Oblikovani metalni crijep: profili, materijali i ugradnja

Oblikovani metalni crijep postignite estetiku tradicionalnih glinenih pločica, škriljevca ili drvenog kostura dok istovremeno pružate strukturnu izvedbu potpuno isprepletenog sustava metalnih ploča. Glavna prednost u odnosu na njihove tradicionalne analoge je smanjenje težine: sklop čeličnih pločica obloženih kamenom teži otprilike 6,5 do 8,5 kg/m² (1,3 do 1,7 psf), u usporedbi s 45 do 75 kg/m² za glinene pločice i 55 do 90 kg/m² za škriljevce . Ova razlika u težini omogućuje ugradnju preko postojećih krovova od asfaltne šindre bez strukturalnog ojačanja i smanjuje seizmičku masu zgrade za otprilike 85% u ravnini krova.

Materijalne podloge i postupak oblaganja kamenom

Oblikovani metalni crijep započeti kao ravna zavojnica, najčešće čelik presvučen Galvalumeom koji je u skladu s ASTM A792 s AZ50 ili AZ55 premazom od legure aluminija i cinka. Debljina osnovnog čelika kreće se od 0,35 mm do 0,55 mm (kalibar 28 do 24) , pri čemu je 0,42 mm industrijski standard za stambene krovove u zonama s umjerenim vjetrom. Zavojnica se najprije utiskuje ili oblikuje u valjku u profil koji replicira vizualni karakter specifičnog tradicionalnog krovnog materijala: bačvasti crijep, ravni škriljevac, S-pločica ili ručno cijepana kosina. Postupkom utiskivanja stvara se trodimenzionalni reljefni uzorak, uključujući lažne spojeve, vodene kanale i rubove čavala, u jednom potezu pritiska.

Nakon oblikovanja, čelična pločica dobiva svoju značajku koja definira: premaz od kamenih granula na bazi akrila koji je na površinu vezan keramičkim vezivom na visokoj temperaturi. Granule, zdrobljeni i prosejani prirodni kamen ili kvarc obložen keramikom, veličine su od 0,5 mm do 2,5 mm i nanose se elektrostatski kako bi se osigurala potpuna pokrivenost. Obložena pločica se zatim suši u pećnici na 150°C do 200°C , umrežavanje polimernog veziva i mehaničko zaključavanje granula za čeličnu podlogu. Rezultat je teksturirana površina koja apsorbira energiju udara od zrna tuče, smanjuje vizualni sjaj golog metala i pruža površinu za hodanje s koeficijentom trenja iznad 0,7, usporedivim s asfaltnom šindrom.

Aluminijske i bakrene pločice, iako manji tržišni segment, specificirane su za obalne instalacije gdje stopa taloženja klorida prelazi 50 mg/m² dnevno . Aluminijske pločice debljine od 0,7 mm do 0,9 mm imaju završni sloj ili PVDF (poliviniliden fluorid) premaz u nizu boja. Bakrene pločice, koje se isporučuju u debljinama od 0,55 mm do 0,7 mm, ostaju bez premaza i razvijaju zaštitnu patinu tijekom prvih pet do osam godina izlaganja. Ni aluminijske ni bakrene pločice nisu obložene kamenom; njihova se estetika oslanja na prirodni metalik završni sloj i razvoj oksidnog sloja koji zaustavlja daljnju koroziju.

Obitelji profila i njihovi vizualni analozi

Tržište kategorizira oblikovane metalne crijepove prema tradicionalnom materijalu koji oponašaju. Sljedeća tablica sažima glavne skupine profila, njihove dimenzionalne karakteristike i nagibe krovova za koje su ocijenjeni.

Otpornost na podizanje vjetra i inženjering međusobnog blokiranja

Izvedba podizanja vjetrom oblikovanog krova od metalnih crijepova nije određena težinom crijepa, kao što je slučaj s glinenim ili betonskim crijepom, već mehaničkim zahvaćanjem bočnih i krajnjih preklopa. Svaka pločica pričvršćena je za krovnu podlogu pomoću prirubnice za čavle ili spojnice koja je skrivena pločicom koja se preklapa iznad nje, tako da nijedna glava pričvršćivača nije izložena vremenskim uvjetima. Formirani rubovi pločice uključuju niz rebara, povratnih zavoja i antikapilarnih žljebova koji stvaraju vijugav put za vodu nošenu vjetrom koja pokušava prodrijeti kroz bočni preklop.

