کاشی های بام فلزی شکل: پروفایل ها، مواد و نصب

کاشی های سقف فلزی شکل به زیبایی شناسی کاشی، تخته سنگ، یا لرزش چوب سفالی سنتی دست یابید و در عین حال عملکرد ساختاری یک سیستم پانل فلزی کاملاً به هم پیوسته را ارائه دهید. مزیت اصلی نسبت به همتایان سنتی آنها کاهش وزن است: یک مجموعه کاشی فولادی با روکش سنگ تقریباً 6.5 تا 8.5 کیلوگرم در متر مربع (1.3 تا 1.7 psf) وزن دارد، در مقایسه با 45 تا 75 کیلوگرم در متر مربع برای کاشی سفالی و 55 تا 90 کیلوگرم بر متر مربع برای تخته سنگ. . این اختلاف وزن امکان نصب بر روی سقف های شینگل آسفالتی موجود را بدون تقویت سازه ای فراهم می کند و جرم لرزه ای ساختمان را تقریباً 85 درصد در سطح سقف کاهش می دهد.

بسترهای مواد و فرآیند پوشش سنگ

کاشی های سقف فلزی شکل به عنوان استوک کویل تخت شروع می شود، معمولاً فولاد با پوشش Galvalume مطابق با ASTM A792 با پوشش آلیاژ آلومینیوم-روی AZ50 یا AZ55. ضخامت فولاد پایه از 0.35 میلی متر تا 0.55 میلی متر (گیج 28 تا 24) با 0.42 میلی متر استاندارد صنعتی برای سقف های مسکونی در مناطق باد متوسط است. سیم پیچ ابتدا مهر و موم می شود یا به شکل رول در می آید که ویژگی بصری یک ماده سقف سنتی خاص را تکرار می کند: کاشی بشکه ای، تخته سنگ تخت، کاشی S یا لرزش دستی. فرآیند مهر زنی یک الگوی تسکین سه بعدی شامل اتصالات کاذب، کانال های آب و فلنج های ناخن را در یک حرکت فشار ایجاد می کند.

پس از شکل‌گیری، کاشی فولادی ویژگی مشخص خود را دریافت می‌کند: یک پوشش گرانول سنگی مبتنی بر اکریلیک که با یک چسب سرامیکی با دمای بالا به سطح چسبانده شده است. اندازه گرانول ها، سنگ طبیعی خرد شده و غربال شده یا کوارتز با پوشش سرامیکی، از 0.5 میلی متر تا 2.5 میلی متر و برای اطمینان از پوشش کامل به صورت الکترواستاتیک اعمال می شوند. سپس کاشی پوشش داده شده در کوره پخت می شود 150 تا 200 درجه سانتی گراد ، اتصال عرضی بایندر پلیمری و قفل مکانیکی گرانول ها به بستر فولادی. نتیجه یک سطح بافتی است که انرژی ضربه را از تگرگ جذب می کند، براقیت بصری فلز لخت را سرکوب می کند و سطح راه رفتنی با ضریب اصطکاک بالاتر از 0.7، قابل مقایسه با زونا آسفالتی فراهم می کند.

کاشی‌های آلومینیوم و مس، در حالی که بخش کوچک‌تری از بازار هستند، برای تاسیسات ساحلی که نرخ رسوب کلرید از آن بیشتر است، مشخص شده‌اند. 50 میلی گرم در متر مربع در روز . کاشی های آلومینیومی با ضخامت 0.7 میلی متر تا 0.9 میلی متر دارای روکش آسیاب یا روکش سیم پیچ PVDF (پلی وینیلیدین فلوراید) در طیف رنگی هستند. کاشی‌های مسی با ضخامت 0.55 تا 0.7 میلی‌متر بدون پوشش باقی می‌مانند و در طی پنج تا هشت سال اول قرار گرفتن در معرض یک پتینه محافظ ایجاد می‌کنند. کاشی های آلومینیومی و مسی با سنگ پوشانده نمی شوند. زیبایی شناسی آنها متکی به پرداخت فلزی طبیعی و ایجاد یک لایه اکسید است که خوردگی بیشتر را متوقف می کند.

