Для любой конструкции ключевым фактором является прочный фундамент. Независимо от того, является ли этот фундамент основанием здания или изоляцией под кровельной системой, фундамент закладывает основу. При проектировании кровельной системы с малым уклоном на подложке менее ¼:12 правильно спроектированная коническая изоляционная система становится основой прочной кровельной системы, обеспечивающей долговременную защиту.

Учитывая, что большинство коммерческих зданий имеют пологие крыши, неудивительно, что 40% всех проблем, связанных со зданием, связаны с проникновением воды. Целью систем изоляции конической кровли является устранение скопления / стоячей воды на мембране, когда настил крыши не обеспечивает надлежащего уклона. Правильно спроектированная система изоляции конической кровли не только обеспечивает необходимое значение теплопроводности и поддержку кровельной системы, но и помогает продлить срок службы кровельной системы, поскольку обеспечивает необходимый дренаж. 1 Вода в пруду может создать огромную нагрузку на крышу здания, при этом большинство гарантий аннулируются в районах, где вода в пруду существует более 48 часов.

Чтобы рассказать о преимуществах и компонентах конических изоляционных систем, в этой статье будут рассмотрены:

• строительные нормы и правила в отношении положительного водостока и уклона крыши;
• конструктивных элементов, которые необходимо учитывать в конических изоляционных системах;
• два наиболее распространенных типа конических изоляционных систем;
• Роль, которую играют сверчки
• достижение значений R; и
• опасности стоимостного инжиниринга

Строительные нормы и правила

Одна из первых вещей, которую следует учитывать при изучении возможностей использования конических изоляционных систем, — это требования строительных норм и правил.Требования Международного строительного кодекса к кровельным покрытиям с малым уклоном в новом строительстве гласят, что все системы мембранных кровельных покрытий, кроме кровель из каменноугольной смолы, должны иметь расчетный уклон не менее ¼:12. Когда речь идет о замене кровли, отклонения от этого требования могут быть приемлемыми, если присутствует положительный дренаж. Ключом к этому исключению является положительный дренаж. Поскольку на крышах с уклоном менее ¼:12 трудно добиться положительного дренажа, настоятельно рекомендуется придерживаться требований строительных норм и правил, чтобы избежать возможных проблем с запрудой воды.

Как правило, коническая изоляция является наиболее экономичным методом обеспечения положительного дренажа при замене коммерческих крыш с малым уклоном. Тем не менее, конический легкий изоляционный бетон следует рассматривать как альтернативу конической изоляции, поскольку он может быть более эффективным из-за конфигурации, деталей и местоположения крыши. В новом строительстве может быть дешевле наклон конструкции для достижения необходимого дренажа.

Вопросы дизайна

Как и в случае с любым продуктом или системой, правильное проектирование и установка конических изоляционных систем напрямую связаны с их характеристиками. Без этого общая эффективность системы может быть поставлена ​​под угрозу. При проектировании конической системы изоляции скорее всего будет использоваться полиизоциануратная изоляция. Это жесткая изоляция из пенопласта, используемая в большинстве конструкций коммерческих крыш с малым уклоном. Изоляция из полиизоцианурата совместима практически со всеми кровельными мембранами, а также с различными композитными материалами и, среди прочих преимуществ, обеспечивает превосходные значения теплопроводности.2

Конические полиизопанельные панели изготавливаются стандартных размеров 4 на 4 фута с минимальной толщиной ½ дюйма по нижнему краю и максимальной толщиной 4 дюйма для одной плиты.Плоская подложка из полиизола, часто называемая плоским наполнителем, используется под продолжающимися повторяющимися конусообразными панелями.

Как указывалось ранее, в соответствии с Международными строительными нормами и правилами требуется уклон ¼ дюйма на фут. Тем не менее, доступны и приемлемы различные стандартные (⅛” и ½” на фут) и специальные уклоны (1/16″ и ⅜” на фут) в зависимости от полевых условий и параметров здания. Различные степени наклона могут быть необходимы для устранения или преодоления отклонений в существующем настиле крыши или обратных уклонов в существующем настиле крыши.

В дополнение к размерам панелей и требуемому уклону необходимо учитывать существующие компоненты на крыше, такие как бордюры, ребра, отливы через стены, а также внутренние и внешние места слива, компенсационные швы и высоту парапетных стен. на начальном этапе проектирования. Например, площадь крыши, имеющая расстояние 50 футов от края крыши до водостока с конической изоляцией с уклоном ¼ дюйма на фут и минимум 2 дюйма у водостока, будет иметь толщину 14½ дюймов на краю крыши.Эту толщину необходимо учитывать при работе с гвоздями по дереву при разработке деталей края крыши, а также при определении высоты отливов стен и бордюров.

