Metalen daken met geringe helling hebben eenvoudige geometrieën, en zijn gemakkelijker en goedkoper te installeren dan daken met een gemiddelde tot steile helling. Voor metalen daken met geringe helling is minder materiaal nodig, waardoor de totale belasting op de structuur van het gebouw afneemt. Daken met een geringe helling zijn niet volledig plat, hun dakhelling varieert meestal van 1/4:12 tot 3:12. De minimale helling van een metalen dak hangt af van het dakprofiel, het ontwerp van het gebouw, het klimaat en de ligging van het terrein.
Jim Bush, vice-president of sales bij ATAS International, Allentown, Pa., gelooft dat grote gebouwen met lange hellingen vaak de beste toepassingen zijn voor daken met een lage helling, aangezien de totale hoogte van het gebouw kan worden geminimaliseerd met systemen met een lage helling. Frank Resso, PE, president, Resso Engineering, Newnan, Ga., is het daarmee eens en zegt dat metalen daken met geringe helling (over het algemeen) meestal worden gebruikt op gebouwen met een grotere totale oppervlakte en lange hellingen van dakrand tot nok, om de totale hoogte van het dak te beperken en de structurele eisen van het ondersteunende skelet te minimaliseren. “Bij gebouwen met metalen daken met een geringe helling gaat het meestal meer om de systeemprestaties dan om het esthetische voordeel dat een meer visuele daklijn zou kunnen opleveren”, zegt Resso. “Uit budgettair en esthetisch oogpunt zijn platte dakbedekkingen van BUR (built-up roofing) naar metalen retrofits de beste kandidaten voor metalen daken met geringe helling.”
Charlie Smith, nationaal recuperatiemanager bij McElroy Metal, Bossier City, La., beweert dat de beste installaties met geringe helling op vierkant-vormige gebouwen zonder heupen of dalen zijn, met afmetingen die voor single-run paneellengten zonder step downs toestaan. “Het vormen van de bouwplaats met het juiste paneel en de juiste clip kan enkele runs tot 300 voet toestaan,” zegt hij. “Conventionele constructies met een stalen dek met stijve installatie onder het metalen dak leveren de beste resultaten. Metalen gebouwen met een open frame en isolatiematten komen het meest voor, maar bij de eerste installatie zijn er de meeste uitdagingen op het gebied van waterdichtheid en installatie. Een helling van een halve inch is veel beter dan een helling van een kwart inch. Bij een helling van 1 cm is er te veel kans op waterbekkens door onregelmatigheden in de constructie, vooral bij de dakrand. Een metalen gebouw is ontworpen met een metalen dak erop omdat het metalen dak de waterstroom kanaliseert en een gelijke belasting over de hele constructie handhaaft. De sleutel hier is dat het water gekanaliseerd blijft waardoor een gelijke belasting van de gordingen blijft behouden.”
Potentieel voor plaswater
Om schade te voorkomen, moeten daken met een lage helling correct worden ontworpen en geïnstalleerd om vocht in de vorm van regen, sneeuw, condensatie en ijs weg te leiden van het gebouw. Bij naden, bevestigingspunten en doorvoeren komt er water in het gebouw.
“In het ontwerp van lage hellingdetails moeten waterdichte elementen worden opgenomen om rekening te houden met de mogelijkheid dat er water in het gebouw blijft staan”, zegt Bush. “In alle details wordt een grote hoeveelheid afdichtingsmateriaal gebruikt om de weerbestendigheid te waarborgen. Steile daken zijn gebaseerd op het principe van waterafvoer en hebben meestal meer afvoerkanalen in de gootstukken.”
