حماية ألواح الأسقف المعدنية في الطقس البارد

ما هي الأسقف المعدنية في المباني الخرسانية؟

من الحقائق الراسخة أن المباني المعدنية قوية ومتينة وتعمل كخيار ممتاز للمناخات الباردة والثلجية. ومع ذلك، لضمان أقصى قدر من الاستفادة، يجب إجراء صيانة السقف وإزالة الجليد بانتظام. كما يتم أخذ عدد من العوامل في الاعتبار لتحسين الألواح المعدنية في مثل هذه الظروف.

على سبيل المثال، مطلوب تصميم مناسب في البداية لتجنّب مناطق الانجراف والبقع الباردة والنقاط الساخنة داخل نظام السقف لمنع الماء من التجمد والذوبان، ممّا يتسبب في تراكم الجليد.

بالإضافة إلى ذلك، يجب فحص الأسطح قبل بداية فصل الشتاء بحيث يمكن معالجة المشكلات الموجودة بالفعل مع السقف قبل أن تصبح شديدة عندما يتراكم الثلج والجليد على السطح.

على الرغم من أن الأسطح المعدنية المصممة بشكل صحيح لها تاريخ من الأداء الجيد في الشتاء، إلّا أن تساقط الثلوج بغزارة قد يكون ضارًا بالمباني من جميع الأنواع. ويمكن أن تشكل مثل هذه المواقف مخاطر خطيرة على الأشخاص الذين يعيشون ويعملون في هذه المباني وحولها.

كيف يتم حماية ألواح الأسقف المعدنية في الطقس البارد؟

تستكشف هذه المقالة أحوال الطقس والاعتبارات التي يمكن أن تؤثر على أداء الأسطحوالجدران المعدنية، وتدرس الخطوات الواجب اتخاذها للتخفيف من أي آثار سلبية محتملة في المناطق المعرضة للثلج والجليد.

1. توقع تحميل الثلج على الأسقف المعدنية:

في الأماكن التي تتساقط فيها الثلوج، يتراكم الثلج على جميع أنواع الأسطح، ممّا يؤدي إلى زيادة الوزن الذي يتحمله الهيكل. وهذا الوزن الزائد (حمل الثلج) يشكل خطراً على الهيكل وركابها. حيث إذا تجاوز وزن الثلج أو مياه البرك من الثلج الذائب قدرة التحمل للهيكل، فإنّه يجعل السقف أو حتى الهيكل بأكمله عرضة للانهيار.

من وجهة نظر تصميم الهندسة الإنشائية، يجب أن يأخذ السقف المعدني بعين الاعتبار المستويات المحددة المطلوبة من الكود لتراكم الثلوج في موقع المبنى. حيث يتراوح هذا من (4.5-9) كجم لكل قدم مربع (psf) إلى أكثر من 18 كجم لكل قدم مربع. يمكن للمهندس تصميم هيكل السقف لتحديد الأحمال التي تعمل على السطح بناءً على حِمل الثلج.

بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أن كمية الثلج لا يمكن ترجمتها بسهولة بسبب الاختلافات في كثافة الثلج (أيّ، خفيف ورقيق مقابل رطب وثقيل). لذلك، يمكن اعتبار ما يقل عن 2.2 كجم لكل قدم مربع لكل بوصة من العمق للثلوج شديدة الرطوبة أو الكثيفة تقديرًا متحفظًا.

إذا كان السقف مصممًا لاستيعاب حمولة ثلجية تبلغ 9 كجم لكل قدم مربع، فإنّ أي تراكم يزيد عن 4 إلى 5 بوصات يمكن أن يكون سببًا للقلق الهيكلي. ويمكن للمهندس الإنشائي تحديد القدرة الاستيعابية للمبنى ونطاق معقول من كثافة الثلج ووزنه.