Двухсторонняя и четырехсторонняя системы

Существует множество способов проектирования конической изоляционной системы, но наиболее часто используемыми конструкциями являются двухсторонние и четырехсторонние конические системы. Специалисты отрасли рекомендуют использовать четырехходовую систему (рис. 1) как наиболее эффективный способ отвода воды с крыши. Предполагая, что у вас есть квадрат, а слив находится в центре этого квадрата, четырехходовая система предназначена для стока вниз от края периметра со всех четырех сторон под углом 45 °.

Двусторонняя коническая система (Рис. 2) имеет более прямоугольную форму, две самые длинные стороны которой наклонены к водосточному желобу. Теоретически поверхность плоская. Таким образом, коническая изоляция начинается на абсолютно ровной поверхности с нижней точкой, которая находится на дренажной линии. Уклон идет от этой точки к высокой точке либо по периметру крыши, либо в точке между двумя водосточными линиями. После создания основного уклона устанавливаются сверчки как между сливами, так и между торцом здания и водостоком для направления воды к водовыпускам.

В идеале, коническая система, двусторонняя или четырехходовая, в сочетании со сливами устранит любые проблемы с скоплением воды. Чтобы вода не скапливалась в канализации, важно убедиться, что стоки правильно собраны, чтобы создать импульс для воды, стекающей в канализацию. Согласно NRCA, стоки должны быть расположены в квадратных, постепенно сужающихся отстойниках, сформированных в изоляции, чтобы облегчить локальный дренаж. Типичный внутренний водосточный узел занимает площадь примерно 4 фута на 4 фута с коническим уклоном ½ дюйма на фут.Как правило, если изоляция имеет толщину 2 дюйма или менее, достаточно 4 фута на 4 фута. Если толщина изоляции достигает 3 дюймов или больше, 8 футов на 8 футов создают более плавный уклон, сохраняя при этом необходимый импульс.

Хотя настоятельно рекомендуется использовать систему с четырехсторонним конусом, есть веские причины рассмотреть возможность установки системы с двусторонним конусом при определенных условиях (рис. 2). По данным Ассоциации производителей полиизоциануратной изоляции (PIMA), некоторые исключения включают:

• Сложность существующих мест слива
• Несколько сливов в нижней точке
• Стоимость
• Ограничения высокой точки
• Места проникновения на крышу

Сверчки: дополнительное применение

Сверчки — это вторичное применение конической изоляции, используемой для отвода воды с бордюров крыш, ендов и низких точек в водостоки и шпигаты. Сверчки (рис. 3) чаще всего используются в сочетании с двусторонними коническими системами в нижних точках конической системы. Обычно они имеют ромбовидную или треугольную форму и наклонены вверх от места слива, шпигата или водостока, чтобы вода не оставалась в нижних точках, а также помогали направлять воду вокруг механических узлов на крыше.

При проектировании сверчка необходимо спроектировать два элемента — наклон и конфигурацию сверчка. Общее правило для проектирования достаточного уклона в сверчках состоит в том, что его уклон должен быть в два раза больше уклона прилегающего поля крыши. Как правило, это предотвратит скопление воды на поверхности сверчка. Можно ожидать наличия некоторого количества остаточной воды, но она должна рассеяться в течение 48 часов.3

При проектировании конфигурации сверчка NRCA рекомендует проектировщикам учитывать важность геометрии сверчка и уклона долины и предоставлять рекомендации, приведенные в таблице 1.

Значение R

Когда дело доходит до коэффициента теплопередачи, профессиональные дизайнеры могут указать требуемое тепловое сопротивление крыши различными способами. Например, в одной спецификации может потребоваться минимальное значение R, а в другой может потребоваться среднее значение R по всей крыше. Судя по всему, код требует минимальной толщины, исходя из требований энергоэффективности. Однако обычно используется среднее значение R из-за физических ограничений уклона, длины крепежа и высоты оклада, а также общей заботы о бюджете.

Следует отметить одно важное изменение: PIMA недавно обновила свою сертифицированную QualityMark программу R-value, включив в нее новый метод испытаний для определения долговременного термического сопротивления (LTTR) полиизоциануратной изоляции. В результате новые значения LTTR снизятся примерно на 7% по сравнению с текущими значениями. Минимальные значения R приведены в таблице 2.

Инжиниринг стоимости

Изоляция часто является одним из самых дорогих компонентов кровельной системы, что делает ее объектом оптимизации. Известный автор и эксперт по кровле Уэйн Тобиассон, возможно, подвел итог лучше всех. «Деньги, потраченные на скат крыши, — лучшая сделка в строительной отрасли».

