출처: https://mcrma.co.uk/?s=PROFILED+METAL+ROOFING+DESIGN+GUIDE
http://www.mcrma.co.uk/pdf/mcrma_t12.pdf
6. 상세
1) 화스너 유효 나사 길이(Fastener effective thread length)
나사산 화스너의 ‘작동 가능한’ 길이를 ‘유효 스레드 길이(effective-thread-length)’라고 합니다.
나사식 화스너는 셀프 드릴 또는 셀프 태핑 유형이든 상관없이 드릴링 및 나사산을 형성하는 작업을 수행
하는 도입부분이 있습니다. 올바르게 설치되면, 화스너의 이 부분은 중복되거나 효과가 없습니다.
이 비효율적인 부분의 길이는 화스너의 유형 및 드릴링 용량에 따라 달라집니다. 6) 구조용 내장 박스시스
템에서 언급했듯이, 일부 화스너는 압축된 절연체를 통과할 때, 삐뚤어짐을 방지하기 위해 드릴 포인트와
나사산 이에 확장된 나사 가공이 안 된 부분을 가지고 있습니다. 이렇게 하면 유효 나사 길이가 줄어듭니다.
복합 패널 및 일부 스페이서 화스너는 머리까지 바로 나사산이 없으므로, 최소 및 최대 유효 나사 길이가
있습니다. 화스너를 선택할 때, 설계자/작업자는 최대 유효 나사 길이가 지지 부재를 포함한 전체 조립을
초과하도록 해야 합니다. 화스너 공급자는 이러한 유효 스레드 길이에 대해 제공하는 제품에 세부 정보를
표시해야합니다.
[유효 나사 길이(ETL, effective-thread-length)]
2) 화스너 빈도(Fastener frequencies)
특히 기본 화스너는 외장이 받는 하중 중 많은 부분을 견딜 수 있어야하며, 구조에 다시 전달해야합니다.
이러한 하중 중 일부는 4절의 성능 기준, 4항 구조: 기술적 성능에서와 같이 인장, 전단 및 기타 힘이 화스
너에 전달되는 결과를 낳습니다. 건설, 유지보수 및 적설 하중 이외에도 화스너의 빈도를 결정하기 위해
고려해야 할 가장 중요한 하중은 바람 흡입으로 인한 하중일 것입니다.
설계, 기술자 또는 작업자는 지정된 표준에 따라 풍하중을 계산해야합니다.
이것은 CP3:Chapter V:Part2: 1972, BS 6399: Part2:1997 또는 기타 사양일 수 있습니다.
이 하중이 결정되면 설계자는 화스너 자료 및 공급 업체의 데이터를 참조하여 적절한 안전 계수를 달성할
수 있도록 충분하게 기본 화스너를 지정할 수 있습니다. 내장에 얇은 퍼린(purlins)에 시공된 패널 시스템의
경우, 스페이서 부분 화스너 빈도는 방수막 화스너 빈도보다 더 중요할 수 있습니다.
특히 은폐된 화스너를 가진 복합 패널은 일반적으로 시트 폭당 화스너가 기존의 사다리꼴 금속 형상보다
적기 때문에 그 빈도를 항상 점검하여 풍하중을 견딜 수 있는지 확인해야합니다. 은폐 고정시스템은 특정
시스템에 특정한 기본 고정 장치에 다른 힘을 전달할 수 있으므로, 설계자는 모든 하중이 고려되었는지
시스템 공급업체와 상의해야합니다.
3) 중첩 형태(Lap configurations)
화스너는 사용되는 시스템에 따라 성형된 금속 외장의 끝 중첩과 측면 중첩을 통해 적용됩니다.
종종 이러한 중첩에는 방수 밀봉이 포함되어 있습니다. 형상과 실(seals)에 대한 화스너의 위치는 종종
중요합니다. 아래 그림은 MCRMA 전문지 No.6 성형된 금속 지붕 설계 지침에서 나온 일반적으로 우수한
사례를 보여줍니다.
[끝 중첩 실란트]
[4° 이상의 측면 중첩 조인트]
4) 열 이동(Thermal movement)
금속 외장 형상이 BS 5427에서 ‘유연성’으로 정의되었지만, 높은 열팽창 계수를 가지는 재료는 고정 장치
에서 특별한 조항을 요구할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄은 스틸의 열팽창 계수의 두 배가 되며, 화스
너가 팽창을 용이하게 하기 위해 시트의 길이와 색상에 따라 특수한 끝 중첩 상세가 요구됩니다.
금속 외장시스템에 포함된 다른 재료 또한 열 이동을 수용하기 위해 특별한 조항을 요구할 수 있습니다.
