외국의 금속 지붕 및 벽 외장용(징크 강판 또는 홑강판) 화스너: 설계, 상세 및 설치안내서입니다.
참고하시기 바랍니다.
출처: https://mcrma.co.uk/?s=PROFILED+METAL+ROOFING+DESIGN+GUIDE
http://www.mcrma.co.uk/pdf/mcrma_t12.pdf
금속 지붕 및 벽 외장용 화스너: 설계, 상세 및 설치안내서(1)
1. 서론
2. 정의
3. 화스너 유형
1) 기본적인 화스너
2) 2차(보조) 화스너
3) 셀프 드릴링
4) 셀프 태핑
5) 다른 화스너 유형
4. 성능 기준
1) 내구성: 재료, 코팅
2) 기밀성: 와셔
3) 미학: 머리 형태, 색상
4) 구조: 기술적 성능
5. 일반적인 피복시스템
1) 단일 스킨
2) 구축된 내장 패널시스템
3) 복합 패널 및 경질 보드시스템
4) 은폐 고정시스템
5) 구조용 금속 데크에 대한 시공
6) 구조용 내장 박스시스템
7) 지붕 채광시스템
6. 상세
1) 화스너 유효 나사 길이
2) 화스너 빈도
3) 중첩 구성
4) 열 이동
5) 열교
6) 후레싱
7) 주름진 형상
8) 목재에 고정
9) 방화벽
10) 재료 호환성
11) 수영장
12) 화스너 관통
1. 서론
성형된 금속 강판을 외부 표면으로 사용하는 모든 지붕 및 외장시스템(일반적으로 강판 또는 알루미늄)은
시스템을 구조물에 고정하기 위해 기계식 화스너를 사용합니다. 이러한 화스너의 올바른 선택의 중요성은
종종 건축가, 설계자, 공급자 및 계약자에 의해 과소평가되며, 따라서 이 기술 문서는 현대 산업 및 상업용
건물에 대한 시장에 의해 선택된 대중적인 금속 지붕 및 외장시스템 내에서 사용하기 위해 고안된 적절한
화스너의 선택에 대한 지침을 제공합니다.
커튼 월, 레인스크린 및 응력 스킨 디자인 구조는 종종 이 기술 보고서 내의 것과 유사한 화스너를 포함하
지만, 이러한 유형의 시스템은 포함되지 있지 않으므로 시스템 공급업체나 신뢰할 수 있는 전문 업체의 조
언을 구해야합니다.
이 문서의 지침은 일반적으로 BS5427 Part1:1996 건물에서 성형된 지붕 및 벽면 외장의 사용에 관한 법규,
MCRMA 기술지침 및 NFRC(National Federation of Roofing Contractors) 간행물에 나와 있는 내용과 일치
합니다.
BS1494 Part1:1964 건축 목적을 위한 부속품을 고정하기 위한 사양. 강판, 지붕 및 외장용 고정은 1964년
출판된 이래로 변경되지 않았으며, 금속 외장시스템 및 화스너 기술 내에서 만들어진 발전을 반영하지 않았
으므로 표준은 오늘날 시장에서 거의 실용적이지 않습니다.
2. 정의
1) 고정(Fixing): 둘 이상의 구성 요소 간의 연결시스템
2) 화스너(Fastener): 고정을 위해 사용되는 기계적 연결 장치
3) 기본적인 고정(Primary fixing): 성형 시트 또는 내장을 지지 구조물에 고정되도록 하는 것
4) 2차 고정(Secondary fixing): 성형 시트의 중첩을 서로 고정하지만 지지 구조에는 고정하지 않는 고정 장
치로 경량 후레싱을 고정하는데도 사용됨
5) 외장(Cladding): 이 자료의 목적을 위해 외장재는 지붕 또는 금속 시트로 구성된 벽을 말합니다. 외장재
는 단열 또는 비 단열시스템일 수 있습니다. 단열 외장시스템은 공장 조립 복합 패널 또는 현장 조립이 될
수 있습니다.
3. 화스너 유형
1) 기본적인 화스너
기본적인 화스너는 모든 하중을 전송하는데 사용됩니다. 설계, 사하중, 적재하중 및 풍하중 등 외장시스템
에서 다시 지지 구조로 되돌아감으로 구조적 성능에 의존합니다. “지지 구조”는 기둥, 보, 레일 및 퍼린과
같은 주 구조용 강철 구조에만 국한되지 않으며, 해당되는 경우 스페이스 시스템(spacer system) 및 구조
용 내장/데크(deck)도 포함됩니다.