Standardni testni protokol je ASTM E1592, koji ocjenjuje strukturne performanse reprezentativnog sklopa krovne ploče pod jednolikom statičkom razlikom tlaka. Ispravno postavljen sustav čeličnih ploča obloženih kamenom s pločama mehanički povezanim i pričvršćenim na minimalno 15 mm šperploču ili OSB palubu postiže projektiranu ocjenu podizanja vjetrom od 2,4 kPa (50 psf) , što odgovara osnovnoj brzini vjetra od približno 160 km/h (100 mph) u kategoriji izloženosti B. Za zone uragana velike brzine (HVHZ) kao što je okrug Miami-Dade, Florida, profil pločica, uzorak pričvršćivanja i sklop podloge moraju se testirati kao cjeloviti sustav na tlak uzdizanja od 7,2 kPa (150 psf) bez odvajanja pločice ili izvlačenja pričvršćivača. Ispunjavanje ovog standarda obično zahtijeva šest pričvrsnih elemenata po pločici umjesto standardna četiri, a pričvršćivači moraju biti čavli s prstenastim prihvatom ili vijci s minimalnim otporom na izvlačenje od 220 N (50 lbf) u određenom materijalu palube.

Podloga i sekundarna vodobrana

Sama metalna pločica je primarna zaštita od kiše, ali podloga je sekundarna vodena barijera koja mora funkcionirati tijekom cijelog radnog vijeka krova, čak i ako se crijep pomakne udarom ili jakim vjetrom. Građevinski propisi u većini jurisdikcija zahtijevaju najmanje jedan sloj ASTM D226 tipa II organskog filca zasićenog asfaltom, ali ovaj materijal ima vijek trajanja od 20 do 25 godina prije krtosti, dok metalni crijep iznad ima jamstvo 50 i više godina. Rezultirajuća neusklađenost u životnom vijeku najčešći je uzrok prodora vode na stare krovove od metalnih crijepova.

Trenutačna najbolja praksa, kodificirana u uputama proizvođača za ugradnju vrhunskih čeličnih sustava obloženih kamenom, je samoljepljiva bitumenska membrana modificirana polimerom kao što je proizvod modificiran SBS-om koji je u skladu s ASTM D1970, instaliran preko cijele krovne ploče, a ne samo na strehama i udolinama. Ova membrana, tipično 1,0 mm do 1,5 mm debljine s polietilenskom površinom visoke gustoće, osigurava potpuno prianjajući vodonepropusni sloj koji se sam zatvara oko proboja spojnica i ostaje fleksibilan na temperaturama do -30°C. Na krovu s nagibom manjim od 4:12, sekundarna drenažna podloga od upletenih polimernih vlakana postavlja se između podloge i pločica kako bi se stvorila drenažna šupljina od 6 mm koja sprječava nakupljanje hidrostatskog tlaka iza bočnih preklopa u uvjetima kiše koju pokreće vjetar.

Sustavi pričvršćivanja i otpornost na koroziju

Odabir pričvršćivača za oblikovane metalne crijepove mora se odnositi na tri različita mehanizma korozije: atmosferska korozija na izloženoj glavi, galvanska korozija na sučelju s podlogom crijepa i korozija u pukotinama unutar drške pričvršćivača ispod crijepa. Minimalni specificirani spoj za čelične pločice obložene kamenom je a Prstenasti čavao od nehrđajućeg čelika tipa 304 ili vijak od ugljičnog čelika s vruće pocinčanim premazom klase C (minimalna debljina cinka 45 μm) . U obalnim instalacijama unutar 3 km od slane vode, pričvršćivač mora biti nadograđen na tip 316 nehrđajućeg čelika, koji sadrži 2% do 3% molibdena za otpornost na piting u kloridnim okruženjima.