PVC 및 폴리카보네이트는 고정 위치에 미리 구멍이 뚫린 대형 구멍이 필요합니다. 화스너에 대한 복합
패널의 열 이동의 영향은 5절의 (2)화스너 유연성에 따라 고려되어야합니다.
[열 이동을 수용하기 위한 일반적인 끝 중첩]
5) 열교(Thermal bridging)
시공된 금속 시스템에서 화스너는 중요한 열교 영향에 기여하는 것으로 간주되지 않습니다.
스페이서 시스템은 일반적으로 열을 차단하기 위해 설계되며 지붕을 통한 전체적인 열관류율에 미치는
영향은 단열재의 유형과 두께 선택시 일반적으로 고려됩니다.
적절하게 밀봉되고 단열된 조인트가 있는 관통 고정 복합 패널에서 열교에 대한 유일한 잠재력은 기본
화스너를 통한 것입니다. 실용적인 측면에서, 화스너의 영향은 일반적으로 무시할 수 있지만, 외부 온도와
내부 온도 및 상대 습도를 포함한 모든 환경 조건이 알려질 경우, 적절한 평가가 이루어질 수 있습니다.
조건이 중요할 수 있는 경우, 스테인리스 스틸의 열전도율은 탄소강의 열전도율에 약 60%이므로, 더 작은
열교를 생성한다는 점에 유의해야합니다.
6) 후레싱(Flashing)
MCRMA 기술 문서 No 11: 금속 지붕 및 벽 외장용 후레싱: 설계, 상세 및 설치 가이드
참고: http://www.mcrma.co.uk/pdf/mcrma_t11.pdf
화스너는 다양한 기능을 충족해야합니다.
① 내구성
화스너는 적용시 선택한 외장시스템이 요구하는 기능 수명과 내구성을 가져야합니다. 화스너는 다양한
재료 에 사용할 수 있으며, 내/외부의 다양한 조건에서 노출될 때 부식 저항성과 내구성을 제공해야합니다.
② 기밀성
화스너는 종종 인접한 후레싱 또는 성형된 시트의 후레싱을 조이고, 잡고 있으며, 모든 실(seals)을 단단
히 압축해야합니다. 이음 화스너는 물 침투 및 후레싱 분리를 초래할 수 있는 나사산 파손의 위험이 없이
단단하고 안전한 연결을 제공할 목적으로 설계되어야합니다.
③ 미학
후레싱은 주로 두 개의 다른 표면 사이, 즉 지붕과 벽, 평평한 패널과 창문, 외장과 벽돌 등의 지점을 연결
하도록 설계됩니다. 그것은 종종 건물에 건축의 미적 특징을 제공하기 위해 설계되었습니다.
따라서 후레싱을 위한 화스너는 후레싱 또는 외장의 장기적인 색상 일치를 제공해야합니다. 내장된 성형
머리는 색상 일치 요건을 충족시킬 수 있습니다. 그러나 화스너가 가능한 눈에 거슬리지 않는 것이 설계
자의 희망일 수 있습니다. 이음 화스너는 공장에서 색상이 도장된 매우 얇은 머리 형태로 제공됩니다.
[후레싱을 위한 이음 나사]
7) 주름진 형상
BS 3083:1988에 정의된 산업 표준 형상을 비롯하여 주름진 또는 곡선의 금속 형상은 일반적으로 산업용
지붕에 사용될 때 자유로운 배수를 허용하기 위해 산을 통해 기본적으로 고정됩니다. 굴곡진 금속 표면에
대한 밀폐를 보장하기 위해 특수 형상의 밀폐 와셔가 포함되어야합니다.
금속 성형의 초창기에 자주 사용되는 훅 볼트(Hook bolt)는 일반적으로 셀프 드릴링 및 태핑의 가용성뿐만
아니라 설비 방법과 관련된 작업자의 안전 위험 때문에 금속 지붕 시트용으로 현재 권장되지 않습니다.
벽에 적용을 위한 주름진 금속 형상은 실링 요소가 설계되고, 굴곡진 골 형상에 대해 밀봉을 보장하도록
형상화 됩니다.
[주름진 형상에 고정]
8) 목재에 고정
BS 5268: Part2:1991은 목재의 구조적 사용에 대한 지침을 제공합니다. 나사식 화스너가 금속 외장 형상
또는 스페이서 시스템과 같은 다른 구조용 부품을 자시 목재 지지대에 고정하기 위해 기본 화스너로 사용
하는 경우, 목재는 표준에 정의된 바와 같이 가장자리 거리와 화스너 간격을 수용할 수 있도록 설계되어야
합니다.
