金属屋根のアルミニウムと亜鉛合金：正しいものを選択する方法

金属建築業界の十数人に「アルミニウムと亜鉛の合金」の意味を尋ねると、いくつかの異なる答えが返ってくるでしょう。アルミニウム-マグネシウム-マンガンシートについて説明する人もいれば、チタン亜鉛について話す人もいます。また、亜鉛自体が特定のアルミニウムグレードの主要な合金元素の1つであると指摘する人もいます。これらの答えはすべて、それぞれの意味で正しいものです。だからこそ、図面、仕様書、予算に関する会話で 2 つの資料がごちゃ混ぜになってしまうのです。

私たちは金属屋根と壁のパネルを転がし、形成し、設置することに何年も費やしてきましたが、建築家、請負業者、販売業者からは同じ質問が何度も返ってきます。「アルミニウムか亜鉛か？」正直な答えは、一般的にはどちらも優れているわけではないということです。動作も異なり、コストも異なり、適した建物も異なります。

2 つの金属、2 つの非常に異なる材料ファミリー

純アルミニウムは柔らかく、合金化されていない状態では屋根に使用されることはほとんどありません。マグネシウム、マンガン、シリコン、銅、または亜鉛と組み合わせて、建築製品に必要な強度と成形特性を与えます。これらの族の中で最も強いのは、7000 シリーズと呼ばれることが多いアルミニウム - 亜鉛グループで、亜鉛が主な合金パートナーです。これらのグレードは屋根ではなく、航空機や高応力工学部品に属します。これらは高価で、接合するのが面倒です。

亜鉛はその逆の働きをします。構造上、「亜鉛合金」はほとんどの場合、銅とチタンを少量、慎重に制御して添加した非常に純粋な亜鉛から作られた圧延シートであるチタン亜鉛を意味します。この追加により、柔らかくクリープが発生しやすい金属が、安定した成形可能な屋根材に変わります。これは、上記のアルミニウム - 亜鉛合金とは完全に異なる製品です。

したがって、仕様書に「アルミニウムと亜鉛の合金」と記載されている場合は、屋根用のアルミニウム合金、屋根用の亜鉛合金、またはたまたま亜鉛を含むアルミニウム合金の 3 つのうちのどれを実際に意味するのかを考えるのに少し立ち止まる価値があります。

屋根および外装材に使用されるアルミニウム合金

金属屋根で最も頻繁に使用されるグレードは 3003、3004、3005 で、ファサードの場合は 5052 または 5754 です。3000 シリーズは、少量のマグネシウムを含むアルミニウム - マンガン合金です。 5000シリーズはアルミニウムマグネシウム製です。どちらも優れた耐食性、優れた成形性、および鋼の約 3 分の 1 である約 2.7 g/cm3 の密度を考慮して選択されています。

この軽さが最大の利点です。 1.0 mm のシートの重さは 1 平方メートルあたり約 2.7 kg なので、長スパンの屋根には接合部の数が減り、母屋が軽くなり、支持構造が小さくなります。アルミニウムはまた、美しく形成されます。ひび割れすることなく、湾曲し、先細りになり、圧着し、折り畳まれます。そのため、ドーム、天蓋、不規則な屋根の形状がアルミニウムになることがよくあります。 アルミニウム・マグネシウム・マンガン屋根 まさにこれらの理由から、大規模な公共建物のデフォルトの選択肢となっています。

トレードオフは保護です。アルミニウムは自然の酸化物層を形成しますが、海岸沿い、工業用、酸性の空気中ではそれだけでは十分ではないため、ほとんどの屋根用アルミニウムは PVDF またはポリエステルで塗装された状態で出荷されます。コーティングの品質によって、屋根がどれだけ長く新品の状態を維持できるかが決まります。

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屋根材と壁材に使用される亜鉛合金

チタン亜鉛は別の提案です。重量は約 7.14 g/cm3 と重いため、0.8 mm シートの重さは 1 平方メートルあたり約 5.7 kg となり、同等のアルミニウム パネルの 2 倍以上になります。融点も約 420 °C と低いため、耐火性能を評価する際に知っておく価値があります。

