출처: https://www.garlandco.com/uploads/pdf/Engineering-Concerns-in-Metal-Roofing.pdf
상업용 금속 지붕을 설계하거나 지정할 때, 지식은 보안입니다. 금속 지붕과 관련된 10가지 기본 영역이 있으며, 적용되는 기본 설계 고려 사항을 이해하는 대신 대체할 수 없습니다. 세부 사항은 지리적 지역, 사용된 시스템 및 각 건물의 특성에 따라 다르지만 이러한 각 문제의 근간이 되는 원칙에 대한 인식은 모든 설계 전문가에게 유용한 도구입니다.
금속의 장점은 금속이 단일 플라이 또는 아스팔트 루핑과 같은 기존의 지붕재에 대한 실행 가능한 대안인지 여부를 결정할 때 주요 고려 사항이 있습니다.
① 미적 고려는 얼마나 중요한가? 많은 금속 시스템은 기존 루핑에 비해 심미적인 이점이 있습니다. 풍부한 색조의 구리 및 티타늄의 자연 표면부터 현재 강철 루핑에 사용할 수 있는 수백 가지 색상에 이르기까지 금속은 다양한 미적 선택을 제공합니다. 유명한 프로젝트, 사무실 또는 소매 단지, 병원 및 학교는 억제 호소가 주요 동기 부여인 응용 프로그램의 몇 가지 예입니다.
② 건물 형상이 얼마나 특이한가? 일부 건축 설계는 금속의 곡선 특성을 통해서만 달성할 수 있습니다. 예를 들어 금속 돔은 스포츠 및 엔터테인먼트 시설로 매우 인기가 있습니다.
③ 소유주는 건물을 얼마나 오래 유지할 예정인가? 구리 및 티타늄과 같은 금속은 수뱍 년 동안 지속될 것으로 예상됩니다. 강철 지붕조차도 예상 수명이 30년으로 다른 많은 지붕보다 3배 이상 깁니다.
④ 건물 소유주는 지속 가능성에 얼마나 헌신적입니까? LEED 성능 기준을 충족하고자 하는 부동산 소유주는 금속에 프리미엄 가치를 부여합니다. 대부분의 금속 기판은 이미 재활용된 재료로 구성되며, 모든 금속 기판은 결국 분해 또는 교체가 필요한 시기가 되면 자체적으로 재활용이 가능합니다. 예를 들어, 최근 알루미늄 생산 업체를 대상으로 한 설문 조사에 따르면 건축 및 건설 시장에서 평판 압연 제품의 총 재활용은 80~85%였습니다.
금속 지붕이 더 무거운 지붕이라는 일반적인 오해에도 불구하고 지붕에 사용되는 경량 금속은 오늘날 일반적으로 사용되는 가장 가벼운 지붕 재료 중 하나입니다. 사실 단일 플라이 시스템만이 지속적으로 더 가볍습니다. 금속 시스템은 신축 공사뿐만 아니라 기존 지붕 위에 새 지붕을 개조하는 데 적합하며, 특히 지붕 데크 설계에 더 가벼운 지붕 덮개가 필요한 경우에 적합합니다.
부정적인 측면에서, 금속의 실행 가능성에 반하는 몇 가지 적용 고려 사항이 있습니다.
① 많은 관통과 후레싱이 필요한 건물은 설치 오류를 더 많이 제공합니다. 금속 시스템은 일반적으로 더 복잡한 세부 사항을 필요로 하기 때문에, 이러한 적용에서는 장인 정신이 흠잡을 데 없고 설치 과정에 대한 독립적인 감사가 있는 경우를 제외하고는 피해야 합니다.
② 금속은 본질적으로 부식으로 인한 열화에 취약하기 때문에 철강 및 플랜트와 같이 부식성이 높은 폐수를 사용하는 분야는 비금속 용액으로 더 잘 처리할 수 있습니다.
③ 해양 환경(염분이 많은 바다에서 5마일 이내)은 일반적으로 전통적인 강철 지붕으로 잘 관리되지 않습니다. 그러나 알루미늄과 같은 일부 대체 금속은 해양 환경에서 사용 가능합니다.
극심한 바람 상승 압력을 받는 건물은 금속 지붕에 적합하지 않은 것처럼 보일 수 있습니다. 금속 지붕은 비 연속적으로 부착되어 있기 때문에 본질적으로 바람의 상승에 더 취약합니다. 그러나 고성능 금속 지붕은 적절하게 설계되고 설치되었을 때, 이러한 명백한 단점을 자주 극복하여, 최근 미국 남동부의 허리케인에서 입증된 것처럼 극심한 바람 조건에서 기존 지붕을 능가합니다.
특정자는 미적 금속의 폭이 넓지 않았으며 미적 관심사는 다른 금속보다 한 금속을 선택할 때 원동력이 됩니다. 고려해야 할 다른 주요 요소는 수명입니다. 일반적으로 재료의 수명은 비용에 비례하여 증가합니다.