خانواده های پروفایل و آنالوگ های بصری آنها

بازار کاشی های سقف فلزی شکل را بر اساس مواد سنتی که از آنها تقلید می کنند طبقه بندی می کند. جدول زیر خانواده پروفیل های اصلی، ویژگی های ابعادی آنها و شیب های سقفی را که برای آنها رتبه بندی شده اند، خلاصه می کند.

مقاومت بالابرنده باد و مهندسی اینترلاک

عملکرد بالابرنده باد سقف کاشی فلزی شکل‌دار نه با وزن کاشی‌ها، همانطور که در مورد کاشی‌های سفالی یا بتنی بالاست، تعیین می‌شود، بلکه توسط درگیری مکانیکی قسمت‌های به هم پیوسته کناری و انتهایی تعیین می‌شود. هر کاشی از طریق یک فلنج یا گیره میخی که توسط کاشی همپوشانی بالای آن پنهان شده است به عرشه پشت بام محکم می شود، به طوری که هیچ سر بست در معرض آب و هوا قرار نمی گیرد. لبه‌های شکل‌گرفته کاشی شامل یک سری دنده‌ها، خم‌های برگشتی، و شیارهای ضد مویرگی است که مسیری پرپیچ‌وخم برای آب‌های باد رانده ایجاد می‌کند که تلاش می‌کند به دامان کناری نفوذ کند.

پروتکل تست استاندارد ASTM E1592 است که عملکرد ساختاری یک مجموعه پانل سقفی را تحت یک اختلاف فشار استاتیکی یکنواخت ارزیابی می‌کند. یک سیستم کاشی فولادی با روکش سنگی که به درستی نصب شده است با کاشی هایی که به صورت مکانیکی در هم قفل شده اند و به حداقل 15 میلی متر تخته سه لا یا عرشه OSB محکم شده اند، به درجه بالا بردن باد طراحی دست می یابد. 2.4 کیلو پاسکال (50 psf) مربوط به سرعت اولیه باد تقریباً 160 کیلومتر در ساعت (100 مایل در ساعت) در رده نوردهی B. برای مناطق طوفان با سرعت بالا (HVHZ) مانند شهرستان میامی-دید، فلوریدا، نمایه کاشی، الگوی اتصال و مجموعه لایه زیرین باید به عنوان یک سیستم کامل در برابر فشار بالابرنده آزمایش شود. 7.2 کیلو پاسکال (150 psf) بدون جدا شدن کاشی یا خارج شدن بست. برآورده کردن این استاندارد معمولاً به جای چهار بست استاندارد در هر کاشی به شش بست نیاز دارد، و بست ها باید میخ های حلقه ای یا پیچ با حداقل مقاومت خروجی 220 نیوتن (50 پوند) در مواد عرشه خاص باشند.

لایه زیرین و مانع آب ثانویه

کاشی فلزی خود صفحه اصلی باران است، اما لایه زیرین مانع آب ثانویه است که باید برای طول عمر کامل سقف کار کند، حتی اگر کاشی در اثر ضربه یا باد شدید جابجا شود. قوانین ساختمانی در اکثر حوزه های قضایی به حداقل یک لایه نمد آلی آسفالت اشباع شده از نوع ASTM D226 نوع II نیاز دارند، اما این ماده عمر مفیدی دارد. 20 تا 25 سال قبل از شکنندگی، در حالی که کاشی فلزی بالای آن برای 50 سال یا بیشتر ضمانت دارد. عدم تطابق حاصل در طول عمر، شایع ترین علت نفوذ آب در سقف های کاشی فلزی کهنه شده است.