В дополнение к потенциальным проблемам с дренажем, решение оценить стоимость конической системы изоляции может привести к нарушению строительных норм и правил и аннулированию гарантии производителя кровли, которая обычно требует положительного дренажа и, в частности, исключает участки с скоплением воды.

Обратите особое внимание на ширину сверчка или седла; признаком стоимостной инженерии является уменьшение веса сверчков или седел.Указанное значение R также требует тщательной оценки. Иногда предлагается минимальное значение R, в то время как в других случаях спецификация требует достижения среднего значения R. Дизайн системы, требующей минимального значения R 20, по сравнению с системой, требующей среднего значения R 20, будет сильно различаться, как и стоимость.

Каталожные номера

1. PIMA, Технический бюллетень по коническим изоляционным системам № 108, июль 2011 г. (http://c.ymcdn.com/sites/www.polyiso.org/resource/resmgr/technical_bulletins/tb108_jun30.pdf)
2. PIMA, Технический бюллетень по коническим изоляционным системам № 108, июль 2011 г. (http://c.ymcdn.com/sites/www.polyiso.org/resource/resmgr/technical_bulletins/tb108_jun30.pdf)
3. Professional Roofing, Still Water Runs Deep, июль 2012 г.

Комфорт является территориальным менеджером в The Garland Company, Inc. с почти 20-летним опытом работы в сфере коммерческих решений по гидроизоляции всей оболочки здания.Опыт инженера-строителя включает в себя оценку состояния существующих крыш и стен, оказание технической поддержки специалистам-проектировщикам, составление бюджета на восстановление, техническое обслуживание и замену кровли.

У вас есть комментарий? Поделитесь своими мыслями в разделе комментариев ниже. Или отправьте электронное письмо редактору по адресу [email protected].

Связанные статьи в Интернете

Справочник по настилу, часть 5: Проблемы с композитным настилом

Спросите любого, кто выбрал композитный настил, почему он выбрал искусственную древесину, и вы в подавляющем большинстве случаев получите один, два или все три ответа:

1. Композиты практически не требуют ухода,
2. Композиты более экологичны, чем древесина, а
3. Композитные материалы служат дольше, чем древесина.

Что-то из этого правда? Действительно ли композиты требуют меньше обслуживания? Они более экологичны? И действительно ли они служат дольше, чем деревянные настилы?

Плесень на композитном настиле

При нормальном использовании деки стирается защитное пластиковое покрытие, окружающее частицы древесины в композите, что делает их уязвимыми для плесени и грибка.

Древесина в своем естественном состоянии содержит химические вещества, которые борются с грибком.Но из древесной муки, используемой в композитах, удалены большинство или все эти защитные химические вещества, поэтому она очень уязвима для плесени и грибка.

Это композит Trex, но большинство композитных террасных материалов, не содержащих клеевой состав, в той или иной степени имеют эту проблему.

После более чем тридцатилетнего опыта работы с этими продуктами мы можем с уверенностью сказать, что эти убеждения «истинны», но ни одно из них не является полностью верным.

• Композитные материалы требуют почти такого же ухода, как и древесина, и разница быстро сокращается по мере того, как производители покрытий изобретают более прочные и долговечные герметики.

• Композиты ничуть не более экологичны, чем наиболее распространенная палубная древесина, и могут быть даже более вредными для окружающей среды из-за крайне неэкологичных нефтехимических веществ, используемых при их производстве.d
• Композиты не обязательно долговечнее дерева. При правильном уходе деревянные настилы служат около 20-30 лет, композитные настилы в хорошем состоянии примерно столько же.

Так как же возникли эти мифы? Производители композитов просто лгут нам?

Не совсем.(Ну, может быть, совсем немного.) Они были поддержаны производителями композитных материалов в бурные первые годы существования продукта, когда свободно разбрасывались заявлениями о «необслуживаемых» и «пожизненных колодах». Производители полагались на прогнозы о том, как должен вести себя материал, но не проводили долгосрочных исследований, чтобы подтвердить истинность утверждений.

Теперь, когда прошло немного времени и были проведены некоторые исследования, эти обширные заявления просто не выдерживают критики.Фактически, с 2004 года семь крупных производителей древесно-пластиковых композитов столкнулись с коллективными исками, связанными с множеством проблем с материалами, включая выцветание и изменение цвета, скользкие поверхности, усадку, вздутие, износ и массивное образование плесени; и некоторые из них были вытеснены из бизнеса из-за оптовых отказов их композитных настилов.