[목재에 고정]
[최소 화스너 간격(d: 화스너 몸체 직경)]
성형된 금속 외장을 목재 지지대에 고정하기 위한 기본 화스너는 일반적으로 최소 6.3mm 직경이며, 종종
금속의 구멍을 뚫을 수 있는 “목공용 송곳” 지점이 있습니다. 표준 셀프 태퍼(self-tappers)가 사용되는
경우, 목재(및 금속)에 작은 지름의 구멍을 미리 뚫어 목재의 응력을 방출하고 쪼개짐을 방지할 것을 권장
합니다. 목재 지지대에 화스너의 필요한 인발 저항을 제공하려면 충분한 나사산 관통 깊이 35mm는 대부분
의 용도에 최소가 되지만, 검증 목적을 위해 계산되어야합니다.
9) 방화벽(Firewalls)
대부분의 금속 외장 제조업체는 방화벽 시스템을 시험하여 최대 4시간까지 등급을 제공할 수 있습니다.
시공된 시스템이 소형 Z-바 또는 플라스틱 덮개 스페이서 시스템을 포함하는 경우, 이 덮개는 일부 제조업
체의 방화벽 시스템에서와 마찬가지로 플라스틱이 아닌 스틸로 만들 수 있습니다. 복합 또는 조립 시스템
에서 내부 중첩/측면 조인트를 봉합하는 것도 일반적인 요구 사항입니다. 시스템에 따라 나사식 봉합 화스
너 또는 리벳일 수 있지만, 화스너 재질은 알루미늄이 아닌 탄소강 또는 스테인리스 스틸이어야 합니다.
10) 재료 호환성
서로 다른 금속 성분 사이의 이중 금속 부식의 위험은 설계자가 평가해야합니다.
PD 6484:1979 이중 금속 접점에서 부식 및 그 완화에 대한 설명은 위험을 평가할 수 있도록 참조될 수
있습니다. 접촉하는 금속의 상대적 표면적과 환경에서 습기는 고려해야합니다.
참고: http://www.npl.co.uk/upload/pdf/bimetallic_20071105114556.pdf
연결부에서 이중 금속의 부식을 방지하기 위해 화스너는 적어도 삽입/결합되는 재료와 동등한 내 부식성
을 가져야합니다. 이러한 이유로, 스틸 또는 알루미늄 성형 강판을 아연도금 스틸 지지대에 고정할 경우
스테인리스 스틸 화스너가 적절한 조합으로 간주되며, 탄소강 화스너는 알루미늄 시트를 고정하는데 적합
하지 않은 것으로 간주됩니다.
아마도 금속 외장시스템에서 주요 위험은 알루미늄 성형 강판이 아연 도금 강철 스페이서 또는 지지대와
접촉하는 곳에서 발생합니다. 따라서 이러한 조건에서는 알루미늄과 접촉하는 지지 구성 요소의 전체
표면에 접착 방호 테이프로 분리 층을 적용하는 것이 바람직합니다.
11) 수영장
니켈 개발 연구소에서 발행한 “수영장 건물에 있는 스테인리스 스틸”이라는 제목의 문서에서 스테인리스
강의 특정 등급은 수영장 발생할 수 있는 환경에서 염소에 의한 응력 부식의 위험이 있음을 인정합니다.
따라서 ‘안전이 매우 중요하다’로 분류될 수 있는 분야에서는, 즉 인적 위험/부상을 초래할 수 있는 분야
에서는 이러한 등급을 사용을 하지 않는 것이 좋습니다.
다양한 등급의 스테인리스 스틸 화스너는 허용될 수 있는 부식의 위험에 적절하고 쉽게 사용할 수 있는
해결책을 설계자에게 제공합니다. 특정 용도는 화스너 제조업체 및 공급업체와 상의해야합니다.
12) 화스너 관통
설계자는 안전성 또는 미적 이유로 인해 화스너 길이를 최소화하거나 지지 구조의 아래쪽에 눈에 띄게
돌출된 화스너 부분을 보호하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있습니다. 밀어서 끼우는 나사 캡은 해결책
을 제공할 수 있습니다. 돌출 길이를 줄여야하는 경우, 이는 지지 요소가 실질적으로 화스너의 인발 성능
에 나쁜 영향을 미치지 않는 두께인 경우에만 고려되어야합니다.
일반적으로 이것은 적어도 6mm 두께의 열간 압연 강재에서만 적용되며 냉간 압연 부분과 데크에서는
적용되지 않습니다. 관통 길이를 줄이는 방법은 화스너에 인장력을 전달하지 않아야하며, 연삭 및 절단이
고려될 수 있습니다. 해당되는 경우, 화스너에 대한 모든 부식 방지는 복원되어야합니다.
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