Металлическая крыша
Металлическая кровля — это кровельная система, состоящая из металлических частей или черепицы, обладающая коррозионной стойкостью, водонепроницаемостью и длительным сроком службы. Это часть ограждающей конструкции здания . Металлические детали могут представлять собой покрытие конструкционной неводостойкой крыши или представлять собой самонесущие листы.
История
[ редактировать ]Свинец и медь на протяжении тысячелетий играли значительную роль в архитектуре (см.: Медь в архитектуре ). Свинец был одним из первых и самых простых в плавке металлов , а благодаря низкой температуре плавления его можно было легко сделать водонепроницаемым. Будучи побочным продуктом выплавки серебра, во времена Римской империи он был легко доступен и относительно дешев. [ 1 ]
В III веке до нашей эры медная черепица была установлена на вершине храма Ловамахапайя в Шри-Ланке. [ 2 ] Римляне использовали медь в качестве покрытия крыши Пантеона в 27 г. до н.э. [ 3 ] Спустя столетия медь и ее сплавы стали неотъемлемой частью европейской средневековой архитектуры . Медная крыша собора Святой Марии в Хильдесхайме , установленная в 1280 году нашей эры , сохранилась до разрушения во время бомбардировок во время Второй мировой войны. [ 4 ] Крыша Кронборга в Северной Европе , одного из самых важных замков эпохи Возрождения (увековеченного как замок Эльсинор в шекспировском « Гамлете »), была установлена в 1585 году нашей эры. [ 5 ] Котел на башне был отремонтирован в 2009 году. [ 6 ]
Когда в начале 19 века выплавка железа получила широкое распространение, хотя процесс выплавки был сложным, руды было настолько много, что железо стало дешевле свинца и намного дешевле меди. Позже было установлено, что коррозию железа (ржавчину) можно остановить или, по крайней мере, замедлить, погрузив листы горячего железа в расплавленное олово или цинк , образуя металлургически связанное покрытие, которое защищает его. Терне , железная пластина, погруженная в припой, содержащий 80–90% свинца и оставшийся только олово, был дешевле, чем белая жесть, изготовленная таким же способом, а свинец был более устойчив при длительном использовании вне помещений, чем олово или цинк в отдельности. Терн стал популярен благодаря крышам и устойчивым к атмосферным воздействиям сельскохозяйственным предметам. [ нужна ссылка ]
В 1829 году Генри Палмер, инженер Лондонской доковой компании, запатентовал «металлические листы с зубцами или гофрированные», которые придавали дополнительную жесткость изгибу в одном направлении, подобно балке . Это позволило листовому железу быть самонесущим при использовании в качестве крыши; современный отчет хвалил этот материал как «самую легкую и прочную крышу (для своего веса) со времен Адама». [ 7 ]
После истечения срока действия патента Палмера в 1843 году гофрированное оцинкованное железо (CGI) стало любимым кровельным материалом во всем мире. [ 7 ] В конце 19 века сталелитейные заводы заменили металлургические заводы, и изделие из стали можно было сделать тоньше, сохранив тот же пролет и жесткость, но термин CGI остается в Великобритании и Австралии. В начале 20-го века, после использования в военных целях в траншеях и для хижин Ниссена или Квонсета , крыши CGI широко использовались, но имели низкий статус. [ 7 ] После того, как такие архитекторы, как Уолтер Гропиус и Бакминстер Фуллер, Пьера Кенига использовали этот материал, а также с блестящими и обтекаемыми «пустынными модернистскими» проектами, такими как Дом Шталь (с внутренней открытой металлической крышей, но без настоящей компьютерной графики), он восстановил статус. [ 7 ] В доме Альберта Фрея построенном в 1964 году, в Палм-Спрингс, в качестве крыши использовалась настоящая гофрированная сталь, а также внешний сайдинг из гофрированного алюминия. [ 8 ]
Экологически чистый
[ редактировать ]Металлические крыши на 100% подлежат вторичной переработке и могут быть изготовлены из других переработанных продуктов. Асфальтовая черепица производится на основе нефти, а другие химические вещества делают процесс ее переработки более токсичным. Большинство черепицы не перерабатываются, а 20 миллиардов фунтов (9,1 миллиона тонн) ежегодно отправляются на свалки, и на разложение уходят сотни лет. металлических крыш Излучательная способность лучше отражает солнечную радиацию - 10–75% в зависимости от выбора цвета, по сравнению с асфальтовыми крышами, которые отражают 5–25% в зависимости от цвета. В течение всего срока службы металлической крыши они сохраняют 95% отражательной способности по сравнению с другими типами крыш, которые теряют 20–40% своей отражающей способности. Покрытия с высокой отражающей способностью в краске металлической кровли могут снизить счета за коммунальные услуги на 40%. [ 9 ]