Имейте в виду, что все композитные материалы для настила, в том числе композиты, все еще в значительной степени экспериментальны.В отличие от дерева, с которым мы работаем около миллиона лет и характеристики которого нам хорошо известны, композиты — это новый и недостаточно изученный материал.

Ученые могут примерно представить, как конкретная химическая смесь из пластика, наполнителя и добавок будет реагировать на длительное воздействие элементов с течением времени, но без реальных испытаний на долгосрочное воздействие они никогда не знают наверняка. И ни один производитель не тестирует свой материал в течение 25 лет, прежде чем выпустить его на рынок.

Результатом стало множество неудач, и несколько крупных компаний по производству композитных настилов обанкротились или прекратили свой бизнес, некоторые из них после массовых отзывов дефектных и опасных композитных настилов и оптовых невыполнений их гарантий.

Тем не менее, даже после того, как утверждения о «бесплатной колоде» и «пожизненной колоде» были полностью опровергнуты исследованиями и опытом, мы все еще видим их широкое повторение даже теми, кто должен знать лучше.Еще в июле 2012 года интернет-издание Popular Mechanics сообщило, что

«Привлекательность композитного настила заключается в том, что он практически не требует обслуживания. Его никогда не нужно шлифовать, очищать, ремонтировать или окрашивать…»

Сами компании, производящие композитный настил, гораздо более осмотрительны. Никто сейчас не утверждает, что композитные настилы не требуют обслуживания. Самое большее, на что они могут рискнуть, это то, что их композитные настилы требуют «меньшего обслуживания», чем деревянные настилы.Компания Certainteed, например, допускает только то, что ее настил EverNew ^® 20 предлагает «атмосферостойкий дизайн, не требующий особого ухода…». Термин «атмосферостойкий» в переводе означает «если вы не запечатаете и не запачкаете его, он со временем станет серым и уродливым», что-то, что Certainteed вряд ли скажет прямо (отсюда и загадочное «погодоустойчивое»).

Однако розничные продавцы и подрядчики по настилу зачастую гораздо более расторопны. Home Depot, например, утверждает, что Trex Enhance «никогда не нуждается в окрашивании», хотя сама Trex не делает таких заявлений.

На самом деле ни одна палуба не требует обслуживания. Регулярная очистка и техническое обслуживание необходимы как для деревянных, так и для композитных настилов. Производители композитных материалов теперь признают, что не существует материалов для настила, не требующих обслуживания. Каждый материал для настила нуждается, по крайней мере, в периодической стирке. Плесень, плесень и грязь атакуют каждую палубу — пластиковую, металлическую, деревянную или композитную — с беспристрастным упорством, и о них необходимо регулярно заботиться. Все производители композитных материалов теперь рекомендуют график периодического обслуживания, специальные процедуры и даже продукты по торговой марке для очистки и ухода за своими композитными материалами.

Никогда не нуждается в герметизации?

Итак, остается вопрос: действительно ли композитные террасы требуют меньшего ухода, чем деревянные? Обязанности по обслуживанию, которые раздражают большинство владельцев террас и от которых они хотят избавиться, — это периодическая глубокая очистка, герметизация и окрашивание.

Многие домовладельцы считают, что премиальная стоимость композитных настилов определенно стоит того, если эти обременительные задачи могут быть устранены или значительно сокращены.Но действительно ли вы значительно сократите расходы на техническое обслуживание, если построите композитную палубу? Ответ иногда «да», но чаще «нет».

Тестирование воздействия Шервина-Уильямса

Вы можете поспорить, что любое заявление о том, что продукт особенно устойчив к гниению или порче, привлечет много внимания со стороны производителей красок. В конце концов, их основной задачей является защита вещей от гниения и порчи с помощью химических покрытий, таких как краски, лаки и герметики.

Вот некоторые результаты исследования Sherwin-Williams о том, что происходит с композитным настилом после 3 лет воздействия. Темно-серые и черные пятна — это плесень и грибок, растущие на досках. Каждый испытанный композит привел к небывалым урожаям плесени и грибка.

Фотографии рассказывают всю историю.

Trex ^® Natural™ новый и через 3 года.

ChoiceDek ^® новый и через 3 года.

CorrectDeck ^® новый и через 3 года.

Древесина палубы — это, по сути, необработанная древесина. Его можно обработать, чтобы замедлить гниение и уменьшить повреждение насекомыми, но при получении со склада пиломатериалов он не окрашивается и не запечатывается. Герметик наносится строителем палубы, и герметизация является частью цены строителя за его или ее труд по строительству палубы.

Композитный настил герметизируется на заводе и не нуждается в повторной герметизации при сборке настила.Герметизация является частью производства, и стоимость герметизации заложена в цене материала.