بهترین روش فعلی، که در دستورالعمل‌های نصب سازنده برای سیستم‌های فولادی با پوشش سنگ ممتاز تدوین شده است، یک غشای قیر اصلاح‌شده با پلیمر خودچسبنده مانند محصول اصلاح‌شده با SBS مطابق با ASTM D1970 است که بر روی کل عرشه سقف نصب شده است، نه فقط در لبه‌ها و دره‌ها. این غشاء، به طور معمول ضخامت 1.0 میلی متر تا 1.5 میلی متر با یک فیسر پلی اتیلن با چگالی بالا، یک لایه کاملاً ضد آب ایجاد می کند که خود را در اطراف نفوذ بست ها می بندد و در دماهای تا -30 درجه سانتی گراد انعطاف پذیر باقی می ماند. در سقفی با شیب کمتر از 4:12، یک تشک زهکشی ثانویه از رشته های پلیمری درهم تنیده بین لایه زیرین و کاشی ها قرار می گیرد تا یک حفره زهکشی 6 میلی متری ایجاد کند که از ایجاد فشار هیدرواستاتیک در پشت لبه های جانبی تحت شرایط باران ناشی از باد جلوگیری می کند.

سیستم های بست و سازگاری با خوردگی

انتخاب اتصال دهنده برای کاشی های سقف فلزی شکل باید به سه مکانیسم خوردگی متمایز رسیدگی کند: خوردگی جوی روی سر در معرض، خوردگی گالوانیکی در سطح مشترک با بستر کاشی، و خوردگی شکافی در بند بست زیر کاشی. حداقل بست مشخص شده برای کاشی های فولادی با روکش سنگی a میخ حلقه ای از جنس استنلس استیل نوع 304 یا پیچ فولاد کربنی با پوشش گالوانیزه گرم کلاس C (حداقل ضخامت روی 45 میکرومتر) . در تأسیسات ساحلی در فاصله 3 کیلومتری آب نمک، بست باید به فولاد ضد زنگ نوع 316 ارتقا یابد که حاوی 2 تا 3 درصد مولیبدن برای مقاومت در برابر سوراخ شدن در محیط های کلرید است.

برای کاشی های آلومینیومی، بست ها باید آلومینیومی یا فولاد ضد زنگ نوع 305 باشند، زیرا بست های فولادی کربنی، حتی گالوانیزه، نسبت به آلومینیوم کاتدی هستند و باعث تسریع حفره شدن کاشی در اطراف سوراخ بست می شوند. برای کاشی های مسی، بست های مسی یا برنزی سیلیکونی اجباری هستند، زیرا بست های فولادی ضد زنگ در تماس با مس، یک جفت گالوانیکی ایجاد می کنند که به سرعت جزء فولادی را خورده می کند در حالی که مس بدون تاثیر باقی می ماند. نمودار سازگاری گالوانیکی منتشر شده سازنده بست، با ارجاع متقابل به مواد کاشی، باید در بسته ارسالی پروژه گنجانده شود و قبل از تحویل هر ماده به سایت، توسط مشخص کننده تأیید شود.

حرکت حرارتی و رویکرد سیستم کلیپ

فولاد با سرعتی تقریباً منبسط می شود 12×10-6 متر بر متر در درجه سانتی گراد ، به این معنی که یک کاشی فولادی 1300 میلی‌متری تحت یک نوسان دمای فصلی 60 درجه سانتی‌گراد (از -10 درجه سانتی‌گراد در شب زمستان تا 50 درجه سانتی‌گراد در یک بعد از ظهر تابستان) تقریباً 0.94 میلی‌متر منبسط و منقبض می‌شود. این حرکت، اگرچه به صورت مطلق کوچک است، اما اگر کاشی‌ها در هر نقطه بست و بدون محدودیت برای حرکت دیفرانسیل، به‌طور صلب در هر نقطه اتصال میخکوب شوند، برای کشیده‌کردن سوراخ‌های ناخن و شل کردن بست‌ها در طی ۲۰ تا ۳۰ سال چرخه حرارتی کافی است.

