Эффект «маслёнки» в системах металлической кровли и облицовки металлическими стеновыми панелями

Степень волнистости трудно измерить, но она очевидна невооруженному глазу, особенно при определенных условиях освещения. Период и амплитуда волны становятся более выраженными с увеличением ширины панели (плоской части панели) и/или уменьшением толщины панели. Отраженный свет может делать эффект «маслёнки» более заметным в определенные времена дня. Условия, такие как время года, угол обзора и угол падения солнечного света на панель, также могут влиять на возможность различения эффекта «маслёнки». Глаз воспринимает отражение света. Когда отражающая поверхность неровная, отраженный свет также становится неровным, что делает эффект «маслёнки» более заметным. Если эффект «маслёнки» присутствует, он обычно становится очевидным в момент строительства.

Фото сделаны с разницей в час, солнечные лучи начали падать на крышу под другим углом.

Эти фотографии сняты с разницей в несколько минут. Единственное отличие — это угол обзора камеры.

Однако эффект «маслёнки» может стать более (или менее) заметным в течение длительного времени. Эффект может быть непреднамеренным побочным результатом процесса изготовления и настройки допусков оборудования для формовки. Панели/картины с эффектом «маслёнки» отличаются от картин, специально изготовленных рифлеными, ребристыми, гофрированными или более узкими для обеспечения большей прочности на изгиб.

Что вызывает эффект «маслёнки»?

Эффект вызван разницей механических напряжений внутри металла. Когда металл пытается снять эти напряжения в картинах с большим соотношением ширины к толщине, материал изгибается, выходя за плоскость, что приводит к волнистости характерной эффекту «маслёнки». Напряжения могут возникать на нескольких этапах производства панелей.

1. Производство рулонного металла

Все металлические панели/картины изначально изготавливаются из «рулона». Рулон получается путём «скручивания «, полученных в процессе прокатки под давлением очень тонких полос, что делается для удобства их последующей обработки. Напряжения, возникающие во время производства рулона, могут способствовать появлению эффекта «маслёнки» .

Примеры таких напряжений:
• Широкий центр — рулон длиннее в середине, что создает волнистость или складки вблизи средней части рулона (телескопичность).
• Волнистый край — рулон длиннее снаружи (телескопичность).
• Прогиб — отклонение рулона от правильной формы с торца (овальность).

Эти условия в той или иной степени присутствуют во всех металлических рулонах тонколистового металлического проката и, как правило, становятся более выраженными по мере увеличения прочности материала на растяжение. Более тонкий материал и рулоны большей ширины более подвержены эффекту «маслёнки», чем более толстые и узкие рулоны.

2. Обработка рулонов и изготовление панелей

Обычно из одного (широкого) основного рулона вырезаются несколько более узких рулонов. Экономия на производстве более широких рулонов делает этот вторичный процесс обычной практикой. Резка основного рулона может освободить и перераспределить остаточные напряжения. Это перераспределение напряжений может увеличить вероятность появления эффекта «маслёнки» в конечном продукте.

Напряжения возникают во время формирования как кровельных картин, так и стеновых панелей. Профили архитектурных панелей обычно требуют больше формовки по краям, чем посередине листа. Часто требуется больше формовки и изгиба по одной стороне, чем по другой, и возникающие внутри листа напряжения неравномерны. Формирование профилей панелей требует «обработки» (изгибания) листа. Изгиб происходит по краям, и существует тенденция «окружить» неравномерными напряжениями внутреннюю центральную часть готового профиля, что приводит к эффекту “маслёнки”. В отличие от плоских архитектурных профилей, гофрированные ребристые профили чаще всего формуются прокаткой, движущейся от центра и наружу, тем самым «выталкивая» неравномерные напряжения к краям листа. Формовка листового металла по своей сути вносит напряжения в материал. Оснастка оборудования, настройка и эксплуатация могут минимизировать эти напряжения. Правильные скорости подачи, обслуживание инструментов, правильная конструкция инструментов и правильная регулировка оборудования минимизируют неравномерные напряжения, которые вызывают эффект «маслёнки”.

3. Пригодность несущих подсистем и оснований

Неплоскостность несущих подсистем

Если опорные конструкции для установки картин/панелей или несущие конструкции по периметру не являются плоскими, а имеют криволинейную форму или не лежат в одной плоскости, то могут возникнуть дополнительные напряжения, поскольку картины/панели вынуждены соответствовать этой неровной поверхности. Это может иметь место даже тогда, когда опорная конструкция производится, изготавливается и устанавливается в пределах допустимых отраслевых допусков.