После герметизации деревянный настил необходимо периодически повторно герметизировать, чтобы сохранить его структурную целостность. Без герметизации срок службы большинства деревянных настилов составляет всего 10 лет.

Настил Capstock нельзя окрашивать

Хотя некоторые производители плёнок и пластиковых дек ^{Примечание 1} настаивают на том, что их продукция не выцветает, эмпирические данные свидетельствуют об обратном.Настил из кэпстока с пластиковой оберткой обычно выцветает медленнее, чем композитный настил без кэпстока, который обычно теряет весь свой цвет через три-пять лет, становясь тускло-серым, но со временем он выцветает.

Композитный настил без покрытия пористый и может окрашиваться. Террасные доски с пластиковым покрытием не могут. Пластик не пористый и не впитывает пятна. Как только настил капстока выцвел, вы должны жить с этим цветом.

В отличие от винилового сайдинга, который с некоторым успехом можно красить, декинг нельзя.По настилу ходят пешком, а это значит, что краска быстро сотрется.

На данный момент нет лекарства от выцветшей колоды и нет решения на горизонте.

1. Seven Trust, китайский производитель настилов с крышками, настаивает на том, чтобы их изделия из ПВХ не выцветали. Однако наши тесты пластиковых изделий показали заметное выцветание после трех лет воздействия окружающей среды на Среднем Западе Америки.

Настоящих «пожизненных» герметиков пока не существует.Они идут, но они еще не совсем здесь. Новый консервант для сосны, ACQ (четвертичный щелочной медь), в котором не используется мышьяк, не только безопаснее и долговечнее, но и лучше справляется с пятнами и герметиком. Благодаря новым многолетним герметикам и покрытиям ежегодная рутинная очистка и повторная герметизация остались в прошлом. Интервал повторной герметизации деревянных настилов теперь составляет каждые 3–7 лет. (См. Часть 6: Окрашивание, герметизация и уход за палубой.)

Композитные настилы не нуждаются в начальной герметизации, потому что пластиковое связующее в продукте также является герметиком материала.Вопрос в следующем: является ли связующее настолько прочным герметиком, что его хватит на весь срок службы палубы без замены?

Ответ, к сожалению, «нет». В конце концов, палуба должна быть повторно запечатана. Почему? Две причины:

• Ингибиторы ультрафиолетового излучения в связующем не являются постоянными . Еще никто не придумал ингибитор, который можно было бы использовать в композитной смеси, срок службы которой превышает несколько лет.Основная проблема заключается в том, что добавки, ингибирующие УФ-излучение, сами разрушаются под воздействием УФ-излучения и со временем теряют свою эффективность. Это основная причина, по которой составные колоды становятся серыми.
• Колоды ходят по . Ходьба по палубе в конечном итоге изнашивает пластик, который «запечатывает» частицы древесины, составляющие основную часть материала в композитной палубной доске. Пластик, используемый в большинстве композитных настилов, представляет собой полиэтилен (см. Связующие), мягкий и не очень прочный пластик.При обычном использовании он довольно быстро изнашивается. Как и более жесткие пластмассы, такие как ПВХ и полипропилен. Просто это займет немного больше времени. Таким образом, даже если заводское связующее создает идеальное уплотнение, а это невозможно, это совершенство вскоре подвергается риску при обычном использовании колоды.

Неудавшееся пластиковое уплотнение, которое больше не защищает наполнитель из древесного волокна, является основным недостатком настила из древесно-пластикового композита.

Просто невозможно уберечь пластик от износа или повреждения УФ-излучением.После того, как защитная пластиковая пленка исчезла. Частицы дерева в настиле подвергаются воздействию погодных условий, и начинают происходить всевозможные неприятные вещи.

Каждый раз, когда вы восстанавливаете свою деревянную террасу, она выглядит почти как новая. Таким образом, каждые пять лет или около того у вас появляется новая колода, которой можно наслаждаться.

Каждый раз, когда вы тщательно моете свою композитную деку, она выглядит чистой, но не новой. Любое затухание — а оно будет — все еще с вами.Итак, в итоге вы получаете чистую, но старую, выцветшую колоду.

Выцветшая композитная палуба повторно окрашивается красителем, разработанным для композитных палуб от Messmers, Inc. Производитель рекомендует повторное нанесение каждые два года, но обычно достаточно каждые 3-7 лет, если только ваша палуба не находится в действительно сложных условиях или с очень интенсивным движением.