Za aluminijske pločice, pričvršćivači moraju biti od aluminija ili nehrđajućeg čelika tipa 305, jer su pričvršćivači od ugljičnog čelika, čak i pocinčani, katodni prema aluminiju i ubrzat će udubljenje pločice oko rupe za pričvršćivanje. Za bakrene pločice obavezni su spojni elementi od bakra ili silikonske bronce, jer spojni elementi od nehrđajućeg čelika u dodiru s bakrom stvaraju galvanski par koji brzo nagriza čeličnu komponentu, a bakar ostaje nepromijenjen. Tablica galvanske kompatibilnosti koju je objavio proizvođač spojnica, u usporedbi s materijalom pločice, mora biti uključena u paket za podnošenje projekta i odobrena od strane specifikacije prije nego što se bilo koji materijal isporuči na gradilište.

Toplinski pokret i pristup sustavu klipova

Čelik se širi brzinom od približno 12 x 10⁻⁶ m/m po °C , što znači da će se čelična pločica od 1300 mm podvrgnuta sezonskim promjenama temperature od 60°C (od -10°C zimske noći do 50°C ljetnih popodneva) proširiti i skupiti za otprilike 0,94 mm. Ovaj pomak, iako mali u apsolutnom smislu, dovoljan je za izduživanje rupa za čavle i olabavljenje spojnica tijekom 20 do 30 godina termičkog ciklusa ako su pločice kruto prikovane na svakoj točki spojnica bez dopuštanja različitog pomicanja.

Premium oblikovani sustavi metalnih pločica to rješavaju ugrađivanjem sustava za pričvršćivanje koji se temelji na kopčama. Spojnica od nehrđajućeg čelika ili pocinčanog čelika pričvrsti se na palubu, a pločica se zakači na spojnicu tako da pločica može kliziti u odnosu na spojnicu u uzdužnom smjeru dok se zadržava u okomitom smjeru. Utor za kopču je izdužen za ±1,5 mm u odnosu na promjer pričvršćivača, osiguravajući potrebnu toplinsku prilagodbu za pomicanje bez pretjeranog naprezanja pričvršćivača ili izduživanja rupe za zazor. Materijal kopče odabran je tako da bude anodan u odnosu na materijal pločice, tako da se svaka slučajna korozija javlja na zamjenjivoj kopči, a ne na trajnoj pločici.

Otpornost na udar tuče i standardi ispitivanja

Premaz od kamenih granula na čeličnoj ploči pruža ne samo estetsku teksturu, već i žrtveni sloj koji apsorbira udarce. Prema FM 4473 testu udara tuče, sklop čelične pločice podvrgava se ledenoj kugli promjera 51 mm (2 inča) koja se pokreće brzinom kalibriranom da simulira energiju udara tuče slobodnog pada. Kriterij prihvatljivosti je da pločica ne smije pokazivati vidljive pukotine, perforacije ili gubitak granula koji prelazi 10% zahvaćene površine . Čelične pločice obložene kamenom s čeličnom podlogom od 0,42 mm ili debljom obično postižu ocjenu otpornosti na udarce klase 4 prema UL 2218, najvišoj klasifikaciji, koja je potrebna za popuste na premije osiguranja u regijama Sjedinjenih Država i Australije sklone tuči.

Aluminijske i bakrene pločice bez premaza udubljuju se pod udarom tuče, a ne pucaju. Prekoračenje udubljenja 3 mm dubine ili 25 mm promjera smatra se funkcionalnim kvarom prema uvjetima jamstva većine proizvođača protiv tuče, ne zato što udubljenje ugrožava nepropusnost na vremenske uvjete, već zato što je vizualno neugodno s tla. Otpornost aluminijske pločice na udubljenja ovisi o stanju legure i debljini lima. H14 kaljena aluminijska pločica debljine 0,8 mm otporna je na zrno tuče do 38 mm (1,5 inča) bez vidljivih udubljenja; povećanje debljine na 1,0 mm proširuje taj prag na približno 45 mm (1,75 inča).