سیستم‌های کاشی فلزی با شکل ممتاز با استفاده از یک سیستم بست مبتنی بر گیره این مشکل را برطرف می‌کنند. یک گیره فولادی ضد زنگ یا فولاد گالوانیزه به عرشه پیچ می شود و کاشی به گونه ای به گیره قلاب می شود که کاشی می تواند نسبت به گیره در جهت طولی بلغزد در حالی که در جهت عمودی مهار می شود. شکاف گیره توسط 1.5 ± میلی متر نسبت به قطر بست، تطبیق حرکت حرارتی لازم را بدون فشار بیش از حد به بست یا کشیده شدن سوراخ خالی فراهم می کند. ماده گیره به گونه ای انتخاب می شود که نسبت به مواد کاشی آندی باشد، به طوری که هر گونه خوردگی اتفاقی بر روی گیره قابل تعویض به جای کاشی دائمی رخ می دهد.

استانداردهای تست و مقاومت در برابر ضربه تگرگ

پوشش گرانول سنگ روی یک کاشی فولادی نه تنها بافت زیبایی را فراهم می کند، بلکه یک لایه جذب کننده ضربه فداکاری را نیز فراهم می کند. تحت آزمایش ضربه تگرگ FM 4473، یک مجموعه کاشی فولادی در معرض یک توپ یخی با قطر 51 میلی‌متر (2 اینچ) قرار می‌گیرد که با سرعتی کالیبره شده برای شبیه‌سازی انرژی ضربه تگرگ سقوط آزاد رانده می‌شود. معیار پذیرش این است که کاشی نباید ترک خوردگی، سوراخ شدن یا ریزش گرانول بیش از حد قابل مشاهده را نشان دهد. 10 درصد از منطقه آسیب دیده . کاشی‌های فولادی با روکش سنگی با زیرلایه فولادی 0.42 میلی‌متر یا ضخیم‌تر معمولاً به درجه مقاومت ضربه‌ای کلاس 4 تحت UL 2218، بالاترین طبقه‌بندی، که برای تخفیف حق بیمه در مناطق مستعد تگرگ ایالات متحده و استرالیا لازم است، می‌رسند.

کاشی های آلومینیومی و مسی بدون پوشش در اثر تگرگ به جای ترک خوردگی فرو می روند. فرورفتگی بیش از حد عمق 3 میلی متر یا قطر 25 میلی متر تحت شرایط ضمانت تگرگ اکثر سازندگان، یک شکست عملکردی در نظر گرفته می شود، نه به این دلیل که فرورفتگی در برابر آب و هوا به خطر می افتد، بلکه به این دلیل که از نظر بصری از زمین قابل اعتراض است. مقاومت فرورفتگی کاشی آلومینیومی تابعی از مزاج آلیاژ و ضخامت ورق است. کاشی آلومینیومی H14 با ضخامت 0.8 میلی متر در برابر تگرگ تا 38 میلی متر (1.5 اینچ) بدون فرورفتگی قابل مشاهده مقاومت می کند. افزایش ضخامت به 1.0 میلی متر، این آستانه را تا حدود 45 میلی متر (1.75 اینچ) افزایش می دهد.

جزئیات چشمک زن دره، خط الراس و نفوذ

سیستم کاشی فلزی شکل فقط به اندازه چشمک زن های آن ضد آب است. چشمک زن دره، که در آن دو صفحه سقف قطع می شوند و جریان کل حوضه بالای تقاطع را متمرکز می کنند، مهم ترین جزئیات است. جزئیات استاندارد یک فلز دره W شکل است که از فولاد Galvalume با حداقل ضخامت 0.55 میلی متر یا آلومینیوم 0.7 میلی متر ساخته شده است، با یک درز ایستاده در خط مرکزی که جریان آب را بدون تلاطم به دو طرف تقسیم می کند. فلز دره باید حداقل گسترش یابد 200 میلی متر (8 اینچ) زیر لبه بریده شده کاشی های فلزی در هر طرف، و لبه برش کاشی باید 15 میلی متر به سمت بالا چرخانده شود تا یک شکاف مویرگی ایجاد شود که مانع از پیچیده شدن آب در اطراف لبه کاشی و ورود به لبه کناری شود.

