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Sep 13, 2023

L'essor de la toiture métallique

Synopsis : Les toitures métalliques gagnent en popularité en raison de l'élargissement de la gamme de

Synopsis: Les toitures métalliques sont de plus en plus populaires en raison d'une gamme élargie de styles disponibles et d'une durée de vie plus longue. L'écrivain contributeur Scott Gibson se penche sur toutes les différentes options de toiture en métal, des matériaux aux détails d'installation. L'article comprend des explications sur les normes d'évaluation des toitures métalliques, ainsi que des descriptions et des prix pour une variété de produits de toiture, des panneaux modulaires conçus pour ressembler à des bardeaux, des bardeaux et des tuiles aux panneaux classiques à joint debout ou à fixation traversante.

Toiture métallique a une longue histoire aux États-Unis, mais jusqu'à il y a 20 ans, c'était un petit acteur de la construction résidentielle, avec seulement 3,6 % du marché de la réfection de toitures. Ce nombre a à peu près quadruplé depuis lors, selon un groupe de commerce de l'industrie.

Ce qui s'est passé? La toiture en métal est maintenant disponible dans une gamme de styles, du joint debout à une variété de bardeaux métalliques estampés qui ressemblent à de l'ardoise, des tuiles en terre cuite et même de l'asphalte. Les revêtements de peinture et de pierre sont plus sophistiqués et durables, donnant aux toitures métalliques une longue durée de vie tout en attirant les propriétaires avec une variété de préférences esthétiques.

L'industrie travaille également plus fort pour convaincre les consommateurs qui pensaient autrefois que les toitures métalliques étaient trop chaudes, trop lourdes, bruyantes ou sujettes à la rouille, a déclaré Dick Bus, président d'ATAS International et chef duAlliance des Toitures Métalliques. "Ces mythes ont disparu, et les gens veulent refaire la toiture avec quelque chose qui a une certaine permanence", a-t-il déclaré. La toiture en métal peut ne jamais rattraper l'asphalte dans le domaine résidentiel simplement à cause du choc de l'autocollant. Un toit à joints debout ou en tuiles métalliques peut coûter deux ou trois fois le coût initial de l'asphalte. Mais sa longévité, sa recyclabilité, sa haute résistance au feu et son faible entretien ont accru son acceptation.

L'acier et l'aluminium sont les deux métaux les plus courants et les moins chers utilisés pour les toitures résidentielles. "Sur environ 80 % de toutes les maisons, l'un ou l'autre des métaux fonctionnera très bien", déclare Todd Miller, président deIsaïe Industries , un fabricant d'une large gamme de produits de toiture en métal. "Sur les 20% restants, cela a tendance à être déterminé par le climat dans cette région."

La faiblesse de l'acier est son potentiel de rouille. Une façon de l'éviter est de le galvaniser en ajoutant une couche de zinc à la surface avant de peindre. La quantité de zinc est essentielle. Selon Ken Gieseke, vice-président du marketing chezMcElroy Métal , un fabricant basé en Louisiane. Galvalume est une autre option largement considérée comme la meilleure. Dans ce processus, l'acier nu est recouvert d'un alliage de zinc et d'aluminium (généralement, ce revêtement est appelé alliage AL-Zn) avant d'être peint ou recouvert d'un revêtement transparent. Le traitement est particulièrement utile dans des conditions météorologiques difficiles. McElroy cite une comparaison côte à côte dans laquelle les panneaux revêtus de Galvalume étaient deux à quatre fois plus durables que l'acier galvanisé après 23 ans d'exposition aux intempéries.

Bus préfère l'aluminium comme métal de base à l'acier (sa société fabrique les deux types). Dans les environnements "agressifs" - le long de la côte ou dans les régions où les pluies sont très acides - l'aluminium est moins susceptible de se corroder, et si la surface est rayée, le panneau ne rouillera pas. L'aluminium est légèrement plus cher, 7 % de plus que la toiture en acier qui sort de son usine.

Il existe plusieurs autres choix, tous plus chers mais aussi extrêmement durables. Le plus connu est probablement le cuivre, avec des coûts d'installation d'environ 2 000 $ par 100 pieds carrés.

