在当今竞争十分激烈的屋面市场中，一个承包商要取得成功必须在专业和质量方面走在前面，例如能正确选择屋面系统和产品。住宅金属屋面系统就是很好的—种方案，会有助于提高承包商在竞争中的地位。


近年来，金属屋面产品在住宅方面的应用有了增加。在某些地区，如沿海地区和山区，金属屋面系统的使用比过去更加普遍。经验表明，在气候极端的地方，金属屋面用得越来越多。

金属屋面联合会（MRA）预计，金属屋面在整个住宅屋面市场中的份额每年将会以20％～25％的速度增长。要实现这一目标，金属屋面工业必须继续将重点放在提高用户的认识方面，同时也必须加大力度对屋面承包商和经销商进行关于市售产品及其使用方面的培训。也许最根本的是弄清楚不同金属屋面产品之间的差别以及这些差别在建立一个成功的满足业主要求的金属屋面系统中所起的作用。

1 应用

对住宅金属屋面的一个误区就是认为这种屋面大多数用于新建建筑。实际上，NRCA年度市场调查报告显示，2004年住宅金属屋面的11 ％为新建，56％为翻建，11 ％为维护和修补。可见，金属屋面更多用于翻修方面，其中一个原因是许多金属屋面产品能铺设在现有的屋面上，如各种金属瓦以及一些直立缝产品。

市售的产品品种很多，往往会把人搞得糊里糊涂。在北美，有100多种仿木瓦板、仿油毡瓦、石板瓦和粘土瓦、水泥瓦等其它瓦材。由于每一种产品都是独家生产和销售的，并不能相互通用。为确保正确的施工和应用有必要了解一些产品方面的知识。

2产品   

在决定了金属屋面系统的形式后，就要选择符合屋面坡度和几何外形的产品。例如，大多数的瓦形产品适用的屋面最小坡度为3／ 12。对低坡屋面，主要使用现场机械或手工接缝的直立缝板，如“双扣”或“三扣”板。

模数类产品多为互锁板，尺寸从203 mm×305mm到610mm×914 mm。这种屋面系统的热胀冷缩问题有多种处理办法。有的在施工时采用膨胀或滑动夹，热膨胀时使板“浮”起来；有的产品在设计时利用板的“折叠效应”，板的S形相当于许多褶可以抵御热胀冷缩。此类产品可以做成仿石板或仿玻纤瓦、仿木瓦和其它仿筒瓦或平瓦。

这些产品的刚度加上存在于金属板和基层之间的空间使它们在翻修时可自接铺在现有的屋面上。实际上这样的系统甚至还可以通过采用木瓦条或专门的固定方法铺在木瓦上。

除了特殊形式的模数板外，还有许多垂直缝产品可用于住宅。这些产品从屋沿铺到屋脊，与椽子或平行或垂直。垂直缝屋面类产品包括各种穿透固定的波形板和直立缝产品。

穿透板屋面有各种不同的标准长度，铺设时带横向接缝和端部搭接，也可以在现场断尺寸以避免端部搭接。直立缝产品的长度一般要定制以符合实际屋面的尺寸。

在铺设所有垂直缝产品时有一个关键因素必须弄清，即制造商是否要求板铺在板条上或实心板上。虽然，这些产品最初都是铺设在板条上，但在农业上应用时往往制造商要求用实心板和垫层。

定长的穿透固定或直立缝屋面产品的安全运输十分重要，因为有时板长可达8 m甚至更长。为了避免此类运输问题，有时把可移动的压型机带到现场制作。即便如此，板在现场运输时仍需小心和需要专门的知识，因为许多板运输时是直立的。

3 金属种类

以上讨论的各种金属屋面产品可以用不同的金属制成以取得特定的效果和特性。MRA的调查显示，金属屋面产品用的主要材料是钢，有两种形式，镀锌的和Galvalume。

镀锌钢表面镀锌，以提高防腐性能，Galvalume钢表面镀铝合金，同样也是出于防腐的目的。这两种钢有各种等级。等级是根据镀在钢的两面的锌或铝镀层的厚度确定的。按照金属施工协会的质量标准，如果金属表面有涂层的话，G90是推荐的镀锌钢最低等级，AZ50是推荐的Galvalume的最低等级。如果表面精轧或施加透明涂层时推荐的Galvalume的等级为AZ 55。

还有另外一些金属可以采用，如铝、铜、锌、不锈钢和锡铅合金。铝主要是用于防腐的目的和利用其可锻性，可以加工成有精细木纹瓦效果的产品。铝屋面总是做成有涂层的或用阳极处理以获得特殊的色彩和更好的耐久性。铜、锌和不锈钢更多地用于没有涂层场合。铜主要是利用其好的耐久性和富有特点的铜绿色。锌也是用于防腐的目的以及其可锻性、低光泽的灰色外观。不锈钢用来获得持久的、光亮的银色外观或满足特殊腐蚀环境的需要。