رج و کلاهک‌های باسن معمولاً از همان مواد کاشی‌های مزرعه تشکیل می‌شوند و به یک نوار فلزی پیوسته بسته می‌شوند که با مشخصات کاشی مطابقت دارد. درپوش با بست های در معرض از طریق سوراخ های از قبل سوراخ شده، با یک واشر نئوپرن یا EPDM فشرده شده است. 30 تا 40 درصد ضخامت اولیه آن زیر سر پیچ برای ایجاد آب بندی آب و هوا. اتصال دهنده های آشکار روی درپوش های پشته اولین مورد نگهداری روی سقف کاشی فلزی هستند. واشر باید در فواصل پنج ساله بازرسی شود و در صورتی که لاستیک ترک خوردگی سطحی یا فشرده‌سازی را نشان می‌دهد که هنگام کاوش با ناخن مانع از برگشت به عقب می‌شود، تعویض شود.

دریچه های لوله، دریچه های زیر شیروانی و پنجره های سقفی با چکمه های از پیش ساخته EPDM یا لوله سیلیکونی که دارای یک یقه انعطاف پذیر به اندازه قطر نفوذ هستند، فلاش می شوند. فلنج پایه چکمه، که در مسیر کاشی ادغام شده است، بریدگی دارد و با نوار بوتیل روی لایه زیرین مهر و موم شده است، و لبه بالایی فلنج در زیر مسیر کاشی شیب دار قرار می گیرد. یقه انعطاف پذیر باید دیفرانسیل انبساط حرارتی را در خود جای دهد ± 2 میلی متر بین لوله و عرشه سقف بدون پارگی یا از دست دادن مهر و موم فشاری خود در برابر دیواره لوله.

هزینه چرخه عمر و ساختار گارانتی

هزینه نصب سقف کاشی فولادی با روکش سنگی متفاوت است 11 تا 18 دلار در هر فوت مربع (118 دلار تا 194 دلار در هر متر مربع) شامل زیرسازی، چشمک زن و کار، بسته به پیچیدگی پروفیل و هندسه سقف. این کاشی فلزی را بین زوناهای معماری آسفالت درجه یک با قیمت 5 تا 8 دلار در هر فوت مربع و تخته سنگ طبیعی با قیمت 25 تا 40 دلار در هر فوت مربع قرار می دهد. توجیه اقتصادی مبتنی بر مدت زمان گارانتی و هزینه های جلوگیری از سقف مجدد در طول عمر ساختمان است.

گارانتی استاندارد سازنده برای کاشی‌های فولادی با روکش سنگ، اجزای زیر را بر اساس امتیاز مناسب پوشش می‌دهد: 50 سال در مورد یکپارچگی ساختاری زیرلایه فولادی در برابر سوراخ شدن ناشی از خوردگی اتمسفر، 25 سال چسبندگی گرانول سنگ در برابر لایه برداری بیش از 5٪ از سطح کاشی، و 10 سال در مورد ثبات رنگ پوشش اکریلیک در برابر محو شدن بیش از 5 واحد دلتا E همانطور که توسط اسپکتروفتومتر اندازه گیری می شود. گارانتی یک بار به مالک بعدی قابل انتقال است و نیاز به نصب مستند توسط پیمانکار تایید شده توسط سازنده دارد. رایج‌ترین ادعای ضمانت، از بین رفتن گرانول در لبه‌های برش کاشی‌های تراش‌شده در مزرعه است، جایی که مهر و موم لبه‌های کارخانه‌ای شکسته شده است. به همین دلیل، تمام لبه های برش داده شده در مزرعه باید با رنگ لبه عرضه شده توسط سازنده ظرف 24 ساعت پس از برش، لمس شوند.