Resso is het ermee eens dat metalen daken met een lage helling verschillen van steile daken, omdat de weerstand tegen waterinfiltratie door paneelnaden een nog crucialer aspect is van het systeemontwerp. “Vaak wordt de lage helling gedicteerd door de geometrie van het gebouw: brede dakvlakken die gewoon een lagere helling moeten hebben om de totale hoogte van het dak/gebouw praktisch te beperken”, zegt hij. “Metalen daken met een geringe helling worden gekenmerkt door metalen panelen met een zeer lange lengte die een grote hoeveelheid neerslag afvoeren, en door het relatief vlakkere dakoppervlak wordt dat water met een lagere snelheid afgevoerd. Dit alles leidt tot een veel groter risico dat de metalen paneelverbindingen onder water komen te staan en zelfs onder water komen te staan.”
Snap Together Versus Seamed
Hoewel sommige snapped-seam of through-fastened, overlappende dakpanelen worden gebruikt op metalen daken met geringe helling in niet-kritieke toepassingen, wordt de voorkeur gegeven aan een mechanisch gefelst systeem waarin vaak dichtingsproducten in het naadontwerp zijn verwerkt. “De mechanisch gefelste systemen vertrouwen op de veelvoudige plooien van metaal met het dichtingsproduct om een weerbestendig verbindingsontwerp tot stand te brengen,” zegt Bush. “De naden zijn ook verhoogd boven het dakoppervlak, meestal 2 inches of meer, om de kans op watermassa’s in de naden tot een minimum te beperken. Snap-together naad ontwerpprincipes vertrouwen op helling om water af te voeren en worden niet beschouwd als weerbestendige naadontwerpen.” Snap together panelen hebben niet dezelfde mate van compressieafdichting op het afdichtingsmateriaal in de naad na installatie als een mechanisch gefelst paneel. Alex R. Detmer, manager van de technische buitendienst bij Kingspan Insulated Panels, Deland, Fla., stelt dat afdichting met een seamer de naad volledig strak trekt.
Resso benadrukt dat dit naadafdichtingsmiddel in de fabriek moet worden aangebracht. “Dichtingsmateriaal dat op de bouwplaats wordt aangebracht, handmatig of machinaal, kan inconsistent zijn en kan worden aangetast door vuil en puin als het in een ongecontroleerde buitenomgeving wordt aangebracht,” voegt hij eraan toe. De snap panelen die zijn ontworpen om over open frames te gaan, worden samengedrukt terwijl ze in elkaar worden geklikt, maar ontspannen zodra het paneel is vastgeklikt, waardoor de compressieafdichting loskomt,” zegt Smith. “Als het buiten koud is, is het vaak moeilijk om het dichtingsproduct samen te drukken, waardoor het moeilijk wordt om de naad goed te sluiten. Er is ten minste één rechtszaak geweest over het gebruik van gekoppelde panelen boven open skeletbouw op lage hellingen. Resso citeert de ASTM E2140 testnorm, die grotendeels werd ontwikkeld met de bedoeling een prestatiebenchmark vast te stellen voor paneelsystemen die op een lage helling worden geïnstalleerd, met inbegrip van systemen die mogelijk kunnen worden blootgesteld aan paneelnaden die tijdens zware stormen in water worden ondergedompeld.
Infiltratiepreventie
Naast het verhogen van de dakhelling in het ontwerp, wat kan er worden gedaan om plasvorming en waterinfiltratie te voorkomen op metalen daken met een lage helling? Detmer stelt voor ervoor te zorgen dat er geen eindnaden zijn waar een paneel een ander paneel overlapt. “Een enkel paneel van nok tot dakrand voorkomt veel problemen met lekkage”, voegt hij eraan toe. “
Ben King, contractmanager bij Kingspan Insulated Panels, benadrukt ook het belang van het afdichtingsmateriaal en de manier waarop u het aanbrengt voor de lucht- en waterdichting. “Dit is van cruciaal belang omdat het geïsoleerde karakter van het product twee omgevingen scheidt die water kunnen condenseren als ze niet gescheiden blijven.”