Движение основания

Если основание перемещается из-за относительного прогиба, отклонения, сдвига, осадки или других причин, может возникнуть эффект «маслёнки”, поскольку картины/панели вынуждены соответствовать этому движению. Эффект «маслёнки” в этих случаях иногда является временным, поскольку основание продолжает двигаться, но может быть постоянным в зависимости от основной причины движения.

Прогиб

Опорные несущие элементы, такие как стропила и фермы крыши, из коммерческих соображений, часто проектируются с заданным изгибом или прогибом, в соответствии с ожидаемой нагрузкой. Если стропила, фермы или балки изготовлены с прогибом (выступом в середине пролета), то основание, установленное поверх несущих элементов, повторит искривлённый контур, что в свою очередь может привести к появлению эффекта “маслёнки” на кровельном покрытии. Эффект может проявиться как в процессе монтажа кровли/облицовки так и после приложения нагрузки.

4. Монтаж панелей

Чрезмерное зажатое соединение кровельных картин

Кровельные картины проектируются с учётом габаритных размеров окрываемой поверхности и обеспечения возможности линейного теплового расширения посредством подвижных фальцевых и/или им подобных соединений. Если картины установлены без учёта габаритных размеров окрываемой поверхности, то возможности снятия напряжений могут быть сведены к минимуму или полностью исключены. В крайнем случае чрезмерно зажатое соединение может привести к проявлению эффекта «маслёнки” на плоских областях картины.

Неправильная установка стеновых панелей

Стеновые панели, как правило, проектируются с учётом габаритных размеров окрываемой поверхности и обеспечения возможности линейного теплового расширения Панели обычно расширяются/сжимаются в соединениях, расположенных между ними. Панели могут быть спроектированы с щелевыми соединениями или выступами, которые скользят друг по другу, чтобы не препятствовать смещениям. Если соединения панелей не рассчитаны или расположены не должным образом, то снятие напряжения невозможно, и результатом может стать проявление эффекта «маслёнки”. Часто для облицовки стен требуются плоские панели или панели со скрытым креплением. Эти панели часто крепятся непосредственно к опорной конструкции (в отличие от панелей с креплением на кляммеры). Этот метод установки не даёт возможности теплового смещения панели. В таких случаях проектировщики должны максимально уменьшить длину панели или искать другие способы обеспечения беспрепятственного теплового смещения, чтобы минимизировать последствия проявления эффекта “маслёнки». Подрядчики должны убедиться, что они не сгибают и не выгибают панели наружу во время процесса установки, поскольку это также усиливает визуальный вид изгиба панели. Наконец, панели обычно следует крепить последовательно (т. е. сверху вниз, от центра наружу или слева направо), чтобы подтолкнуть потенциальный изгиб панели в одном направлении, также не закрепляется на месте панель с уже имеющимся прогибом.

Чрезмерное затяжка крепежа

Эта ошибка монтажа может создать напряжения в панели и вызвать видимый эффект «маслёнки” вдоль линий крепежа. Использование ударного шуруповёрта не рекомендуется. Ознакомьтесь с Техническим бюллетенем MCA о надлежащих инструментах для крепления металлических панелей.

Тепловое расширение

Как правило, линейное расширение является основной проблемой, обусловленной профилем панелей. Любое поперечное расширение панели, в основном, воспринимается выступающей частью каждого профиля. Температура поверхности панелей, подверженных внешним воздействиям, циклически меняется в течение года и даже колеблется ежедневно. Диапазон и цикл зависят от многих меняющихся факторов (например, местоположения строящегося сооружения и ориентации здания, облачности, отделки поверхности или цвета, характеристик поглощения солнечного света и т. д.). Поскольку температура поверхности панели колеблется, панели расширяются или сжимаются. Температура поверхности может быть более чем на 100 градусов выше температуры окружающего воздуха. Крепежные элементы, кляммеры и соединения по периметру должны быть спроектированы и установлены с учетом ожидаемого теплового движения панели.

Если расширение/сжатие панели/картины сдерживается элементами облицовки по периметру или непредусмотренным «дублирующим соединением» с другими деталями, то конечный результат может наблюдаться, как эффект “маслёнки”. Волнистость, вызванная тепловыми воздействиями, отличается от других форм эффекта “маслёнки” тем, что волны могут появляться и исчезать ежедневно, поскольку температура панели меняется из-за поглощения солнечного света или излучения. Часто с течением времени, если кляммеры и соединения по периметру допускают движение, панели/картины найдут термодинамическое равновесие, и эффект “маслёнки” может уменьшиться. Неправильное хранение и перемещение — Для некоторых типов металлических панелей/картин хранение или переноска панелей в горизонтальном положении, скручивание или выпучивание панелей может привести к появлению волнистого внешнего вида ранее плоской панели. Скручивание может произойти, если один угол панели используется для подъема панели или для извлечения панели из пачки или поддона. Необходимо следовать рекомендациям производителя.