[기본 화스너(fasteners)의 예]
기본 화스너(fasteners)가 노출된 곳에서는 강판이나 알루미늄의 반복적인 동적 이동을 포함하여 모든
하중 조건에서 기밀성을 제공해야합니다. 또한 기본적인 화스너가 노출되어 있는 곳에서는 고정되어 있는
재료와 일치하도록 색상을 지정해야합니다. 금속 외장시스템의 경우, 기본 화스너는 일반적으로 나사산으
로 되어 있으며, 작업자는 단일 작업 설치 속도 때문에 “셀프 드릴링(self-drilling)” 유형을 선호합니다.
셀프 드릴링(self-drilling) 대안으로 화스너를 설치하기 전에 사전 드릴 작업이 필요한 “셀프 태프(self-
tapper)”입니다.
2) 2차(보조) 화스너
기본 화스너와는 달리 2차 화스너는 일반적으로 구조 성능에 의존하지 않지만, 그것은 안전한 고정을 제공
할 수 있어야합니다. 특정 적용에서, 즉 측면 고정을 위해 2차 화스너로 사용되는 경우 또는 그것이 강조하
기 위한 스킨 설계의 일부인 경우 2차 화스너는 하중을 전달해야하며 강도는 구조 계산에서 고려해야합니
다.
[2차(보조) 화스너]
금속 외장시스템에서 2차 화스너는 일반적으로 강판이나 알루미늄의 측면 결합, 후레싱 설치 및 강판의
보조 구성 요소로 사용됩니다. 모든 실란트를 압축하고 나사산의 파손 없이 조인트를 단단하게 결합하기
위해 높은 조임을 제공하기 위해서 결합 화스너는 목적에 맞게 설계해야합니다. 2차 화스너가 노출된 곳에
서는 기밀성과 색상 조화를 제공할 수 있어야합니다. 2차 화스너는 자주 셀프 드릴링 또는 셀프 탭핑 나사
유형일 수 있지만, 리벳 유형의 제품도 자주 사용됩니다.
3) 셀프 드릴링 화스너(self-drilling fasteners)
셀프 드릴링 화스너(self-drilling fasteners)는 사전 드릴 작업이 필요하지 않으므로 계약자 및 설치자가
선호하는 경우가 많습니다. 셀프 드릴링, 나사 산형은 단일 목적으로 설계된 스크류 건으로 단일 연속 작업
으로 진행되며 2000~2600rpm 사이의 회전 속도로 올바르게 설정된 깊이 또는 회전력 제어 장치가 장착되
어야합니다.
[셀프 드릴링 화스너의 드릴 포인트]
셀프 드릴링 화스너(self-drilling fasteners)는 특정 드릴링 성능을 위해 설계된 다양한 포인트 구성으로
사용할 수 있으며, 제조업체는 최소 권장 두께와 각 유형에 대한 최대 성능 및 용량(1.2~3mm)을 조업합니
다. 셀프 드릴링 화스너(self-drilling fasteners)의 최대 드릴링 용량은 일반적으로 12mm입니다. 드릴링할
구성 요소, 일반적으로 구조용 퍼린, 레일 및 프레임 등이 화스너의 최대 드릴링 용량을 초과하는 경우
화스너를 설치하기 전에 사전에 드릴 작업이 필요할 수 있습니다.
셀프 드릴링 기본 화스너는 일반적으로 최소 나사산 지름이 5.5mm이고 보조 화스너는 최소 지름이 4.8mm
입니다. 나사산 피치는 다양한 기판 두께에 화스너마다 다를 수 있으며, 일부 제조업체는 셀프 드릴러를
위해 나사산 구성을 열간 압연 강으로, 얇은 압연 단면을 위한 보다 견고한 피치를 채택합니다.
4) 셀프 태핑 화스너(self-tapping fasteners)
셀프 태핑 화스너(self-tapping fasteners)는 드릴 포인트가 없으므로 사전 드릴 작업이 필요합니다.
작업자는 각 화스너를 설치하기 위해 두 개의 공구와 두 개의 별도 작업이 필요하므로 셀프 드릴러보다
훨씬 느립니다. 셀프 태핑을 사용할 때, 최적의 인발 하중을 얻으려면 정확하게 구멍을 천공하는 것이 중요
합니다. 이렇게 하려면 드릴 직경을 신중하게 선택하는 것이 중요합니다.