De aandacht voor de plaatsing van afdichtingsmateriaal in gootstukontwerpen is inderdaad een kritisch punt bij de installatie van metalen daken met een geringe helling. Omdat metalen daken met een lage helling meer kans hebben om water door de wind op het dak vast te houden en water tegen de gootstukken aan te houden, moeten alle gootstukdetails, waaronder de dakvoet, de dakhelling, de nok, de kopwand, de zijwand en de doorvoeren, waterdicht zijn. “
Smith is van mening dat, omdat de kans dat water over de naden heen loopt veel groter is bij dakbedekkingen met een lage helling dan bij steilere hellingen – vooral naarmate de lengte van het traject van dakvoet tot nok toeneemt – een structureel, hydrostatisch daksysteem met hydrostatische installatiedetails vereist kan zijn. “Structurele systemen zijn ontworpen om over open frames te worden gelegd en hydrostatisch betekent dat ze waterdicht zijn,” zegt hij. “De meeste asymmetrische, structurele panelen vereisen bovendien extra, in het veld aangebrachte buisafdichtingsmiddelen rond de clip om waterdicht te zijn. Dit ondanks het feit dat er in de meeste gevallen al in de fabriek aangebrachte naadafdichting in de naad en binnenin de clip zit. Er is nog steeds een breuk in de kit rond de clip die moet worden aangepakt met in het veld aangebrachte kit.”
Laag-helling Advies
Smith is betrokken geweest bij het herstellen van miljoenen vierkante meters laag-helling metalen dakbedekking en heeft veel creatieve oplossingen ontwikkeld voor de terugkerende problemen die hij heeft gezien. Zijn advies voor een succesvolle installatie van metalen daken met geringe helling omvat:
– Elimineer indien mogelijk de kopse overlappen door een ter plaatse gevormd paneel te gebruiken als de afstand van de dakrand tot de nok langer is dan wat kan worden verzonden.
– Elimineer de interne dakgoot-voor de beste resultaten moet het water van het uiteinde van de panelen worden afgevoerd naar een externe dakgoot.
– Als er valleien zijn op een metalen dak met lage helling, moeten deze onder het dakvlak vallen; dit kan in de meeste gevallen worden gedaan door een hoge klem te gebruiken.
– Als er heup- of dalsituaties zijn, gebruik dan een verticaal ribpaneel, dit biedt de meeste flexibiliteit tijdens en na de installatie op metalen daken met lage helling.
– Gebruik voor opstanden een hydrostatisch opstanddetail dat in het dak is ingeschind. Installeer geen over/onder opstand die wordt geplaatst nadat het dak is geplaatst of een onder/onder opstand die wordt geplaatst voordat het dak is geplaatst.
Tijdens de installatie adviseert Resso vooral voorzichtig te zijn met het beperken van voetverkeer op het dak, zelfs tijdens het naaien, omdat lopen op het dak plaatselijke depressies kan veroorzaken die water kunnen verzamelen. “Onnodig voetverkeer kan scheiding veroorzaken tussen het materiaal van de nokafsluiting en het vlakke dakpaneel”, zegt hij.
Voor een succesvolle installatie van metalen daken met een lage helling adviseert Mark Graham, vice-president technische diensten bij National Roofing Contractors Association, Rosemont, Ill., installateurs om zich volledig bewust te zijn van de eisen van de fabrikanten van metalen panelen. “De installateur moet echt de instructies van de fabrikant volgen en zich eraan houden”, zegt hij. “Er zijn aanzienlijke verschillen tussen de individuele paneelfabrikanten. Doe je huiswerk en controleer de paneelconfiguraties. De installatie van elke fabrikant is een beetje anders. Doe onderzoek en kwalificatie vooraf.” Bush is het daarmee eens en zegt dat de door de fabrikanten aanbevolen details tijdens het installatieproces uiteindelijk de algehele ontwerpverantwoordelijkheid dragen voor de weerbestendigheid van het gebouw.