4 产品相容性

金属屋面施工时，按电化学的观点，系统中所用的全部材料必须相容，不然的话，不同的金属之间甚至与其它材料间会发生电解和腐蚀。这包括固定件、泛水、水槽和相邻的护墙材料，它们必须相容或者避免接触。

如前所述，出于美观，许多金属的面层都有涂层或罩面。涂层有好几种，包括丙烯酸、聚酯、硅聚酯以及聚偏氟乙烯（PVDF）。PVDF涂料的注册商标名称为Kynar和Hvlar，它们总是在屋面板成型前涂在金属上。更耐久的涂料还要包括色牢度和抗粉化的性能，这—点，与客户商议是很重要的。

熟悉涂料工业的人都知道，最不易褪色的颜料是无机陶瓷颜料，它比有机颜料贵，使用这种颜料的涂料比用无机颜料的好。PVDF涂料所用的提高涂料粘性的树脂是一种氟化物，可以产生很强的分子键将颜料牢牢地抓住，阻止粉化。有些模数金属瓦是在成型以后再施加涂层的，称之“后涂”，有利于确保在成型过程中受到拉伸的金属表面能得到充分的覆盖。最常见的后涂型式是石料覆面，将有陶瓷面的石料粘结到钢面上。另一种是在成型板上施加粉末涂料，常见的有PVDF粉末涂料。这些涂料使产品具有纹理和多种色调。

专门用于金属上的涂料提高了金属屋面的耐久性，尤其是钢屋面产品，涂上高质量的涂料可以保护基层免受气候的影响，是使产品具有耐久性的一种方法。此外，金属屋面系统还有许多其它的优点。

5 优点

金属岸面的优点之一是重量轻，—般铝瓦屋面的重量只有4．84 kg／ m2，石料覆面瓦屋面为16.15kg／m2，明显低于其它屋面材料，如玻纤油毡瓦为25．8～40 4kg／m2。由于重量轻，这种产品可用在原有的屋面上，减轻了施加到屋面结构上的重量。

此外，金属屋面系统的互锁特性或者非互锁金属板之间的固定以及与屋面板的固定的特性使大多数金属屋面系统具有很好的抗风揭性。在许多情况下，产品可以达到UL 580“屋面风揭性试验标准”规定的UL 90级或UL1897“屋面覆盖系统风揭性标准”的规定。

高风揭性是金属屋面在许多地方得到优先采用的一个原因，但有些地方采用该系统则是利用其耐火性。事实上，上个世纪六七十年代在美国一些喜爱用木瓦的地方就使用仿木瓦的铝和钢产品作为防火屋面。过去几十年各种型式金属屋面的采用很多也是出于这一考虑。

2003年国际建筑规范要求屋面系统应当进行防火性能测试，但不包括钢和铜瓦（板）屋面，是考虑到它们固有的好的防火性能。当然在进行金属屋面施工前最好还是核对一下当地的建筑规范。


金属系统的另一个优点是上面的涂层可使其成为“冷”屋面系统。金属屋面上的涂层因其光滑的表面不会集灰，常常比在多孔的或粗糙的屋面材料表面上的涂层能更长时间保持清洁和浅的颜色。业主可以隔一段时间用水管冲洗保持清洁。此外，用于大多数金属屋面上的涂层具有高的辐射性，根据涂层的不同，最小的辐射率达0．75，最大的可高达0．95，使屋面吸收的热量很快地释放回大气中。

随着科技的进步，许多金属屋面产品用的涂料中加入了红外反射颜料，这些经特殊处理的颜料，即使是深颜色还可以有相当高的太阳反射性能。例如，在金属面上非反射的暗褐色涂料总的太阳反射率只有6％～8％，加入反射颜料后，总的太阳反射率可提高到25％～30％，甚至更高。这就满足了政府机构和公共事业部门对“冷”屋面反射率初始值的要求。

另外，金属屋面系统设计时在金属和垫层之间或金属和屋面板之间设置静止空气的空间，通过中止热传导进一步提高节能的效率。按照佛罗里达太阳能中心的试验，与使用传统的屋面材料相比，许多仿传统的金属瓦屋面中这个静止空气的空间是使阁楼的热量减少30％甚至更多的一个因素。对于铺设在挂瓦条上的模数化产品以及直立缝金属屋面产品的情况，还有可能通过设置通风的空间使节能效率进一步提高。

还有一个优点是金属产品中的再生材料含量。用于大多数钢屋面中的金属含有25％～35 ％的再生材料。在有色金属如铝、铜中，再生材料的含量可高达95％。

金属屋面的可持续性是主要的环保因素，其很好的耐久性减少了日后原材料的消耗。金属屋面系统的寿命与所用的产品有关。无涂层的钢屋面可以持续20～30年，加了涂层寿命更长。对于原来就有涂层或石料覆面的屋面系统常常保证期可达30～50年，而且重新施加涂层寿命还可延长。金属屋面即使到达寿命后，还可以100％的再利用。