Trepćući detalji doline, grebena i prodora

Sustav oblikovanih metalnih pločica vodonepropustan je samo onoliko koliko su vodonepropusni njegovi opšavi. Najkritičniji detalj je dolinska ispuna, gdje se dvije krovne plohe sijeku i koncentriraju tok cijelog slivnog područja iznad raskrižja. Standardni detalj je metalna dolina u obliku slova W izrađena od Galvalume čelika minimalne debljine 0,55 mm ili aluminija od 0,7 mm, s stojećim šavom na središnjoj liniji koji dijeli protok vode na obje strane bez turbulencije. Metalna dolina mora se protezati najmanje 200 mm (8 inča) ispod odrezanog ruba metalnih pločica sa svake strane, a odrezani rub pločice mora biti okrenut prema gore za 15 mm kako bi se napravio kapilarni prekid koji sprječava da voda obavija rub pločice i uđe u bočni preklop.

Poklopci sljemena i bokova obično su izrađeni od istog materijala kao i poljske pločice i pričvršćene su na kontinuiranu metalnu traku za zatvaranje koja je usklađena s profilom pločice. Čep je fiksiran izloženim zatvaračima kroz prethodno izbušene rupe s umetcima, s neoprenskom ili EPDM podloškom stisnutom na 30% do 40% svoje izvorne debljine ispod glave vijka kako bi se osigurala zaštita od vremenskih uvjeta. Izloženi pričvrsni elementi na kapama sljemena prva su stavka održavanja na krovu od metalnih crijepa; podlošku treba pregledati u petogodišnjim intervalima i zamijeniti je ako guma pokazuje površinske pukotine ili kompresiju koja sprječava odskok kada se dodirne noktom.

Cijevni otvori, tavanski ventilacijski otvori i krovni prozori obloženi su unaprijed proizvedenim EPDM ili silikonskim cijevnim čizmama koje uključuju fleksibilnu ogrlicu veličine prema promjeru prodora. Prirubnica baze prtljažnika, koja je integrirana u sloj pločica, je zarezana i zabrtvljena za podlogu butilnom trakom, a gornji rub prirubnice je preklopljen ispod sloja pločica uz nagib. Fleksibilna ogrlica mora se prilagoditi diferencijalnoj toplinskoj ekspanziji od ±2 mm između cijevi i krovne ploče bez kidanja ili gubitka kompresijske brtve na stijenku cijevi.

Trošak životnog ciklusa i struktura jamstva

Instalirani trošak krova od čeličnog crijepa obloženog kamenom kreće se od 11 do 18 dolara po kvadratnom metru (118 do 194 USD po kvadratnom metru) uključujući podlogu, opšave i rad, ovisno o složenosti profila i geometriji krova. Time se metalni crijep svrstava između vrhunskih asfaltnih arhitektonskih šindri po cijeni od 5 do 8 dolara po kvadratnom metru i prirodnog škriljevca po cijeni od 25 do 40 dolara po kvadratnom metru. Ekonomska opravdanost temelji se na trajanju jamstva i izbjegnutim troškovima prepokrivanja tijekom vijeka trajanja zgrade.

Standardno jamstvo proizvođača za čelične pločice obložene kamenom pokriva sljedeće komponente na proporcionalnoj osnovi: 50 godina o strukturnoj cjelovitosti čelične podloge protiv perforacije uzrokovane atmosferskom korozijom, 25 godina na adheziju kamenih granula protiv raslojavanja koja prelazi 5% površine pločice, i 10 godina o stabilnosti boje akrilne nadglazure protiv blijeđenja iznad 5 Delta E jedinica mjereno spektrofotometrom. Jamstvo je jednokratno prenosivo na sljedećeg vlasnika i zahtijeva dokumentiranu ugradnju od strane izvođača s certifikatom proizvođača. Najčešći jamstveni zahtjev je gubitak granula na odrezanim rubovima obrezanih pločica, gdje je tvornički nanesena rubna brtva oštećena; iz tog razloga, svi rubovi izrezani na terenu moraju se popraviti bojom za rubove koju je isporučio proizvođač unutar 24 sata od rezanja.