Как можно минимизировать эффект “маслёнки”?

Некоторые проектировщики считают эффект “маслёнки” неотъемлемо присущим материалу и относятся к нему как к желаемому эффекту, подчеркивающему естественные характеристики материала, в то время как другие так не считают. Производители рулонов и панелей обычно пытаются минимизировать непредусмотренную неплоскостность. Продолжаются исследования по улучшению методов производства и изготовления. Хотя в проектировании панелей задействован ряд факторов, существуют шаги, которые проектировщик объекта, производитель панелей, изготовитель панелей и монтажник могут предпринять, чтобы снизить вероятность, серьезность и визуальное воздействие эффекта “маслёнки”.

Рулон — Выравнивание высокоточным натяжением (растяжка или разравнивание) — это процесс при котором растягивают металл за пределы точки текучести, пока ещё металл находится в форме рулона. После растяжения до этой точки металл не будет возвращаться в свое предыдущее, неровное состояние. Это обеспечивает более плоскую поверхность, менее склонную к проявлению эффекта “маслёнки”, и может исправить дефекты, связанные с производством рулонов и выполнением вторичных операций с ними. По этой причине выравнивание натяжением следует выполнять после вторичных операций, таких как продольная резка. Эффект “маслёнки” можно уменьшить, заказав материал, выровненный натяжением.

Калибр — В целом, чем толще металл (чем меньше номер калибра), тем меньше вероятность того, что панель будет подвержена эффекту “маслёнки”.

 Конструкция панели — В целом, использование систем крепления, позволяющих панелям/картинам перемещаться, не вызывая термических напряжений, является еще одним средством борьбы с эффектом “маслёнки”. Добавление ребер жесткости в профиль панели «разбивает» плоскую поверхность и может сделать эффект “маслёнки” менее заметным, но также может добавить незначительные теневые линии.

Защитно-декоративное покрытие панелей/картин — Глаз воспринимает отраженный свет, поэтому эффект “маслёнки” на поверхности с низким уровнем глянца менее заметен, чем на поверхности с высоким уровнем глянца. Системы покрытий с низким уровнем глянца или тисненые поверхности, которые обладают меньшей отражающей способностью, могут уменьшить визуальное восприятие эффекта “маслёнки” , видимого на металле. Разница в отраженном свете от панели светлого цвета с эффектом “маслёнки” меньше, чем от панели темного цвета, что делает эффект “маслёнки” более заметным на панелях темного цвета.

Проблемы, связанные с установкой панелей/картин — строгие требования к выравниванию несущей конструкции или настила должны привлечь внимание к этому критическому аспекту. Обычная практика и допуски в отношении основания могут оказаться недостаточными для минимизации эффекта “маслёнки” на готовой поверхности. Рекомендации производителя по правильному обращению с панелями, расстоянию между ними и их креплению должны быть частью рекомендаций производителя по установке.

Формовочное оборудование — Работайте с авторитетными опытными поставщиками, которые используют соответствующее, хорошо отлаженное формовочное оборудование.

Использование уплотнительного шнура или других аналогичных прокладочных материалов — Некоторые подрядчики предусматривают использование уплотнительного шнура или других аналогичных прокладочных материалов на внутренней стороне панели, когда она устанавливается на твердое основание. Уплотнительный шнур имеет сжимаемую вспененную структуру и обычно используется в бетонных и каменных работах для законопачивания швов. Для некоторых типов металлических панелей/картин он обеспечивает равномерную «подушку» в центре панели/картины, снимая напряжение и уменьшая визуальный эффект “маслёнки”.

Заключительные замечания

На проявление эффекта “маслёнки” влияет множество неконтролируемых факторов, и ни один производитель панелей/картин, изготовитель или монтажник не может гарантировать полное исключение возможности проявление эффекта “маслёнки” на любом конкретном объекте. При внимательном отношении к производству, выбору материалов, конструкции панелей/картин и практике монтажа тенденцию к образованию эффекта “маслёнки” можно свести к минимуму. Если эффект “маслёнки” вызван внешними факторами, как описано в разделе «Пригодность несущих подсистем и оснований», то даже замена панелей/картин может оказаться неэффективной, если не устранить первопричину. Главным образом, эффект “маслёнки” является эстетической проблемой. Целостность конструкции при этом, как правило, не нарушается. В отсутствие особых требований договора эффект “маслёнки” не должен быть единственным основанием для отказа от панелей/картин.