① 산화 및 부식으로부터 보호하기 위해 거의 항상 금속 코팅으로 처리되는 강철 지붕은 일반적으로 아연도금 또는 갈바륨과 같은 전통적인 금속 코팅으로 30년 이상 지속될 것으로 예상할 수 있습니다. 오늘날 금속 지붕 제조업체는 예상 수명을 더 연장할 수 있는 강철 시스템용 독점 금속 코팅을 제공하기도합니다.
② 알루미늄 지붕은 강철 지붕보다 내식성이 뛰어나며 기상 및 부식과 같은 환경적 고려 사항에 따라 50년에서 100년까지 지속될 것으로 예상됩니다. 알루미늄은 또한 쉽게 사용할 수 있는 금속의 무게가 가장 가벼우므로 개량 상황에서 몇 가지 이점을 제공할 수 있습니다. 그러나 관련 외장과 함께 다양한 금속의 지붕 패널 사이의 무게 차이는 무시할 만하다는 것이 일반적으로 인정됩니다.
③ 구리, 스테인리스, 아연 및 티타늄과 같은 기타 금속은 수백 년 동안 지속될 것으로 예상됩니다.
금속 지붕의 광범위한 영역에는 세 가지 기본 하위 범주가 있습니다.
① 구조 시스템은 바람 상승 압력을 가장 잘 견딜 수 있습니다. 방수 옥상 성능을 위해 설계되었습니다.
② 건축 시스템은 바람 상승 압력을 견딜 수 있는 능력이 가장 적습니다. 주로 장식용 덮개인 건축 시스템은 그 자체로는 방수가 아니기 때문에 일반적으로 기본 방수막이 필요합니다.
③ 하이브리드 시스템은 구조 및 건축 시스템의 특성을 공유합니다. 각 하이브리드는 다양한 수준의 바람 상승 저항, 심미적 다양성 및 방수 기능을 제공합니다.
시스템은 또한 기판에 고정되는 방식, 즉 지붕 데크 또는 구조 지붕 프레임에 따라 분류됩니다. 고정 방법은 일반적으로 두 가지 범주 중 하나에 속합니다.
① 관통 고정시스템은 금속 지붕 패널을 통해 데크에 뚫은 나사 고정장치를 사용합니다. 이러한 시스템은 더 경제적이고 상당히 강하지만, 일반적으로 패스너가 요소에 노출되기 때문에 미적으로 덜 만족스럽고 누출에 더 취약한 것으로 간주됩니다.
② 스탠딩 솔기(Standing seam) 시스템은 클립이라는 부속품을 사용하며, 이 부속품은 금속 솔기 내에 있으며 지붕의 외부 표면에 가려져 있습니다. 인접한 지붕 패널을 함께 고정하는 클립은 지붕에 고정됩니다. 이러한 클립은 요소에 노출되지 않습니다. 일반적으로 지붕 표면 위에 이음새를 배치하고 따라서 지붕에서 물이 흘러 내릴 때 이동하는 경로 위에 이음새를 배치하는 패널의 구성으로 인해 기립 이음 시스템을 비바람에 견디기 더 쉬운 것으로 간주됩니다.
스탠딩 솔기 지붕시스템은 금속 루핑 분야에서 관통 고정시스템보다 훨씬 일반적입니다. 따라서 이 자료는 모든 금속 지붕이 공유하는 기술 개념에 초점을 맞추고 있지만 스탠딩 솔기 적용과 관련된 가장 중요한 원칙에 대해 더 자세히 설명합니다.
스탠딩 솔기 시스템 중에서 선택하는 경우 또 다른 중요한 고려 사항은 이음새의 높이입니다. 일반적으로 이음새가 높을수록 시스템이 더 강해집니다. 이 개념을 이해하려면 이음새를 I-형 빔으로 상상하는 것이 도움이 될 수 있습니다. I-빔이 클수록 부재가 강해집니다.
스탠딩 솔기 금속 패널용 클립 디자인은 금속 지붕 시스템을 서로 구별하기도 합니다. 클립 설계를 평가할 때 건물 소유자의 성능 요구 사항에 우선 순위를 지정해야합니다. 클립의 재료 두께는 고유한 강도를 결정하는 데 도움이 되며, 이는 다시 특정 지붕에 대한 최소 바람 상승 저항 요구 사항을 결정하는 데 도움이 됩니다.
실란트는 금속 시스템 간의 또 다른 주요 차별화 요소입니다. 실란트 화학 및 밀봉제가 안전한 금속 설치를 보장하는 역할은 자체 제품을 보증합니다. 관련된 원리를 더 잘 이해하려면 ‘지붕’이라는 단어가 투가된 “공기 침투” 또는 “물 침투”의 핵심 문구를 조사하는 것이 좋습니다.
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