亜鉛が返してくれるのは時間です。風化に任せると、淡い灰色の緑青が生じ、柔らかな青灰色に深まります。この緑青は単なる表面的なものではなく、傷や切断面に再形成される保護炭酸塩層です。適度な海洋性の雰囲気の中で、細部まで精巧に作られた亜鉛屋根は、ほとんど注目されずに 80 年以上も使用されてきました。 チタン亜鉛屋根 多くの場合、所有者は屋根のことを二度と考えたくないという理由で指定されます。

どちらの金属も同じプロファイルファミリーを使用するため、通常は材料の決定がプロファイルの決定より前に行われます。折り畳まれた接合部が金属の好む加工方法と一致するため、フラット ロック パネルは特に亜鉛に適しています。

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アルミニウムと亜鉛合金の比較

以下の表は、お客様が 2 つの材料を計量するときに最も頻繁に到達する数値を示しています。合金の質、シートの厚さ、サプライヤーの公差によって数値はわずかに変化するため、絶対的なものではなく指標として扱ってください。

それぞれの素材がその位置を獲得する場所

アルミニウム合金を選択する場合

• 長いスパンや耐荷重が限られている既存の構造など、重量は重要です。
• アルミニウムでは曲線、テーパー、折り畳まれた細部がはるかに簡単であるため、形状は複雑です。
• 特定の塗装色はデザイン意図の一部です。

チタン亜鉛合金を選択する場合

• この建物は屋根を塗り直さなくても一世紀は耐えられるはずだ。
• 経年変化により自然な緑青が生まれる未塗装の表面が求められています。
• 露出は海洋または都市であり、ディテールも適切に行うことができます。

注文前に確認すべき 5 つの実際的なポイント

1. まずは構造を確認してください。同等のパネルの場合、亜鉛の重量はアルミニウムの約 2 倍であるため、母屋、クリップ、固定具はそれに合わせたサイズにする必要があります。
2. 移動の計画を立てます。どちらの金属もスチールよりもよく動くため、スライドクリップ、たっぷりとした縫い目、各接合部の拡張ディテールが可能です。
3. 混触しない金属は離しておいてください。銅、鉛、および裸のステンレス鋼は、アルミニウムまたは亜鉛と永続的に濡れた状態で接触したままにしないでください。
4. 仕上がりを露出に合わせます。沿岸アルミニウムには高性能コーティングが必要ですが、亜鉛には自由な排水ときれいな空隙が必要です。
5. ジャンクションの詳細を誰が詳しく説明するかを決定します。ほとんどの金属屋根の破損は、パネルの中央ではなく、貫通部、谷、軒から始まります。

2 つの素材が伝統的な屋根に出会う場所

伝統的および文化遺産のプロジェクトは興味深い事例です。屋根の外観は歴史によって固定されていますが、その下の材料は固定されていないからです。寺院、塔、アンティークスタイルの屋根は現在、粘土や木材ではなく金属で建てられるのが一般的です。その輪郭はオリジナルのタイルを再現し、金属はオリジナルにはなかった防水性と寿命を提供します。通常、重量とコストが決定要因となる場合はアルミニウムが選択され、クライアントが屋根を柔らかく灰色に美しく経年変化させたい場合は、事前に風化させた亜鉛が選択されます。

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アルミニウムと亜鉛合金は、単純な意味では競争相手ではありません。 1 つは軽くて成形可能で経済的であること。もう一方は重く、風化が遅く、非常に長命です。有益な質問は決して「どの金属が優れているか」ではなく、「今後 50 年間でこの建物、この露出、この予算にどの金属が適しているか」です。

もしあなたが今その疑問に取り組んでいるのであれば、喜んでお手伝いさせていただきます。太倉市の私たちのチームは、長年にわたってアルミニウムと亜鉛の両方で金属屋根と壁パネルを形成しており、重量、拡張性、詳細について厄介な質問を受けることに慣れています。図面または仕様書をお送りいただければ、何を使用するか、そしてその理由を正直にお伝えします。