Выцветание и обесцвечивание некоторых композитных настилов можно устранить, окрасив их специальной краской для композитных настилов.Но если вы окрашиваете свою колоду, вам придется периодически перекрашивать ее, чтобы она выглядела как новая, точно так же, как деревянную колоду. Таким образом, у вас есть выбор: выцветшая, старомодная, но чистая колода или рутинная работа и расходы на регулярное повторное окрашивание, чтобы она выглядела как новая.

Вероятно, первое, что заметит домовладелец, — это белые пятна на палубе. Это открытые частички древесины, выбеленные солнцем и дождем. Это верный признак того, что уплотнение деки повреждено.Открытые частицы не только создают неприглядные белые пятна, но и набухают при намокании, что со временем может привести к растрескиванию и разрушению настила.

Затем идет плесень. Древесина в своем естественном состоянии содержит химические вещества, которые борются с грибком. Если бы их не было в древесине, все деревья вскоре погибли бы от грибковых поражений. Некоторые виды настолько хорошо защищены своими внутренними химическими веществами, что практически невосприимчивы к плесени и грибкам – например, западный красный кедр.

Однако защита от плесени была удалена с древесной муки, используемой в композитных настилах, не намеренно, а как побочный продукт обработки.Как следствие, мука обеспечивает очень благоприятную среду для плесени и грибка, которые успешно пускают корни. После того, как хорошо закрепились в древесных частицах, плесень и грибок практически невозможно искоренить.

Компания Trex, крупнейший производитель композитного настила, неоднократно подвергалась судебному преследованию из-за чрезмерного образования плесени и грибка на его композитном настиле и была вынуждена выплатить большие суммы в качестве компенсации. Единственным надежным средством от этого состояния является профилактика – герметизация для восстановления барьера, который изолирует частицы древесины от элементов.Для этого нужны герметики.

Герметик, доступный для композитных настилов, не сильно отличается от того, что используется для деревянных настилов, поэтому, как только вы начнете герметизировать композитный настил, интервал герметизации будет примерно таким же: каждые 3–7 лет. Композитный настил без клея ничем не отличается от деревянного настила, когда речь идет о необходимости герметизации.

Никогда не нуждается в окрашивании?

Многие производители заявляют, что их композитный продукт никогда не «нуждается» в окрашивании.Ключевое слово в этой фразе — «потребности».

Яркий, четкий цвет композитного настила, который вы получаете на заводе, не будет тем цветом, который вы видите через год или даже через 3 месяца после установки. Все составные колоды исчезают. Палубы без капстока сильно выцветают и в конечном итоге выцветают до тускло-серого цвета, который мало чем отличается от цвета тусклой, выветрившейся древесины. Деки Capstock тоже тускнеют, но не так сильно и не так быстро.

«Кулинарные» композиты

Выдержка из статьи Крейга Уэбба
Pro Sales Magazine

Создание композитов и ПВХ часто сравнивают с приготовлением пищи, но многие повара подверглись бы серьезному испытанию, если бы попытались сварить на скорую руку палубную доску или кусок отделки.Это потому, что, в отличие от кухни, вы не можете рассчитывать на то, что ингредиенты будут одинаковыми изо дня в день.

Дерево и пластик обычно составляют примерно от 85% до 95% от общего веса ингредиентов. Большая часть древесины состоит из отходов заводов по производству напольных покрытий. И, кроме первичных чешуек ПВХ, весь пластик тоже имел предыдущую жизнь. Производители ДПК и ПВХ постоянно работают над тем, чтобы получить надежные потоки сырого продукта, но если древесная мука имеет другую смесь видов или партия переработанного пластика была тяжелее полиэтиленовой пленки низкой плотности, производителю может потребоваться скорректировать свою формулу.

Технологические проблемы не менее сложны. Последовательно и аккуратно выдавливать продукт — по сути, запихивать горячую рыхлую смесь пластика и дерева через отверстие особой формы — достаточно сложно. Коэкструзия — заливка сиропообразной пластиковой оболочки на внутреннюю сердцевину из древесно-пластикового композита таким образом, чтобы он склеивался именно там, где вы хотите, и с нужной толщиной — это дополнительная проблема, которую производители не чувствовали себя комфортно в коммерческих целях до тех пор, пока несколько лет назад.

Это не очень повторяемый процесс», — говорит Том Грамлич, главный операционный директор компании TimberTech, которая производит настилы, веранды, перила и отделку из композитных и ПВХ материалов. «Каждую ночь наш оператор сталкивается с другими обстоятельствами, чем накануне вечером. »

Скорость брака является хорошим показателем того, насколько это сложный бизнес. Производители говорят, что в масштабах всей отрасли примерно одна восьмая часть произведенного материала отбраковывается еще до того, как покинет завод.

