Tvarovaná plechová strešná krytina dosiahnuť estetiku tradičných hlinených dlaždíc, bridlice alebo dreveného tresku a zároveň poskytnúť konštrukčný výkon plne do seba zapadajúceho systému kovových panelov. Hlavnou výhodou oproti ich tradičným náprotivkom je zníženie hmotnosti: zostava oceľových dlaždíc potiahnutých kameňom váži približne 6,5 až 8,5 kg/m² (1,3 až 1,7 psf), v porovnaní s 45 až 75 kg/m² pre hlinené dlaždice a 55 až 90 kg/m² pre bridlicu . Tento rozdiel hmotnosti umožňuje inštaláciu na existujúce asfaltové šindľové strechy bez konštrukčného vystuženia a znižuje seizmickú hmotu budovy približne o 85 % v rovine strechy.
Materiálové podklady a proces pokovovania kameňom
Tvarovaná plechová strešná krytina začínajú ako ploché zvitky, najčastejšie oceľ s povlakom Galvalume v súlade s ASTM A792 s povlakom AZ50 alebo AZ55 zliatiny hliníka a zinku. Hrúbka základnej ocele sa pohybuje od 0,35 mm až 0,55 mm (28 gauge až 24 gauge) , pričom 0,42 mm je priemyselným štandardom pre rezidenčné zastrešenie v oblastiach mierneho vetra. Zvitok je najprv vyrazený alebo vytvarovaný do profilu, ktorý kopíruje vizuálny charakter špecifického tradičného strešného materiálu: sudová škridľa, plochá bridlica, S-škridla alebo ručne štiepaný šrot. Proces razenia vytvára trojrozmerný reliéfny vzor, vrátane falošných spojov, vodných kanálikov a klincových prírub, jediným stlačením.
Po vytvarovaní získa oceľová škridla svoju definujúcu vlastnosť: povlak z kamenných granúl na báze akrylu spojený s povrchom pomocou vysokoteplotného keramického spojiva. Granuly, drvený a preosievaný prírodný kameň alebo kremeň potiahnutý keramikou, majú veľkosť od 0,5 mm až 2,5 mm a nanášajú sa elektrostaticky, aby sa zabezpečilo úplné pokrytie. Potiahnutá dlaždica sa potom vytvrdzuje v peci pri 150 °C až 200 °C zosieťovanie polymérneho spojiva a mechanické uzamknutie granúl k oceľovému substrátu. Výsledkom je textúrovaný povrch, ktorý absorbuje energiu nárazu z krúp, potláča vizuálny lesk holého kovu a poskytuje pochôdzny povrch s koeficientom trenia nad 0,7, porovnateľným s asfaltovými šindľami.
Hliníkové a medené dlaždice, hoci sú menším segmentom trhu, sú špecifikované pre pobrežné inštalácie, kde rýchlosť usadzovania chloridov presahuje 50 mg/m² za deň . Hliníkové dlaždice s hrúbkou 0,7 mm až 0,9 mm majú povrchovú úpravu frézovaním alebo PVDF (polyvinylidénfluoridový) špirálový povlak v rôznych farbách. Medené dlaždice, dodávané v hrúbke 0,55 mm až 0,7 mm, sa nechajú bez náteru a počas prvých piatich až ôsmich rokov pôsobenia si vytvoria ochrannú patinu. Hliníkové ani medené dlaždice nie sú pokryté kameňom; ich estetika sa spolieha na prirodzenú kovovú povrchovú úpravu a vývoj oxidovej vrstvy, ktorá zastavuje ďalšiu koróziu.
Rodiny profilov a ich vizuálne analógy
Trh kategorizuje tvarované kovové strešné tašky podľa tradičného materiálu, ktorý napodobňujú. Nasledujúca tabuľka sumarizuje hlavné skupiny profilov, ich rozmerové charakteristiky a sklony strechy, pre ktoré sú dimenzované.