Le zinc est une autre option avec une durée de vie extrêmement longue - des centaines d'années, selon Bus - mais il n'a jamais été aussi populaire que le cuivre aux États-Unis. L'épaisseur du métal varie d'environ 0,014 po à 0,05 po, selon le profil et le type. de métal. Les fabricants peuvent utiliser la jauge du métal comme mesure - plus le nombre est bas, plus le matériau est épais.

La toiture est confrontée à une variété de défis environnementaux, mais la grêle, les vents violents et les incendies de forêt sont certainement parmi les tests les plus difficiles. Pour un aperçu des différentes normes d'évaluation des toitures, je me suis tourné vers Stephen Knight, ingénieur professionnel et directeur de l'ingénierie chez McElroy Metal.

Grêle

Le test standard de résistance aux dommages causés par la grêle est UL 2218. Des billes d'acier de quatre diamètres différents sont lâchées depuis des hauteurs de plus en plus grandes pour simuler une tempête de grêle. Un échantillon de toiture échoue s'il y a une déchirure, un fendillement ou une fracture de la surface. La classe 4 est la meilleure cote, ce qui signifie que le toit peut résister à un 2-in. balle tombée de 20 pieds.

Incendies

La résistance au feu est déterminée par la norme UL 790. Cela comprend trois parties : l'application d'une flamme intermittente, un test de propagation de la flamme avec une flamme continue et un test de marque, conçu pour tester la réaction d'un toit lorsqu'une braise ou une branche enflammée tombe dessus. il. La classe A est la cote la plus élevée, "efficace contre l'exposition aux tests de feu sévères".

Vents forts

Il existe plusieurs tests standard pour le vent. Une question majeure à laquelle il faut répondre est la suivante : à quelle pression du vent (et non à quelle vitesse) la toiture s'envolera-t-elle ? Les résultats sont décrits en soulèvement dû au vent en livres par pied carré (psf). Par exemple, lorsque les spécifications indiquent le soulèvement dû au vent dans la classe 90 (UL 580), cela signifie que le toit résistera à un soulèvement de 90 lb/pi². Les pressions de soulèvement à une vitesse de vent donnée sont affectées par un certain nombre de facteurs, notamment la configuration du toit, la hauteur du bâtiment et toutes les ouvertures dans le bâtiment. Les calculs sont complexes, mais de nombreux fabricants proposent des services d'ingénierie gratuits pour aider à la conception. Un espacement plus serré des fixations, des profils de panneaux plus étroits et l'utilisation de panneaux à couture mécanique augmentent tous la résistance au vent.

Les substrats de toiture en acier et en aluminium traités reçoivent également une couche de finition. La finition la plus durable est le fluorure de polyvinylidène (PVDF); deux des marques les plus populaires sont Kynar 500 et Hylar 5000. Ces revêtements résistent bien mieux à la décoloration et au farinage que les finitions en polyester modifié au silicone (SMP) et en polyester. Ils sont également plus chers. Lors d'un travail de réfection de toiture résidentielle typique, le Kynar 500 peut ajouter quelques centaines de dollars au coût, mais les surfaces SMP peuvent commencer à s'estomper en moins de 10 ans.

"La technologie est réelle", déclare Gieseke à propos des revêtements PVDF. "Ce n'est pas un gadget marketing. C'est vraiment le système le plus performant qui soit."

L'acier revêtu de pierre est une autre option de finition proposée par certains fabricants. Dans un processus qui, selon Boral, a été développé dans les années 1950, les carreaux commencent avec de l'acier protégé par Galvalume, suivi d'un apprêt acrylique, puis d'un liant de résine acrylique auquel les granules de céramique sont liés. Les granulés apportent couleur et résistance aux UV.

Alors que la toiture revêtue de pierre peut être aussi durable que tout autre type de toiture métallique, Renee Ramey, directrice exécutive de la Metal Roofing Alliance, suggère aux acheteurs de discuter des spécifications du produit avec leurs installateurs. "Les États-Unis connaissent un problème d'importation de produits de qualité inférieure", a déclaré Ramey. Traiter avec des fabricants membres de la MRA est un moyen d'éviter un problème avec des métaux de base et des revêtements de qualité inférieure qui peuvent raccourcir la durée de vie du produit.