Несомненно то, что производство WPC требует тщательного смешивания ингредиентов не только для повышения производительности, но и для контроля затрат. Одним из способов снижения затрат является уменьшение количества используемого материала. Это основная причина, по которой многие недорогие композитные настилы имеют плоскую форму только с одной стороны и зубчатые или рифленые с другой. Настил с канавками требует меньшего количества смеси для создания доски. И, несмотря на то, что экономия на одной плате невелика, она быстро увеличивается при выпуске тысяч плат.

Advanced Environmental Recycling Technologies (A.E.R.T.) нашли другие способы ограничить рост затрат. Он получает свой пластик из переработанных товаров, а не из первичного ПВХ, и с годами он научился превращать все более низкие сорта полиэтилена в пригодное для использования сырье. (Trex также получает большую часть своего пластика путем переработки.)

Что касается древесной муки, то, как правило, чем она мельче, тем она дороже.А.Э.Р.Т. использует относительно большие стружки древесины. Однако в результате получается более грубая доска, чем у конкурентов.

Но если вы действительно хотите сэкономить, в конечном итоге вам нужно изучить добавки — химические вещества, которые делают отделку белее, палубные доски более жесткими, сердцевины менее (или более) пенистыми, а поверхности менее склонны к крошению, растрескиванию или выцветанию на солнце. Как и специи, небольшая добавка может стоить дорого. Некоторые могут стоить сотни долларов за фунт.

Анатолий Клёсов, биохимик и бывший исполнительный директор WPC, говорит, что за последнее десятилетие несколько судебных исков, связанных с WPC, были вызваны неиспользованием достаточного количества добавок.В одном случае, говорит он, производитель не добавил достаточного количества пигмента, что привело к выцветанию. Другой случай связан с недостатком антиоксидантов в смеси.

«Я поражен тем, что мы продали столько досок, сколько пять лет назад», — сказал один из менеджеров по настилу. «Потому что пять лет назад эти советы не сделали того, что обещали…»

Крейг Уэбб является президентом Webb Analytics, консалтинговой компании для дилеров строительных материалов, дистрибьюторов, поставщиков и инвесторов.

Палубные доски Capstock с их пластиковой оболочкой выцветают меньше, чем композитные доски без покрытия. Большинство из них немного выцветают, потому что открытый материал пластиковый, выцветание минимальное. Некоторые производители кепок, такие как Fiberon и Timbertech, теперь гарантируют некоторые из своих продуктов от чрезмерного выцветания. Но большинство по-прежнему специально исключает изменения цвета, выцветание и поседение из своих гарантий.

В какой-то момент все составные колоды будут выглядеть старыми, выцветшими и грязными.Вопрос о том, «нуждается» ли композитная колода в окрашивании, и если да, то когда, зависит, по сути, от эстетического решения. Ваши рубашки никогда не нуждаются в глажке. Они будут счастливо оставаться рубашками в течение многих лет, не прикасаясь к утюгу, выполняя все основные функции, требуемые от рубашек. Конечно, в офисе вы будете выглядеть немного потрепанным, и начальство может счесть вас немного странным по сравнению с вашими коллегами, которые носят хорошо выглаженные рубашки. Но на самом деле рубашку никогда не нужно гладить.

В том же смысле, ваша колода никогда не нуждается в окрашивании .Он останется колодой и будет выполнять все основные функции колоды в течение десятилетий без повторного окрашивания. Однако она очень быстро превратится в блеклую, серую, усталую колоду. Но, если вы не возражаете против этой эстетики, то это правда: ваша колода никогда не нуждается в окраске .

С другой стороны, если вы предпочитаете эстетику выцветшего, серого и усталого вида, вы можете получить серый и усталый вид, никогда не окрашивая и никогда не герметизируя обработанную сосновую палубу.И стоимость намного меньше, чем стоимость серой и уставшей на вид композитной деки. Так зачем вкладывать лишние деньги?

Теория, лежащая в основе заявлений о том, что «никогда не нуждается в окрашивании» на заре композитных настилов, заключалась в том, что при покрытии деревянного наполнителя пластиком, содержащим ингибиторы УФ-излучения, древесина будет защищена от двух элементов, вызывающих выцветание, — солнца и воды.

Опыт показал, что эта теория работает далеко не так хорошо, как ожидалось изначально.

Вместо того, чтобы каждая крошечная древесная частица в смеси WPC покрывалась пластиком, частицы имеют тенденцию слипаться во время производства, и покрываются эти относительно большие комки, а не крошечные отдельные частицы древесной муки. После того, как пластиковое покрытие проникло, например, из-за износа при ходьбе по палубе, солнце и вода могут достичь древесного порошка внутри, вызывая выцветание и поседение с течением времени.