| Profilová rodina | Vizuálny analóg | Typická veľkosť dlaždíc (mm) | Minimálny sklon strechy | Blokovací mechanizmus |
|---|---|---|---|---|
| Roman / Sud | Stredomorské hlinené sudové dlaždice | 1 320 x 420 | 3:12 (14°) | Bočné a koncové stupňovité rebrá |
| Bridlica / Plochá | Prírodná ťažená bridlica | 1 250 x 370 | 4:12 (18°) | Skrytá príruba na nechty s odkvapkávacím okrajom |
| Otras / pásový opar | Cédrový shake alebo ručne štiepané drevo | 1 350 x 480 | 4:12 (18°) | Zámok zadnej príruby s hornou sponou |
| S-Tile / španielčina | Španielska hlinená dlaždica s krivkou S | 1 320 x 420 | 2,5:12 (12°) | Uhniezdenie bočného laloku s vodným kanálom |
Odolnosť proti zdvihu vetra a prepojenie
Výkon pri zdvíhaní vetra u tvarovanej strechy z kovových škridiel nie je určený hmotnosťou škridiel, ako je to v prípade štrkovej hliny alebo betónových škridiel, ale mechanickým záberom do seba zapadajúcich bočných a koncových presahov. Každá škridla je pripevnená k strešnej krytine pomocou klincovej príruby alebo príchytky, ktorá je zakrytá prekrývajúcou sa škridle nad ňou, takže žiadna hlava kotviaceho prvku nie je vystavená poveternostným vplyvom. Tvarované okraje dlaždice obsahujú sériu rebier, spätných ohybov a antikapilárnych drážok, ktoré vytvárajú kľukatú cestu pre vetrom poháňanú vodu, ktorá sa pokúša preniknúť cez bočný lap.
Štandardný testovací protokol je ASTM E1592, ktorý hodnotí konštrukčné vlastnosti reprezentatívnej zostavy strešného panelu pri rovnomernom rozdiele statického tlaku. Správne inštalovaný systém oceľových dlaždíc s povrchovou úpravou kameňom s dlaždicami mechanicky spojenými a pripevnenými k preglejke alebo OSB doske s hrúbkou minimálne 15 mm dosahuje konštrukčnú hodnotu zdvihu vetra 2,4 kPa (50 psf) , čo zodpovedá základnej rýchlosti vetra približne 160 km/h (100 mph) v kategórii expozície B. Pre vysokorýchlostné hurikánové zóny (HVHZ), ako je Miami-Dade County, Florida, sa musí profil dlaždíc, upevňovací vzor a zostava podložky otestovať ako kompletný systém na zdvihový tlak 7,2 kPa (150 psf) bez uvoľnenia dlaždíc alebo vytiahnutia upevňovacích prvkov. Splnenie tejto normy si zvyčajne vyžaduje šesť spojovacích prvkov na dlaždicu namiesto štandardných štyroch a spojovacími prvkami musia byť klince alebo skrutky s minimálnym odporom proti vytiahnutiu 220 N (50 lbf) v konkrétnom materiáli paluby.
Podklad a sekundárna vodná bariéra
Samotná kovová škridla je primárnou protidažďovou clonou, ale podložka je sekundárnou bariérou proti vode, ktorá musí fungovať počas celej životnosti strechy, a to aj v prípade, že sa škridla uvoľní nárazom alebo extrémnym vetrom. Stavebné predpisy vo väčšine jurisdikcií vyžadujú minimálne jednu vrstvu asfaltom nasýtenej organickej plsti ASTM D226 typu II, ale tento materiál má životnosť 20 až 25 rokov pred skrehnutím, zatiaľ čo na kovovú dlaždicu nad ňou sa poskytuje záruka 50 rokov alebo viac. Výsledný nesúlad v životnosti je najčastejšou príčinou prenikania vody na starnúce strechy z kovových škridiel.
Súčasným osvedčeným postupom, kodifikovaným v návode výrobcu na inštaláciu pre prémiové oceľové systémy s povrchovou úpravou kameňom, je samolepiaca polymérom modifikovaná bitúmenová membrána, ako je produkt modifikovaný SBS v súlade s ASTM D1970, inštalovaný na celej strešnej krytine, nielen na odkvapoch a úžľabiach. Táto membrána, zvyčajne Hrúbka 1,0 mm až 1,5 mm s povrchovou vrstvou z polyetylénu s vysokou hustotou, poskytuje plne priľnutú vodotesnú vrstvu, ktorá sa samotesní okolo prestupov spojovacích prvkov a zostáva flexibilná pri teplotách až do -30 °C. Na streche so sklonom menším ako 4:12 sa medzi podložku a dlaždice umiestni sekundárna drenážna rohož zo zapletených polymérových vlákien, aby sa vytvorila 6 mm drenážna dutina, ktorá zabraňuje hromadeniu hydrostatického tlaku za bočnými presahmi v podmienkach dažďa poháňaného vetrom.