Les surfaces revêtues de peinture et de pierre peuvent être conçues de manière à refléter la chaleur du soleil pour des toits plus frais et des charges de refroidissement réduites. Le Cool Roof Rating Council décrit un toit frais comme un toit qui réfléchit l'énergie solaire qui frappe la surface (réflectance solaire) et émet de la chaleur qui est absorbée (émittance thermique). Ces propriétés sont mesurées et décrites par un nombre entre 0 et 1 - plus le nombre est élevé, plus le toit est frais. En général, les toits blancs et de couleur claire refléteront plus d'énergie solaire que les toits noirs ou de couleur anthracite, mais des teintes encore plus foncées sont désormais disponibles avec des revêtements de toit froids. (Pour un répertoire de produits, consultez le site Web du Cool Roof Rating Council.)

Bien que les toitures métalliques puissent être fabriquées à partir de zinc, d'acier inoxydable et même de cuivre recouvert de plomb, l'acier, l'aluminium et (dans une moindre mesure) le cuivre naturel dominent le marché. L'acier et l'aluminium sont généralement peints, il peut donc être difficile de faire la différence entre les deux après l'installation. Le cuivre n'est pas revêtu et devient vert avec l'âge.

L'acier est le matériau de toiture métallique le plus solide et est souvent utilisé dans les bâtiments commerciaux avec de longues portées entre les éléments structurels pour cette raison. Il est disponible en panneaux à fixation traversante, à joints debout et modulaires, et proposé dans des styles pour imiter les bardeaux de fente, les bardeaux et les carreaux.

La toiture en aluminium est peinte avec des revêtements haute performance pour résister davantage à la corrosion. Il est disponible en panneaux modulaires et à joint debout, et moins souvent en panneaux à fixation traversante. Comme l'acier, les panneaux sont disponibles dans des styles pour imiter les bardeaux, les bardeaux et les carreaux.

Le cuivre est installé sur les toits depuis des siècles ; les toitures en cuivre d'aujourd'hui sont disponibles en panneaux à joints debout et modulaires. La couleur vert-de-gris inégale est difficile à reproduire avec des revêtements, mais la toiture en cuivre peut laisser des taches vertes sur les parements et les plats.

Le type de toiture métallique le plus élémentaire est constitué de panneaux galvanisés ondulés d'environ 3 pieds de large qui vont de l'avant-toit au faîte. Ils sont fixés au platelage du toit (ou au cerclage) avec des vis qui restent exposées lorsque le toit est installé. Les joints ou les rondelles entre la tête de vis et le panneau sont conçus pour empêcher l'eau de pénétrer. Ces panneaux de toiture « à fixation traversante » se montent rapidement, notamment sur un simple toit à pignon.

La toiture à joint debout (ou à fixation dissimulée) se compose d'un certain nombre de panneaux individuels dont les joints sont reliés soit par un profil de verrouillage à encliquetage, soit mécaniquement avec un outil de sertissage spécial que les installateurs emportent avec eux sur le toit. Un toit à joint serti est étanche sur les toits avec des pentes aussi faibles que 1 sur 12, mais lorsque la pente du toit augmente à 3 sur 12 ou plus, les panneaux à encliquetage empêcheront également l'eau d'entrer, dit Bus. . La résistance au vent est une autre considération.

Les panneaux à joints debout représentent une amélioration des performances par rapport aux toits à fixation traversante, ainsi qu'une augmentation des coûts. Bus estime que ces toits à fixations dissimulées coûtent généralement entre 8 $ et 9 $ par pied carré installé (rappelez-vous que la géométrie du toit, les taux de main-d'œuvre locaux, les profils de toiture et les choix de métal et de finition affectent tous le prix). Les panneaux de toiture à fixations dissimulées sont disponibles dans une large gamme de profils et de couleurs.

Enfin, il existe des bardeaux de toiture en métal (également appelés "panneaux modulaires"), une catégorie diversifiée qui comprend des produits fabriqués pour ressembler à des tuiles en terre cuite, des bardeaux de bois, de l'ardoise et même de l'asphalte. "Asphalte?" vous pourriez demander. Cette conception est destinée aux propriétaires qui ne peuvent peut-être pas obtenir l'accord d'une association de propriétaires pour un toit en métal, ou à ceux qui ne veulent pas secouer le bateau dans un quartier plein de toits en asphalte. Comme les autres formes de toitures métalliques, les bardeaux ont une très longue durée de vie et des cotes de grêle et de feu élevées.

