupobití spíše promáčknou, než aby praskly. Promáčklina přesahující 3 mm do hloubky nebo 25 mm v průměru je považováno za funkční poruchu podle podmínek záruky většiny výrobců na krupobití, nikoli proto, že promáčknutí ohrožuje těsnost vůči povětrnostním vlivům, ale protože je vizuálně nežádoucí ze země. Odolnost hliníkové dlaždice proti promáčknutí je funkcí teploty slitiny a tloušťky plechu. H14 temperovaná hliníková deska o tloušťce 0,8 mm odolává kroupám až do 38 mm (1,5 palce) bez viditelného promáčknutí; zvýšení tloušťky na 1,0 mm prodlužuje tento práh na přibližně 45 mm (1,75 palce).

Údolí, hřeben a penetrace blikající detaily

Systém tvarovaných kovových dlaždic je pouze tak vodotěsný jako jeho lemování. Údolní lemování, kde se protínají dvě střešní roviny a soustřeďují tok celého povodí nad křižovatkou, je nejkritičtějším detailem. Standardním detailem je kov ve tvaru písmene W vyrobený z oceli Galvalume o minimální tloušťce 0,55 mm nebo hliníku o tloušťce 0,7 mm, se stojatou drážkou na středové linii, která rozděluje proud vody na obě strany bez turbulencí. Údolní kov musí přesahovat minimálně 200 mm (8 palců) pod řeznou hranou kovových dlaždic na každé straně a řezná hrana dlaždice musí být otočena o 15 mm nahoru, aby se vytvořil kapilární zlom, který zabrání vodě, aby se ovinula kolem okraje dlaždice a vnikla do bočního přesahu.

Hřebenové a valbové kryty jsou normálně vytvořeny ze stejného materiálu jako polní dlaždice a jsou připevněny ke souvislému kovovému uzavíracímu pásku, který odpovídá profilu dlaždice. Čepice je upevněna exponovanými spojovacími prvky přes předem vyražené průchodkové otvory s neoprenovou nebo EPDM podložkou stlačenou tak, aby 30 % až 40 % své původní tloušťky pod hlavou šroubu, aby byla zajištěna těsnost vůči povětrnostním vlivům. Odkryté spojovací prvky na hřebenových krytech jsou prvním předmětem údržby na střeše z kovových tašek; podložka by měla být kontrolována v pětiletých intervalech a vyměněna, pokud pryž vykazuje povrchové praskliny nebo deformaci v tlaku, která brání odrazu při dotyku nehtem.

Potrubní prostupy, atikové průduchy a světlíky jsou opláštěny předem vyrobenými EPDM nebo silikonovými potrubními manžetami, které obsahují flexibilní límec dimenzovaný na průměr prostupu. Spodní příruba boty, která je integrována do dlažby, je opatřena zářezem a utěsněna k podkladu butylovou páskou a horní hrana příruby je překryta pod spádovou vrstvou dlaždice. Pružný límec se musí přizpůsobit rozdílu tepelné roztažnosti ±2 mm mezi trubkou a střešním pláštěm aniž by došlo k roztržení nebo ztrátě kompresního těsnění proti stěně trubky.

Náklady životního cyklu a struktura záruky

Instalační cena střechy z ocelových tašek potažených kamenem se pohybuje od 11 až 18 dolarů za čtvereční stopu (118 až 194 USD za metr čtvereční) včetně podkladu, lemování a práce, v závislosti na složitosti profilu a geometrii střechy. To umístí kovové dlaždice mezi prémiové asfaltové architektonické šindele za 5 až 8 USD za čtvereční stopu a přírodní břidlici za 25 až 40 USD za čtvereční stopu. Ekonomické zdůvodnění spočívá na délce záruky a eliminovaných nákladech na opětovné zastřešení po dobu životnosti budovy.

Standardní záruka výrobce na ocelové dlaždice potažené kamenem se vztahuje na následující součásti na poměrném základě: 50 let na strukturální integritu ocelového podkladu proti perforaci atmosférickou korozí, 25 let na přilnavost kamenných granulí proti delaminaci přesahující 5 % plochy povrchu dlaždice, a 10 let na barevnou stálost akrylové krycí glazury proti vyblednutí nad 5 jednotek Delta E, měřeno spektrofotometrem. Záruka je jednou převoditelná na dalšího vlastníka a vyžaduje zdokumentovanou instalaci dodavatelem certifikovaným výrobcem. Nejčastější záruční reklamací je ztráta granulí na řezných hranách dlaždic ořezávaných na poli, kde bylo porušeno továrně aplikované těsnění; z tohoto důvodu musí být všechny hrany řezu opraveny dodanou barvou na hrany do 24 hodin od řezání.