Upevňovacie systémy a korózna kompatibilita
Výber upevňovacieho prvku pre tvarované kovové strešné škridle musí riešiť tri odlišné korózne mechanizmy: atmosférickú koróziu na odkrytej hlave, galvanickú koróziu na rozhraní so substrátom škridly a štrbinovú koróziu v drieku upevňovacieho prvku pod škridlou. Minimálny špecifikovaný spojovací prvok pre oceľové dlaždice s povrchovou úpravou kameňom je a Klinec z nehrdzavejúcej ocele typu 304 alebo skrutka z uhlíkovej ocele so žiarovo pozinkovaným povlakom triedy C (minimálna hrúbka zinku 45 μm) . V pobrežných inštaláciách do 3 km od slanej vody musí byť upevňovací prvok vylepšený na nehrdzavejúcu oceľ typu 316, ktorá obsahuje 2 % až 3 % molybdénu na odolnosť proti jamkovej korózii v chloridovom prostredí.
V prípade hliníkových dlaždíc musia byť upevňovacie prvky z hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele typu 305, pretože upevňovacie prvky z uhlíkovej ocele, dokonca aj galvanizované, sú katodické voči hliníku a urýchľujú tvorbu jamiek dlaždíc okolo otvoru pre upevňovací prvok. Pre medené dlaždice sú medené alebo silikónovo-bronzové spojovacie prvky povinné, pretože spojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele v kontakte s meďou vytvárajú galvanický pár, ktorý rýchlo koroduje oceľový komponent, pričom meď zostáva nedotknutá. Tabuľka galvanickej kompatibility publikovaná výrobcom spojovacieho materiálu, s krížovým odkazom na materiál dlaždíc, musí byť zahrnutá do balíka na predloženie projektu a schválená špecifikátorom pred dodaním akéhokoľvek materiálu na miesto.
Tepelný pohyb a prístup systému klipov
Oceľ sa rozťahuje rýchlosťou približne 12 x 10⁻⁶ m/m na °C , čo znamená, že 1 300 mm oceľová dlaždica vystavená 60 °C sezónnemu kolísaniu teploty (od -10 °C počas zimnej noci do 50 °C počas letného popoludnia) sa roztiahne a zmrští približne o 0,94 mm. Tento pohyb, aj keď je v absolútnom vyjadrení malý, je dostatočný na predĺženie otvorov pre klince a uvoľnenie spojovacích prvkov počas 20 až 30 rokov tepelných cyklov, ak sú dlaždice pevne pribité klincami v každom bode upevnenia bez ohľadu na rozdielny pohyb.
Systémy prémiových tvarovaných kovových dlaždíc to riešia začlenením upevňovacieho systému na báze klipov. Spona z nehrdzavejúcej ocele alebo pozinkovanej ocele je priskrutkovaná k podlahe a dlaždica je zaháknutá na spone tak, že dlaždica sa môže posúvať vzhľadom na sponu v pozdĺžnom smere, zatiaľ čo je pridržiavaná vo vertikálnom smere. Slot na klip je predĺžený o ±1,5 mm vzhľadom na priemer pripevňovača, poskytujúce potrebné prispôsobenie sa tepelnému pohybu bez nadmerného namáhania pripevňovača alebo predlžovania voľného otvoru. Materiál svorky je vybraný tak, aby bol anodický k materiálu dlaždice, takže akákoľvek náhodná korózia sa vyskytuje na vymeniteľnej svorke, a nie na trvalej dlaždici.
Odolnosť voči krupobitiu a testovacie normy
Povlak z kamenných granúl na oceľovej dlaždici poskytuje nielen estetickú štruktúru, ale aj obetnú vrstvu absorbujúcu nárazy. Pri skúške nárazu krupobitím FM 4473 sa zostava oceľových dlaždíc vystaví ľadovej gule s priemerom 51 mm (2 palce) poháňanej rýchlosťou kalibrovanou tak, aby simulovala energiu nárazu krupobitia pri voľnom páde. Kritériom prijatia je, že dlaždica nesmie vykazovať žiadne viditeľné praskliny, perforácie alebo prekračujúce straty zŕn 10 % zasiahnutej oblasti . Oceľové dlaždice potiahnuté kameňom s oceľovým podkladom o hrúbke 0,42 mm alebo hrubšej zvyčajne dosahujú triedu odolnosti proti nárazu 4 podľa UL 2218, najvyššej klasifikácie, ktorá sa vyžaduje pre zľavy na poistnom v oblastiach USA a Austrálie náchylných na krupobitie.
Nenatierané hliníkové a medené dlaždice sa vplyvom krupobitia skôr predierajú, než praskajú. Preliačina presahujúca 3 mm do hĺbky alebo 25 mm v priemere sa považuje za funkčnú poruchu podľa podmienok záruky väčšiny výrobcov na krupobitie, nie preto, že by priehlbina ohrozila tesnosť voči poveternostným vplyvom, ale preto, že je vizuálne nežiaduca od zeme. Odolnosť hliníkovej dlaždice pred preliačením je funkciou teploty zliatiny a hrúbky plechu. Tvrdená hliníková dlaždica H14 s hrúbkou 0,8 mm odolá krupobitiu až do 38 mm (1,5 palca) bez viditeľného preliačenia; zvýšenie hrúbky na 1,0 mm predĺži tento prah na približne 45 mm (1,75 palca).