大多数的金属屋面易弯曲，可适应非常规形式的屋面设计，包括圆形的、椭圆形的以及带凹凸曲线的屋面。对于直立缝金属屋面系统，许多制造商提供配套的楔形板，底宽顶窄以适应圆形屋面的需要，还有曲面板适用于凹或凸的椽子。

另一方面，模数板的金属屋面有不同的方法适应特殊的屋面。许多瓦的断面是弯曲的，适用于圆屋面。此外，外露381 mm或更小一些的模数板很容易适合大多数的屋面曲线。当然，最根本的是要获得制造商的信息和帮助以决定如何将活干得最出色。

6 附件

虽然有些外形特殊的屋面需要定做金属板和泛水，但住宅金属屋面制造商提供了各种各样的标准化附件，可用于屋檐、山墙、屋顶排水沟、屋脊以及坡度变化和屋面墙交接处。在有些情况下，制造商还可能提供现场制作附件的图纸。许多住宅屋檐的细部包括将雨水从屋面导向水槽的滴水沿。

对直立缝屋面系统，每一块板的底边绕起始件或滴水沿卷起。直立缝板用夹子与屋面板夹住，然后在板的上部固定住。对于穿透固定的垂直板以及某些无法锁定到起始件的瓦形板，制造商通常会提供封口条以及最后与屋面固定的详细步骤。

山墙的处置有多种方法，通常取决于屋面板的外形。屋顶排水沟有3种基本形式，与各种金属屋面配合使用：平底盘状排水沟、l或2节排水沟泛水以及所谓明屋脊排水沟（open valley）。

屋脊的处置也有好几种方法。大多数垂直板采用长条屋脊和屋脊盖，—般长3 m或4 m。

   坡度变化和屋面墙交接的处理常常需要现场制作的泛水以符合屋面的外形。制造商会推荐一些泛水的形式，可以在小型压弯成型机或在当地金属加工车间制作。天窗和烟囱常常也需要特殊的泛水，也有些知名品牌的制造商会提供配套的泛水。

对于天窗和烟囱重要的是记住不应当过度依赖密封膏。虽然出于外观的需要使用密封膏，可以作为辅助防水手段，但任何金属屋面系统泛水的第1道防线应当是泛水本身。密封膏和垫层只是一种附加的防水措施。

天窗应做在天窗圈上，使天窗明显高于金属板的高处。只要有可能，烟囱处的泛水都应当嵌入砖石结构内。屋面墙交接处的泛水应当插入或向上伸到墙后。

阁楼通风和管道应按制造商的要求施工。专门为金属屋面系统设计的泛水有许多种，有时甚至连颜色都可以配得很好。

当然，有经验的屋面承包商都知道，当你以为你已经遇到了所有的屋面情况时，新的问题又来了。应当记住，泛水设计的基本原则是要让水总是在金属板的顶面流动。好的泛水设计常在屋面板下有辅助的防水通道，以增加防水的可靠性。还有一点是不要使屋面上的垃圾、树叶、冰雪挡住水的通路。此外，关于特殊泛水的设计应当向屋面制造商咨询或参考NRCA的建筑金属屋面手册（The NRCA Architectural SheetMetal and MetalRoofine Manu al）。                                  

7 通风

制造商会推荐屋脊通风的做法，可能包括专利的产品和市场有售的屋脊通风产品。许多垂直缝产品的通风是通过采用专门制作的封闭带使空气可以在屋面板的上肋之间流动，檐口托扳风口作为进风口。

许多人有一个错误的认识，以为金属屋面系统需要增加阁楼通风。实际上，阁楼通风无论何种屋面材料都是非常关键的，金属系统的使用对此并没有丝毫的改变。在选择屋面的时候要同时考虑通风。必须记住，冷凝的产生量由于暖湿空气与冷表面接触的结果。阁楼通风的目的是消除冷凝发生的机会。

8施工

住宅金属屋面系统要设垫层，理由是：在屋面系统施工期间保持结构干燥；是一种附加的防水手段；使冷凝发生在板的背面，避免屋面基层受潮。

虽然，多年来30号油毡是屋面垫层的标准选择，但如今承包商已经转向新的比较轻的合成材料，这样每卷覆盖的面积更多。当然，规范有要求时，也可使用自粘的垫层。这些产品的表面都是光滑的，没有粒料因而不会损害金属板的背面。

还有，在大多数金属屋面上行走要小心。承包商要向业主说明屋面上怎样行走比较安全，能留下书面的指南更好。在陡坡屋面上行走，无论用什么材料，都是一种挑战，金属屋面也不例外。许多情况下，将梯子固定在屋脊上，再用梯支撑和走道板构成通路。

大多数的产品制造商提供多种形式的施工培训。

过去，对住宅金属屋面而言，业主缺乏认识以及承包商缺少培训是这种屋面推广的主要障碍，如今情况有了极大的改观。