Преимущества
[ редактировать ]Металлические крыши могут прослужить до 100 лет, а монтажники предоставляют 50-летнюю гарантию. [ нужна ссылка ] Из-за своей долговечности большинство металлических крыш в долгосрочной перспективе обходятся дешевле, чем асфальтовая черепица. [ 10 ]
Металлическая кровля может состоять из большого количества переработанного материала и на 100% пригодна для вторичной переработки. [ 11 ] Он не такой горячий, как асфальт , обычный кровельный материал, и летом отражает тепло от здания под ним. В более широком масштабе его использование снижает эффект теплового острова в городах по сравнению с асфальтом. металлические крыши в сочетании с лучшими изоляционными способностями могут обеспечить снижение затрат на электроэнергию не только на 40% летом, но и на 15% зимой Согласно исследованию Окриджской национальной лаборатории, проведенному в 2008 году , . Этот вывод основан на использовании системы обвязок шириной 4 дюйма (100 мм) между фанерой и металлом «холодного цвета» сверху. [ 12 ] который обеспечивает воздушный зазор между фанерной обшивкой крыши и металлом. Металлы холодного цвета — это светлые, светоотражающие цвета, такие как белый. Далее в исследовании говорится, что повторная герметизация и изоляция воздуховодов на чердаке сэкономит еще больше денег. [ 13 ]
Металлическая кровля также легкая, создает небольшую нагрузку на несущие несущие конструкции крыши и может быть установлена поверх существующей крыши. Легкая крыша очень полезна для больших или старых построек, поскольку помогает сохранить общую структурную целостность здания. [ 14 ] Несмотря на небольшой вес, металлическая кровля обеспечивает повышенную ветроустойчивость по сравнению с другими кровельными материалами. Это связано с тем, что в металлических кровельных системах используются взаимосвязанные панели. Металлические кровельные листы также устойчивы к любому воздействию вредителей и насекомых. [ 15 ]
Типы материалов
[ редактировать ]Металлические крыши иногда изготавливаются из гофрированной оцинкованной стали: кованый стальной лист покрывался цинком, а затем формовался в гофрированные листы . Другой подход заключается в смешивании стали, покрытой цинком , алюминием и кремнием . Эти продукты продаются под различными торговыми названиями, такими как «Zincalume» или «Galvalume». Поверхность может иметь необработанное цинковое покрытие или может использоваться в качестве основного металла под заводские цвета.
Фальцевая металлическая кровля
[ редактировать ]
Металлические крыши со стоячим фальцем выпускаются в виде листов длиной до 30 футов (9,1 м), а иногда и более, и шириной 12, 14, 16 или 18 дюймов (300, 360, 410 или 460 мм). Стоячий фальц обычно 1 + 1 / 2 или 1 + 3 / 4 дюйма (38 или 44 мм). Они дороже с точки зрения установки и затрат на материалы, но служат дольше, чем асфальтовая черепица , в течение не менее 50 лет, они дешевле, чем крыши из битумной черепицы. Они требуют меньшего ухода, чем крыши из гофрированного металла , из-за открытых крепежных элементов на этой крыше.
Механически сшитый
[ редактировать ]
Крыши с механическим фальцем сшиваются вместе с помощью фальцевального станка и могут иметь одинарный или двойной замок, то есть их можно сложить один раз, чтобы соединить вместе, или сложить дважды для дополнительной защиты от атмосферных воздействий. Это самый дорогой из трех типов, но он наиболее устойчив к погодным условиям. [ нужна ссылка ]
Защелкивается с помощью застежки-липучки
[ редактировать ]Одна сторона листа со стоячим фальцем защелкивается на другом листе со стоячим фальцем, который крепится к крыше, скрывая эти крепления, а другая сторона листа крепится к крыше с помощью шурупов, а следующий лист закрывает эти винты. также. Крепежные винты не следует закручивать слишком туго, чтобы позволить листу расширяться и сжиматься при изменении температуры; в каждом пазе крепежа должно быть некоторое пространство для перемещения мимо винта, чтобы приспособиться к тепловому расширению . Отрыв головок крепежа является недостатком этого метода, если он установлен неправильно или из-за износа из-за переменчивого климата. [ нужна ссылка ]
Защелкивается зажимами