Blýskajúce detaily údolia, hrebeňa a prieniku
Systém tvarovaných kovových dlaždíc je len taký vodotesný ako jeho lemovanie. Údolné lemovanie, kde sa pretínajú dve strešné roviny a sústreďujú tok celého povodia nad križovatkou, je najkritickejším detailom. Štandardným detailom je kov v tvare písmena W vyrobený z ocele Galvalume s minimálnou hrúbkou 0,55 mm alebo hliníka s hrúbkou 0,7 mm, so stojatou drážkou v stredovej línii, ktorá rozdeľuje prúd vody na obe strany bez turbulencií. Údolný kov musí siahať minimálne 200 mm (8 palcov) pod reznou hranou kovových dlaždíc na každej strane a rezná hrana dlaždíc musí byť otočená nahor o 15 mm, aby sa vytvoril kapilárny zlom, ktorý zabráni vode, aby sa ovinula okolo okraja dlaždice a vnikla do bočného presahu.
Hrebene a valby sú normálne vytvorené z rovnakého materiálu ako poľné dlaždice a sú pripevnené k súvislému kovovému uzatváraciemu pásiku, ktorý zodpovedá profilu dlaždice. Čiapka je pripevnená odkrytými spojovacími prvkami cez vopred vyrazené priechodkové otvory s neoprénovou alebo EPDM podložkou stlačenou na 30 % až 40 % svojej pôvodnej hrúbky pod hlavou skrutky, aby sa zabezpečilo utesnenie voči poveternostným vplyvom. Odkryté upevňovacie prvky na hrebeňových krytoch sú prvou položkou údržby na streche z kovovej škridly; podložka by sa mala kontrolovať v päťročných intervaloch a vymeniť, ak guma vykazuje povrchové praskliny alebo stlačenie, ktoré bráni odrazu pri snímaní nechtom.
Potrubné prestupy, podkrovné prieduchy a svetlíky sú opláštené vopred vyrobenými EPDM alebo silikónovými potrubnými návlekmi, ktoré obsahujú flexibilný golier dimenzovaný na priemer prestupu. Spodná príruba topánok, ktorá je integrovaná do dlaždíc, je vyrezaná a utesnená k podkladu butylovou páskou a horná hrana príruby je prekrytá pod stúpajúcou vrstvou škridly. Flexibilný golier sa musí prispôsobiť teplotnej rozťažnosti ±2 mm medzi rúrou a strešným plášťom bez trhania alebo straty kompresného tesnenia proti stene potrubia.
Náklady na životný cyklus a štruktúra záruky
Inštalačné náklady na strechu z oceľových škridiel s kameňom sa pohybujú od 11 až 18 dolárov za štvorcový meter (118 až 194 USD za meter štvorcový) vrátane podkladu, lemovania a práce, v závislosti od zložitosti profilu a geometrie strechy. Toto umiestňuje kovové dlaždice medzi prémiové asfaltové architektonické šindle za 5 až 8 dolárov za štvorcový meter a prírodnú bridlicu za 25 až 40 dolárov za štvorcový meter. Ekonomické opodstatnenie spočíva na dĺžke záruky a eliminovaných nákladoch na opätovné zastrešenie počas životnosti budovy.
Štandardná záruka výrobcu na oceľové dlaždice potiahnuté kameňom sa vzťahuje na tieto komponenty na pomernom základe: 50 rokov na štrukturálnu integritu oceľového podkladu proti perforácii atmosférickou koróziou, 25 rokov na priľnavosť kamenných granúl proti delaminácii presahujúcej 5 % plochy povrchu dlaždíc, a 10 rokov na farebnú stálosť akrylovej glazúry proti vyblednutiu nad 5 jednotiek Delta E, merané spektrofotometrom. Záruka je jednorazovo prenosná na ďalšieho vlastníka a vyžaduje si zdokumentovanú inštaláciu výrobcom certifikovaným dodávateľom. Najbežnejšou reklamáciou v rámci záruky je strata granúl na rezných hranách dlaždíc orezaných na poli, kde bolo porušené továrenské tesnenie okraja; z tohto dôvodu musia byť všetky hrany orezané v teréne opravené dodaným náterom na hrany do 24 hodín po rezaní.