La toiture métallique est disponible dans une large gamme de couleurs, de textures et de profils. Il existe trois types de panneaux de base : à joint debout (attache dissimulée), à ​​fixation traversante (attache apparente) et modulaire (style bardeau). Les métaux autres que l'aluminium et l'acier sont principalement disponibles sous forme de toits à joints debout et modulaires. Le type de métal, le profil, les taux de main-d'œuvre locaux et la complexité du toit affectent tous les coûts.

Les panneaux à fixation traversante sont l'option de toiture métallique la moins chère et ils s'installent rapidement, en particulier sur les conceptions de toit simples. Suivez les instructions du fabricant sur le placement des vis (cela varie) pour assurer la couverture de la garantie.

Les feuilles larges accélèrent l'installation et réduisent les coûts de main-d'œuvre

Inconvénients Certains panneaux sont très fins ; potentiel de fuites autour des fixations

Coût À partir d'environ 5 $ par pied carré installé

Les panneaux de bardeaux sont installés sur un revêtement solide ou des lattes de bois. Les instructions d'installation sont spécifiques au produit et doivent être suivies attentivement pour assurer une durabilité et une étanchéité à long terme.

Large gamme de couleurs et de textures ; les sosies d'asphalte peuvent suffire à convaincre les associations de propriétaires et les voisins

Coûts de main-d'œuvre plus élevés que les panneaux à joints debout ou à fixations apparentes

Coût de 9 $ à 20 $ par pied carré installé

Les panneaux à joints debout peuvent être installés sur un revêtement solide ou en sautoir (le revêtement en sautoir nécessite un panneau plus épais). L'installation est souvent plus rapide que les panneaux modulaires, mais plus lente que les panneaux à fixation traversante, car les panneaux à joint debout sont généralement plus étroits.

Choix abondants pour le type de métal, le profil du panneau et la finition

Inconvénients Plus cher que les panneaux à fixation traversante.

Coût de 8 $ à 9 $ par pied carré installé (selon le métal, le profil du toit et les taux de main-d'œuvre locaux), mais peut coûter 20 $ par pied carré pour le cuivre et encore plus pour le zinc

Un toit métallique est plus cher que l'asphalte, mais les architectes et designers que j'ai contactés préfèrent le métal à l'asphalte et aux autres options de toiture. Ils citent un certain nombre de raisons : contenu recyclé élevé, durabilité et compatibilité avec les panneaux solaires sur les toits. Typique des réponses était celle d'Ann Edminster, une architecte basée en Californie et consultante en construction écologique. "Il est extrêmement durable et, bien sûr, contient généralement du contenu recyclé, et il est recyclable à l'infini", a-t-elle déclaré. "Les finitions sur le métal ont tendance à être plutôt bénignes et durables. C'est intrinsèquement réfléchissant ; le métal vient comme ça. L'eau qui en sort est propre parce qu'elle n'est pas chargée d'hydrocarbures volatils et de choses comme ça.

"Il est très riche en carbone incarné", ajoute-t-elle, "mais il en va de même pour toutes les toitures. Et c'est donc essentiellement un concours entre d'autres attributs et le métal. Le métal s'empile mieux sur tous ces attributs."

Une dernière remarque de Miller : ne minimisez pas le rôle de l'installateur. Avec une main-d'œuvre qualifiée de plus en plus difficile à trouver, il est plus important que jamais de trouver un installateur qui sait ce qu'il fait. Miller suggère de contacter le fabricant de la toiture que vous avez sélectionnée et de demander les noms d'installateurs expérimentés dans votre région. "Une installation correcte est plus importante que le produit", dit-il.

Installation d'un toit métallique à joints debout Snap-Lock– Les panneaux et les solins fabriqués en usine vont de pair sans outils spécialisés ni sous-traitants.

Une toiture métallique à fixation traversante est-elle une bonne idée ?

Une maison complètement enveloppée dans une toiture et un revêtement en métal- La toiture et le revêtement en métal à joints debout de Bridger Steel créent des lignes épurées pour un extérieur moderne

De FineHomebuilding # 289

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Article fantastique. Cela m'a fait regarder de près le joint debout en zinc. Merci Scott !