[ редактировать ]Защелкивающаяся с помощью металлических зажимов, прикрепленных к крыше, обеспечивает большее тепловое расширение , чем металлические крыши со стоячим фальцем. Крепления и зажимы спрятаны под металлическими листами крыши, и этот вариант немного дороже, чем фальцевая крыша со стоячим фальцем с защелкивающейся полосой крепления. [ нужна ссылка ]
Тонкопленочная солнечная батарея на металлических крышах
[ редактировать ]
С ростом эффективности тонкопленочных солнечных элементов их установка на металлических крышах стала конкурентоспособной по стоимости по сравнению с традиционными монокристаллическими и поликристаллическими солнечными элементами . Тонкопленочные панели являются гибкими, спускаются по металлической крыше со стоячим фальцем и приклеиваются к металлической крыше с помощью клея, поэтому для установки не требуются отверстия. Соединительные провода проходят под коньком наверху крыши. КПД колеблется в пределах 10–18%, но стоит всего около 2,00–3,00 долларов за ватт установленной мощности по сравнению с монокристаллическим, который имеет КПД 17–22% и стоит 3,00–3,50 доллара за ватт установленной мощности. Тонкопленочная солнечная батарея имеет небольшой вес - 2,1–3,1 кг/м. 2 (7–10 унций/кв. футов). Тонкопленочные солнечные панели служат 10–20 лет. [ 16 ] но имеют более быструю окупаемость , чем традиционные солнечные панели. Металлические крыши служат 40–70 лет до замены по сравнению с 12–20 годами для крыши из битумной черепицы. [ 17 ]
| Тип [ 18 ] | Стоимость за ватт | Эффективность | Средняя стоимость системы 6 кВт |
|---|---|---|---|
| Поликристаллический | $2.80–$3.00 | 13–17% | $17,400 |
| Монокристаллический | $3.00–$3.50 | 17–22% | $19,000 |
| Тонкопленочные панели | $2.00–$3.00 | 10–18% | $17,000 |
Гофрированная металлическая крыша
[ редактировать ]
Гофрированные металлические крыши представляют собой сборные листы, которые изогнуты и волнисты, чтобы сделать их более жесткими.
Гофрированные металлические крыши по цене аналогичны установке крыши из битумной черепицы. Крепежи ввинчиваются через металл в крышу, что требует дополнительного ухода, чтобы обеспечить надежность фиксации винтов. Гофрированные металлические крыши могут прослужить 30–45 лет при правильном уходе. [ нужна ссылка ]
Металлическая кровля с каменным покрытием
[ редактировать ]Также можно использовать металлочерепицу. Обычно это окрашенная сталь или сталь с каменным покрытием. Стальные кровельные панели с каменным покрытием изготовлены из стали с цинковым/алюминиевым покрытием и акриловым гелевым покрытием. Камни обычно представляют собой натуральный продукт с цветным керамическим покрытием. Нержавеющая сталь – еще один вариант. Обычно его формуют в виде профилей со стоячим фальцем для кровли; однако также доступны отдельные черепицы. Другими металлами, используемыми для кровли, являются свинец, олово , алюминий и медь.
Медные крыши
[ редактировать ]Медь используется для кровли, поскольку она обеспечивает устойчивость к коррозии, долговечность, длительный срок службы, низкие эксплуатационные расходы, радиочастотное экранирование, молниезащиту и преимущества устойчивого развития. Медные крыши часто являются одной из наиболее отличительных с архитектурной точки зрения особенностей выдающихся зданий, включая церкви, правительственные здания и университеты. [ 19 ] Сегодня медь используется не только в кровельных системах, но также для отливов и карнизов , водосточных желобов и водосточных труб, куполов, шпилей, сводов и различных других элементов архитектурного дизайна. В Центре регенеративных исследований Лайла в Помоне, штат Калифорния, медь была выбрана для кровли по регенеративным принципам: если здание будет демонтировано, медь можно будет использовать повторно из-за ее высокой ценности при переработке и разнообразия потенциальных применений. Вентилируемая медная кровля в Ок-Риджских национальных лабораториях (США) существенно снизила приток тепла по сравнению со стальной черепицей с каменным покрытием (SR246E90) или асфальтовой черепицей (SR093E89), что привело к снижению затрат на электроэнергию. [ 20 ]
Покрытие
[ редактировать ]
На металлических панелях используется несколько типов покрытий для предотвращения ржавчины, обеспечения гидроизоляции или отражения тепла. Они изготавливаются из различных материалов, таких как эпоксидная смола и керамика.
Керамические покрытия можно наносить на металлические кровельные материалы для придания теплоотражающих свойств. Большинство керамических покрытий изготавливаются из обычной краски с добавлением керамических шариков в качестве добавки.