2. منع انزلاق الثلج على الأسقف المعدنية:

قد يَنزلق الثلج المتراكم على منحدر السقف (تساقط) ويسبب إصابات للأشخاص وإلحاق أضرار بالممتلكات. ومع ذلك، فإنّ تساقط الثلوج ضروري لمنع تراكم الثلج خارج الحدود الهيكلية للمبنى. كما يُعد موازنة حمل الثلج وتساقطه أمرًا ضروريًا ويتطلب مراعاة العوامل الجغرافية ومواد البناء وتصميم السقف.

يمكن أن تحدث خطوة السقف فرقًا كبيرًا في جميع جوانب تراكم الثلوج على السطح. ويمكن لسقوف المنحدرات العالية، أيّ أكبر من 3 إلى 12، تسريع انزلاق الثلج مع عواقب وخيمة. على سبيل المثال، يمكن للثلج المتراكم المتساقط على خط غاز خارجي أن يؤدي إلى تمزق الأنابيب ، والذي يمكن أن يكون خطر الحريق.

أيضًا، يمكن لوزن الثلج المنزلق دفع أي رقاقات ثلجية تتشكل على الأفاريز بفعل قوة ووزن الثلج المنزلق لتسقط على الأشخاص والممتلكات أدناه. ومن ناحية أخرى، توفر الأسطح ذات المنحدرات المنخفضة (أقل من 3 إلى 12) مقاومة أقل للانزلاق بسبب كميات الاحتكاك المنخفضة.

على الرغم من أنه قد يبدو إجراءً معقدًا، إلّا أنه يوصى بتركيب الألواح المعدنية المزودة بأجهزة للاحتفاظ بالثلوج على سطح مائل بشدة. حيث سيؤدي ذلك بشكل طبيعي إلى تساقط الثلوج والجليد من الأسطح وحماية الهيكل من أحمال الثلج الزائدة.

3. منع السدود الجليدية على الأسقف المعدنية:

السدود الجليدية هي نتوءات من الجليد تتشكل عند حافة السطح. فهي تمنع ذوبان الجليد من التصريف عن السطح، ممّا يؤدي إلى أضرار باهظة في الهياكل. ومن أجل منع تكون السدود الجليدية، من الضروري فهم أسبابها حتى يمكن اتخاذ الخطوات المناسبة.

تتشكل معظم السدود الجليدية نتيجة لعيوب بناء الحاجز الهوائي. وَعندما يتسرب الهواء الدافئ من الداخل عبر الأسطح، يتم تسخين غلاف السقف. كما يؤدي هذا الارتفاع في درجة الحرارة إلى ذوبان الجانب السفلي من طبقة الثلج الموجودة في الأعلى.

يتحرك الثلج الذائب أسفل منحدر السقف نحو الأفاريز ويتجمد في الجليد. ومع استمرار هذه العملية، يزداد سُمك الجليد ويأخذ شكل سدود جليدية تحبس المياه، والتي يمكن أن تنتقل إلى طبقات بين الألواح وحول اللمعان. كما يمكن أن تتسبب هذه العوائق في تراكم الماء وتشكيل خزان.

يمكن أن يؤدي هذا إلى إتلاف نظام السقف أو التسرب بسبب الثلج الزائد وتراكم الجليد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام غشاء التقشير والعصا على سطح السطح، ويمتد من الإفريز إلى حوالي 3 أقدام من المنحدر من الجدار الخارجي.

يمكن أن تساعد الخطوات الوقائية، مثل تأطير السقف بدعامات الكعب المرتفعة، في منع السدود الجليدية. حيث يُعد تجنب إدراج الوديان والمزاريب الموجودة على مستوى السطح أو فوقه أمرًا مثاليًا. كما يجب أن تكون هذه أولوية عند تصميم وتركيب وصيانة السقف المعدني.

4. استخدام أنظمة الاستبقاء في الأسقف المعدنية:

يمكن لأنظمة الاحتفاظ مثل أسوار الثلج أو القضبان أو الحراس، أن تجعل الثلج والجليد يذوبان تمامًا أو يسقطان من الأسطح بكميات صغيرة. كما يمكن أن تقلل هذه الخيارات من المخاطر المرتبطة بالانهيارات الثلجية المفاجئة على الأسطح. ومن الضروري أن يتم تصميم أنظمة احتجاز الثلج بعناية وتركيبها بشكل صحيح.

