Les toitures métalliques à faible pente ont des géométries simples, et sont plus faciles et moins coûteuses à installer que les toitures à pente moyenne ou raide. Les toitures métalliques à faible pente nécessitent moins de matériaux, ce qui réduit la charge globale sur la structure du bâtiment. Les toits à faible pente ne sont pas totalement plats, leur pente varie généralement de 1/4:12 à 3:12. La pente minimale des toits métalliques dépend du profil du toit, de la conception du bâtiment, du climat et de l’emplacement du site. Généralement, les entrepôts d’un seul étage à grande empreinte et les bâtiments métalliques préfabriqués utiliseront des systèmes de toiture métallique à faible pente.
Jim Bush, vice-président des ventes chez ATAS International, Allentown, Pa, estime que les grands bâtiments avec des parcours à longue pente sont souvent les meilleures applications pour les toitures à faible pente, car la hauteur totale du bâtiment peut être minimisée avec des systèmes à faible pente. Frank Resso, PE, président de Resso Engineering, Newnan, Ga. est d’accord avec lui et affirme qu’en général, les toits métalliques à faible pente ont tendance à être utilisés sur des bâtiments de plus grande superficie avec de longues pentes de l’avant-toit au faîte, afin de réduire la hauteur totale du toit et de minimiser les exigences structurelles de la charpente. « Les bâtiments dotés de toitures métalliques à faible pente ont tendance à se préoccuper davantage des performances du système que de l’avantage esthétique qu’une ligne de toit plus visuelle pourrait promouvoir », explique M. Resso. « Du point de vue du budget et de l’esthétique, les rénovations de toitures plates bâties (BUR) – en métal sont des candidats de choix pour les toitures métalliques à faible pente. »
Charlie Smith, responsable national de la récupération chez McElroy Metal, Bossier City, La, affirme que les meilleures installations à faible pente se font sur des bâtiments de forme carrée, sans croupes ni vallées, avec des dimensions qui permettent des longueurs de panneaux à une seule rangée, sans paliers. « Le façonnage du site avec le panneau et l’agrafe appropriés peut permettre des longueurs de panneaux de 300 pieds », explique-t-il. « Les structures conventionnelles avec un tablier en acier et une installation rigide sous le toit métallique donnent les meilleurs résultats. Les bâtiments métalliques à ossature ouverte avec isolation en nattes sont les plus courants, mais ils posent le plus de problèmes d’étanchéité et d’installation lors de l’installation initiale. Une pente d’un demi-pouce est bien meilleure qu’une pente de 1/4 de pouce. Avec une pente d’un quart de pouce, il y a trop de risques d’accumulation d’eau, en raison des irrégularités de la structure, en particulier près de l’avant-toit. La structure d’un bâtiment métallique est conçue pour être recouverte d’un toit métallique, car ce dernier canalise le flux d’eau et maintient une charge égale sur toute la structure. La clé ici est que l’eau reste canalisée ce qui maintient une charge égale des pannes. »
Potentiel d’eau de stagnation
Pour prévenir les dommages, les toits à faible pente doivent être correctement conçus et installés pour détourner l’humidité sous forme de pluie, de neige, de condensation et de glace du bâtiment. L’eau de stagnation trouvera son chemin dans un bâtiment au niveau des joints, des points de fixation et des pénétrations.