[셀프 태핑 화스너(self-tapping fasteners)]
마모된 드릴 비트는 피해야합니다. 큰 구멍은 인발 하중을 저하시키고 작은 구멍은 화스너가 설치되지
않을 수 있으며 화스너에 과도한 비틀림 응력이 가해질 수 있습니다. 셀프 태핑 기본 화스너는 일반적으로
나사 지름이 6.3mm입니다. 화스너 재료와 화스너 나사산의 재료에 나사와 몸통 재료가 서로 상이합니다.
셀프 드릴러와 달리 셀프 태핑은 12mm 기판 두께로 제한되지 않습니다. 그러나 이 두께보다 더 두꺼운
설치 시험이 권장됩니다. 셀프 드릴과 마찬가지로, 셀프 태퍼용으로 특수 설계된 스크류 건이 있으며 속도
는 최대 600rpm으로 조정해야합니다.
5) 다른 화스너
상기 내용에서 언급된 셀프 드릴링 및 셀프 태핑 화스너는 일반적으로 나사 유형이며, 가장 널리 사용되는
유형이지만, 금속 내의 특정 1차 및 2차 적용을 위해 다른 많은 유형의 화스너를 사용할 수 있으며, 여기에
는 다음이 포함됩니다.
① 리벳 화스너
이것은 일반적으로 2차 화스너로 많이 사용되며, 일반적으로 설형 강판 및 알루미늄의 측면 중첩과 같은
얇은 재료와 연결되거나 후레싱에 사용됩니다. 기존의 나사식 화스너가 과다한 위험을 초래하는 조립식
구조의 “얇은” 구조용 내장/데크에 대한 간격 영역을 고정하는 경우와 같이 특정 유형의 리벳은 기본
화스너로 사용될 수 있습니다.
셀프 태핑 나사식 화스너와 마찬가지로 리벳은 미리 크기가 정해져 있는 정확한 구멍을 통해 적용해야합
니다. 리벳은 여러 재질로 제공되며 일반적으로 기밀 와셔 및 색상 캡을 제공할 수 있습니다.
[리벳 화스너]
② 그로밋 화스너(Grommet type fasteners)
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성형된 강판 및 알루미늄 측면 중첩을 고강도 유리섬유(GRP) 또는 PVC 지붕 채광판 소재에 연결할 때,
일반적으로 두 부분은 그로밋 유형의 보조 화스너가 권장됩니다. 중앙 나사산 고정핀은 하단 끝에 캡슐에
넣어진 너트가 있는 엘라스토머 보호관에 조립됩니다.
조립품은 정확하게 크기가 미리 지정된 구멍에 삽입됩니다. 조여지면 너트는 유연한 보호관를 화스너
몸통 위로 끌어 올려 연결되는 재료 주위로 보호관을 압축 및 완충시킵니다.
[그로밋 화스너(Grommet type fasteners)]
③ 프릭션 앵커(Friction type anchors)
콘크리트/석조물에 고정하기 위한 나사형 화스너 대신에, 화스너와 기판 사이의 마찰에 의존하여 일반적
으로 인발의 관점에서 필요한 성능을 제공하는 일체형 비 나사식 화스너가 고려될 수 있습니다. 이러한
유형의 화스너는 기판의 밀도와 상태에 의존하며, 일반적으로 직경 내 구멍의 엄격한 공차가 필요하며,
적합성과 성능에 대해서는 제조업체의 조언이 필요합니다. 기본 화스너를 콘크리트 또는 석조로 고정할
때, 현장 인발 시험을 수행하는 것이 좋습니다.
[프릭션 앵커]
④ 확장 앵커(Expanding anchors)
이것은 외장 구성 요소를 콘크리트 기판에 다시 고정하는 추가적인 방법을 제공합니다. 이러한 화스너는
일반적으로 금속 또는 플라스틱과 같은 외부 보호관이 있는 2 부분으로 구성되며, 화스너의 내부 부품이
“설치”될 때 확장됩니다. 사전에 구멍이 뚫어져 있어야하며, 설치된 제품의 확장으로 인해 기판을 변형/
아래 부분을 잘라내 성능을 제공하기 위해 기판 벽에 대해 높은 마찰을 발생시킵니다. 다양한 밀도에
걸쳐 기판 내에서 다양한 수준을 가진 광범위한 제품을 사용할 수 있으며, 제품 선택 및 성능에 대해
제조업체의 조언이 필요합니다.
[확장 앵커]
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