Покрытия иногда наносят на медь. [ 21 ] [ 22 ] Прозрачные покрытия сохраняют естественный цвет, теплоту и металлический оттенок медных сплавов. Масла исключают влагу из медных крыш и фартуков и одновременно улучшают их внешний вид, придавая богатый блеск и глубину цвета. Самыми популярными маслами являются лимонное масло (например, USP ), масло лемонграсса (например, восточно-индийское), парафиновые масла , льняное масло и касторовое масло . На медную кровлю или гидроизоляцию повторное нанесение раз в три года может эффективно замедлить образование патины. В засушливом климате максимальный интервал между смазками может быть увеличен до пяти лет. Непрозрачные лакокрасочные покрытия в основном наносятся на медь, когда желательны целостность и долговечность основы, но требуется особый цвет, отличный от естественных оттенков меди. [ 23 ] Крыши, покрытые свинцовым листом, сегодня не считаются металлическими крышами, но поскольку свинец связывается металлургически (см. Припой ), тонкие свинцовые покрытия на меди очень долговечны. Медь со свинцовым покрытием можно использовать, когда желателен внешний вид обнаженного свинца или когда загрязненная медью вода, стекающая из голых медных сплавов, обычно оставляет пятна на строительных материалах более светлого цвета, таких как мрамор , известняк , штукатурка , раствор или бетон. [ 24 ] Цинк-оловянные покрытия являются альтернативой свинцовым покрытиям, поскольку имеют примерно такой же внешний вид и технологичность. [ 25 ] [ 26 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Ведущий: Факты» (PDF) . Международная ведущая ассоциация. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2017 г.
- ^ Сил, Уэйн (2007). Роль меди, латуни и бронзы в архитектуре и дизайне; Металлическая архитектура, май 2007 г.
- ^ Медная кровля в деталях; Медь в архитектуре; Ассоциация развития меди, Великобритания, www.cda.org.uk/arch
- ^ Медная кровля в деталях; Медь в архитектуре; Ассоциация развития меди, Великобритания, www.cda.org.uk/arch
- ^ Кронборг завершен; Агентство дворцов и культурных ценностей, Копенгаген, «Кронборг завершен – Агентство дворцов и культурных ценностей» . Архивировано из оригинала 24 октября 2012 г. Проверено 12 сентября 2012 г.
- ^ Агентство дворцов и культурных ценностей, Реставрация башни дворца Кристианборг., «Реставрация башни дворца Кристиансборг – Агентство дворцов и культурных ценностей» . Архивировано из оригинала 6 января 2013 г. Проверено 10 сентября 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д Дэвид Майлз (7 марта 2008 г.). «История гофрированного железа» . Мировая археология (28).
- ^ Колин Флавин (2 апреля 2017 г.). «Необработанный алмаз: шедевр Альберта Фрея в пустыне» .
- ^ «Основные экологические преимущества металлической кровли» .
- ^ «Металлические крыши – Боб Вила» . 9 июля 2013 г.
- ^ CNBC.com, Эйлен Циммерман, специально для (11 июля 2013 г.). «Уголь, коровники, рыболовные сети: новейший дизайн дома» . CNBC .
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Плюсы и минусы металлической кровли: факты, мифы - Руководство по покупке металлической кровли» . 3 января 2017 г.
- ^ Миллер, Уильям; Косны, Ян (2008). «Крыши и чердаки нового поколения для домов» . Летнее исследование ACEEE 2008 г. по энергоэффективности зданий . ISBN 978-0-918249-58-6 . Архивировано из оригинала 5 мая 2016 г.
- ^ Миллер, Тодд (22 февраля 2017 г.). «Малая металлическая кровля - Артур Томсон» . Тодд Миллер .
- ^ «Кровельные листы: их виды, применение и стоимость в Индии» . Экономическая Таймс Индия .
- ^ «Тонкопленочные солнечные панели | Американское общество солнечной энергии» .
- ^ «Плюсы и минусы металлической кровли для вашего дома» .
- ^ «Солнечные панели против тонкопленочных ламинатов: стоимость, плюсы и минусы, лучшие бренды» . 19 января 2022 г.
- ^ Остин, Джим (2006). Медь: павлин металлов, Металлическая кровля, апрель – май 2006 г.; www.metalroofingmag.com.
- ^ Медные крыши — это круто, Архитектура: Работа с медью, Ассоциация развития меди, 2009; http://www.copper.org/publications/pub_list/pdf/a4094.pdf
- ^ Прозрачные покрытия на медных сплавах – Технический отчет; Данные по применению меди, A4027; Ассоциация развития меди
- ^ Прозрачные органические покрытия для меди и медных сплавов; Паспорт применения 161/0; Ассоциация развития меди, Inc.
- ^ Отделка – покрытия, Справочник по медь в архитектурном дизайне, Copper Development Association Inc., http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/finishes/finishes.html#ctngs. Архивировано 16 октября 2012 г. в Wayback Machine.
- ^ Штернталь, Дэниел (2000). Медные отливы в современном строительстве, Спецификатор строительства, Журнал Института строительных спецификаций, октябрь 2000 г.
- ^ Слава меди; Журнал «Металлическая кровля», декабрь 2002 г. / январь 2003 г.
- ^ Стернталь, Дэниел 2000. Медные отливы в современном строительстве, Спецификатор строительства, Журнал Института строительных спецификаций, октябрь 2000 г.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