« Les détails à faible pente doivent intégrer des éléments étanches dans leur conception pour tenir compte du potentiel d’eau de stagnation », dit Bush. « Une quantité importante de mastic est utilisée dans tous les détails pour assurer l’étanchéité aux intempéries. Les toitures à forte pente reposent sur des principes de chasse d’eau et s’appuient généralement sur davantage de canaux de dérivation au sein des assemblages de solins. »
Resso convient que les toitures métalliques à faible pente diffèrent des toitures à forte pente dans la mesure où la résistance à l’infiltration d’eau à travers les joints des panneaux est un aspect encore plus crucial de la conception du système. « Bien souvent, la faible pente est dictée par la géométrie du bâtiment : des zones de toiture de grande largeur qui doivent tout simplement être à faible pente pour limiter la hauteur totale du toit/bâtiment d’un point de vue pratique », explique-t-il. « Ainsi, les toitures métalliques à faible pente sont caractérisées par des panneaux métalliques très longs qui dirigent un grand volume d’eau de pluie et évacuent cette eau à une vitesse plus lente en raison de la surface relativement plus plate du toit. Tout cela entraîne un risque beaucoup plus élevé que la menuiserie des panneaux métalliques soit inondée – voire submergée – par l’eau. »
Snap Together Versus Seamed
Bien que certains panneaux de toiture snapped-seam ou through-fastened, chevauchés sont utilisés sur les toitures métalliques à faible pente dans des applications non critiques, la méthode préférée consiste à utiliser un système à joint mécanique qui intègre souvent des produits d’étanchéité dans la conception du joint. « Les systèmes à joints mécaniques s’appuient sur les multiples plis de métal avec le mastic d’étanchéité pour créer une conception de joint étanche aux intempéries », explique M. Bush. « Les joints sont également surélevés par rapport à la surface du toit, généralement de 2 pouces ou plus, afin de minimiser les risques de pénétration de l’eau. Les principes de conception des joints encliquetés reposent sur la pente pour évacuer l’eau et ne sont pas considérés comme des joints étanches. » Les panneaux assemblés par pression n’ont pas le même niveau d’étanchéité par compression du mastic dans le joint après l’installation qu’un panneau à joint mécanique. Alex R. Detmer, responsable des services techniques sur le terrain chez Kingspan Insulated Panels, Deland, Fla, affirme que le scellement à l’aide d’une sertisseuse resserre complètement le joint.
Resso souligne que ce scellement de joint doit être appliqué en usine. « Le mastic installé sur le chantier, manuellement ou à la machine, peut être incohérent et peut être altéré par la saleté et les débris s’il est installé dans un environnement extérieur non contrôlé », ajoute-t-il. De plus, « les panneaux à enclenchement conçus pour être posés sur une ossature ouverte se compriment lorsqu’ils sont enclenchés, mais se détendent une fois l’enclenchement du panneau terminé, ce qui relâche le joint de compression », poursuit M. Smith. « Lorsqu’il fait froid dehors, le produit d’étanchéité est souvent très difficile à comprimer, ce qui rend difficile l’engagement correct du joint. Il y a eu au moins un procès important concernant l’utilisation de panneaux à emboîtement sur une ossature ouverte sur une faible pente. » Resso cite la norme d’essai ASTM E2140, qui a été développée en grande partie dans l’intention d’établir une référence de performance pour les systèmes de panneaux installés à faible pente, y compris les systèmes qui peuvent potentiellement être soumis à des joints de panneaux submergés dans l’eau lors de fortes tempêtes.
Prévention de l’infiltration
A part l’augmentation de la pente du toit lors de la conception, que peut-on faire pour prévenir la formation de flaques et l’infiltration d’eau sur les toits métalliques à faible pente ? Detmer suggère de s’assurer que vous éliminez tout recouvrement d’extrémité où un panneau en recouvre un autre. » Un panneau à chute unique du faîte à l’avant-toit éliminera de nombreux problèmes de fuites « , ajoute-t-il. » De plus, l’application du bon produit d’étanchéité dans la zone appropriée avec un cordon de la bonne taille aidera certainement. «
Ben King, responsable des contrats chez Kingspan Insulated Panels, souligne également l’importance du produit d’étanchéité et la façon dont vous l’appliquez pour l’étanchéité à l’air et à l’eau. « Il est essentiel de l’établir car la nature isolée du produit sépare deux environnements qui pourraient condenser l’eau s’ils ne restent pas séparés. »
L’attention portée à l’emplacement du mastic d’étanchéité dans les conceptions de solins est en effet une préoccupation d’installation critique sur les toitures métalliques à faible pente. Parce que les toits métalliques à faible pente ont plus de chances que le vent retienne l’eau sur le toit et la retienne contre les solins de terminaison, tous les détails de solin, y compris les détails d’avant-toit, de râteau, de faîte, de mur de tête, de mur latéral et de pénétration, doivent être étanches. « Pour y parvenir, ces conditions nécessiteront l’utilisation d’attaches exposées maintenant deux ou trois couches de métal ensemble avec un produit d’étanchéité en ruban de butyle comprimé entre les deux », ajoute Smith.