5. حماية ملحقات السقف المعدني:

قوة انزلاق الثلج قوية بما يكفي لخلع المرفقات مثل فتحات العادم. ولمنع هذا، يجب تقليل حمل القص عن طريق تركيب أنابيب تهوية صلبة على ارتفاع منحدر السقف قدر الإمكان. خلاف ذلك، يجب حماية الأنابيب بنظام احتجاز الثلج.

6. إزالة الثلج بشكل صحيح عن الأسقف المعدنية:

قد يكون تراكم الثلج على السطح خطيرًا على مستويات الأمان للأحمال. لذلك، يجب إزالة الثلج الراكد بعد عاصفة شتوية للتأكد من أن الأحمال في مستويات أكثر أمانًا. كما أنه أكثر أهمية بشكل خاص للمنازل القديمة حيث يمكن أن يؤدي العزل السيئ في العلية إلى تشكيل سدود جليدية.

ومع ذلك، يجب توخي الحذر عند إزالة الجليد، أيّ باستخدام الأدوات المعدنية أو الحادة، لأن ذلك قد يتسبب في أضرار جسيمة للسقف المعدني. كما ينصح الخبراء بضرورة إزالة الثلج الزائد فقط مع ترك طبقة أرق على السطح لتذوب وتتشتت من تلقاء نفسها.

اعتبارات إضافية لحماية ألواح الأسقف المعدنية:

1. مادة السقف ولون السطح المعدني:

يمكن للأسطح المعدنية أن تمتص الحرارة بسرعة وبشكل فعال. كما يمكن أن تعزز الألوان الداكنة تأثير امتصاص الطاقة الشمسية. ولكن يصبح من الصعب على الثلج أن يظل صلبًا عندما يتحد ضوء الأشعة فوق البنفسجية مع فقدان الحرارة عبر السقف.

لذلك، لمنع سد الجليد، يجب أن يكون نظام السقف محكم الإغلاق ومعزول بشكل صحيح. خلاف ذلك، يمكن أن يؤدي إلى سد الجليد ، والذوبان المستمر للثلج وإعادة تجميده يمكن أن يشكل طبقات جليدية تعزز انزلاق الثلج بغض النظر عن مادة السقف أو اللون.

2. مقاومة الماء في ألواح الأسقف المعدنية:

يجب أن تحتوي الأسطح ذات المنحدرات المنخفضة على طبقات ألواح مانعة لتسرب الماء لمنع تسرب الماء (الثلج الذائب) إلى الهيكل. كما ينبغي النظر في استخدام الألواح التي اجتازت اختبار رأس الماء ويجب مراعاة الطبقة السفلية المقاومة للماء لجميع منحدرات الأسطح.

3. تخطيط السقف المعدني:

يمكن أن تتسبب تصميمات الأسقف مثل الوديان وتغيرات المنحدرات في تراكم الثلج وزيادة حمل الثلج. ويكون هيكل السقف عرضة للثلج المنزلق غير المتوازن إذا امتدت نوافذ ناتئة من مساحة سقف كبيرة وإذا كانت إحدى المناطق أكبر بكثير من الأخرى.

يمكن أن يتسبب هذا الخلل في تمزق اللحامات الدائمة وتزيح الألواح. أيضًا، يمكن أن يظل الثلج المنجرف خلف وحدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، عند الجدران المحيطة، وخلف الألواح الشمسية والضوئية (PV).

4. صيانة السقف المعدني:

في المناطق التي تشهد تساقطًا كثيفًا للثلوج، من الأهمية بمكان إجراء أعمال الفحص والصيانة الدورية للسقف. حيث تعتبر إزالة الجليد الراكد ومنع تكون السدود الجليدية أمرًا بالغ الأهمية في تجنب تلف الألواح المعدنية.