Smith pense que parce que la probabilité que l’eau passe par-dessus les joints est beaucoup plus élevée sur les toitures à faible pente que sur les pentes plus raides – en particulier lorsque la longueur de la course de l’avant-toit au faîte augmente – un système de toit structurel et hydrostatique avec des détails d’installation hydrostatiques peut être nécessaire. « Les systèmes structuraux sont conçus pour être posés sur une charpente ouverte et l’hydrostatique signifie qu’ils sont étanches à l’eau », explique-t-il. « De plus, la plupart des panneaux structuraux asymétriques nécessiteront l’application sur place d’un produit d’étanchéité supplémentaire autour de l’attache pour assurer l’étanchéité. Et ce, même si, dans la plupart des cas, un mastic d’étanchéité appliqué en usine est présent dans le joint et à l’intérieur du clip. Il y a toujours une rupture dans le mastic autour du clip qui doit être traitée avec du mastic appliqué sur le terrain. »
Conseils sur les toitures à faible pente
Smith a participé à la récupération de millions de pieds carrés de toitures métalliques à faible pente et a élaboré de nombreuses solutions créatives aux problèmes récurrents qu’il a constatés. Ses conseils pour une installation réussie de toiture métallique à faible pente comprennent :
– Éliminer les chevauchements d’extrémité si possible en utilisant un panneau formé sur place si la distance de l’avant-toit au faîte est plus longue que ce qui est expédiable.
– Éliminer la gouttière interne-pour de meilleurs résultats, l’eau doit s’écouler de l’extrémité des panneaux dans une gouttière externe.
– S’il y a des noues sur un toit métallique à faible pente, elles doivent être abaissées sous le plan du toit ; cela peut être fait en utilisant un clip haut dans la plupart des cas.
– S’il y a des conditions d’arêtier ou de noue, utilisez un panneau à nervures verticales, il offre le plus de flexibilité pendant et après l’installation sur les toits métalliques à faible pente.
– Pour les bordures, utilisez un détail de bordure hydrostatique qui est bardé dans le toit. N’installez pas de bordure supérieure/superficielle installée après la pose de la toiture ou de bordure inférieure/superficielle installée avant la pose de la toiture.
Pendant l’installation, Resso conseille d’être particulièrement attentif à limiter la circulation des pieds sur le toit, même pendant le jointage, car marcher sur le toit peut provoquer des dépressions localisées qui peuvent recueillir de l’eau. « Une circulation piétonne inutile peut provoquer une séparation entre le matériau de fermeture du faîtage et le plat du panneau de toit », dit-il.
Pour réussir l’installation d’une toiture métallique à faible pente, Mark Graham, vice-président des services techniques de la National Roofing Contractors Association, Rosemont, Ill, conseille aux installateurs de connaître parfaitement les exigences des fabricants de panneaux métalliques. « L’installateur doit vraiment suivre et adhérer aux instructions des fabricants », dit-il. « Il existe des différences importantes entre les différents fabricants de panneaux. Faites vos devoirs et vérifiez les configurations des panneaux. L’installation de chaque fabricant est un peu différente. Faites des recherches et qualifiez-vous dès le départ. » Bush est d’accord, disant que les détails recommandés par les fabricants pendant le processus d’installation auront finalement la responsabilité de la conception globale de l’étanchéité du bâtiment. » Si leurs détails recommandés ne sont pas suivis, cela annulera toute garantie associée au projet « , met-il en garde.
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