Добавьте к этому тот факт, что химические вещества, защищающие от УФ-излучения, не обеспечивают ни идеальной, ни постоянной защиты.Химические вещества испаряются и со временем портятся. Химические вещества, защищающие от УФ-излучения, сами разрушаются под воздействием УФ-излучения. Ни один ингибитор УФ-излучения не действует дольше пяти лет.

Некоторые производители очень серьезно относятся к выцветанию. ChoiceDek и Trex входят в число тех производителей, которые покажут вам цвета после выцветания, чтобы вы могли увидеть, как на самом деле будет выглядеть ваша колода через несколько месяцев. Чего никто вам не покажет, так это того, как они будут выглядеть через три года.

Как только начинается выцветание, нет другого выхода, кроме как покрыть палубу герметиком, который защищает от воды и ультрафиолетовых лучей солнца, чтобы предотвратить дальнейшее выцветание.Если вы хотите восстановить первоначальный цвет, единственным решением является окрашивание композита.

Почти все композиты без покрытия можно окрашивать. Но не ждите, что производитель будет афишировать этот факт — предположение о том, что композиты можно окрашивать, подразумевает, что их, возможно, необходимо окрашивать, что противоречит рекламным заявлениям большинства производителей композитных палуб.

Однако, как правило, где-то в своих инструкциях по очистке и обслуживанию производители рекомендуют морилку для использования на своих палубах.Используйте рекомендованную краску. Но, если вы окрашиваете композит, вам придется периодически повторно окрашивать композит. Производители умалчивают о том, как часто может потребоваться повторное окрашивание, но наш опыт показывает, что это следует делать каждые 3-7 лет или примерно в то же время, что и деревянную террасу.

Таким образом, несмотря на то, что большинству композитов не требуется окрашивание , выбор может заключаться в том, чтобы жить с уродливым серым выцветшим цветом неокрашенной колоды или стиснуть зубы и прокраситься.

Насколько «зеленый» этот материал?

На первый взгляд композитные материалы выглядят очень не «зелеными» из-за большого количества труднопроизносимых химических веществ, некоторые из которых могут быть очень токсичными. Итак, вы меняете удобство на какое-то здоровье или экологическую катастрофу, когда выбираете композитные материалы для настила? Возможно нет. Но ни один из композитов не является особенно экологически чистым.

Наиболее экологически неблагоприятным материалом, используемым в композитных настилах, является пластик, особенно «первичный» или новый пластик, изготовленный в основном из нефти или природного газа.Некоторые производители используют винил (ПВХ), который определенно не является зеленым. Исследование воздействия, проведенное Healthy Building Network (HBN), пришло к выводу, что «производство, использование и утилизация ПВХ представляют собой существенную и уникальную опасность для окружающей среды и здоровья человека». Но у него есть преимущество перед другими пластиками, используемыми в палубах, потому что это более жесткий материал, который с меньшей вероятностью провиснет или подпрыгнет.

Наиболее распространенным пластиковым связующим, используемым в композитных террасных досках, является полиэтилен. Хотя ни один пластик не является экологически безопасным, анализы HBN пришли к выводу, что полиэтилен обладает меньшей химической опасностью и воздействием на окружающую среду, чем другие распространенные промышленные пластики, такие как ПВХ, что делает их немного более экологически чистыми, но не особенно.(Полный отчет и рейтинг воздействия различных пластиковых и композитных материалов на окружающую среду, составленный некоммерческой сетью Healthy Building Network, см. в Руководстве по пластиковым пиломатериалам).

Все композиты также используют огромное количество энергии для производства, и производство этой электроэнергии является основным источником парниковых газов. Эта «заложенная энергия», как ее называют защитники окружающей среды, существенно снижает экологичность продуктов.

Положительным моментом является то, что большинство производителей композитных материалов используют отходы древесины в качестве наполнителя, в основном отходы лесопиления, а также переработанные деревянные изделия, такие как бывшие в употреблении деревянные поддоны.Некоторые компании, такие как Advanced Environmental Recycling Technologies, Inc., используют очень мало новой древесины, а новая древесина, которую они используют, настолько некачественная, что ее почти не используют, кроме как в качестве дров или наполнителя для композитного настила.

Положительным моментом также является то, что некоторые производители используют высокий процент переработанного пластика — наиболее распространенными источниками являются пластиковые бутылки из-под воды и газированных напитков, кувшины для молока и вездесущие пластиковые пакеты для покупок. Перерабатывая пластик, который в противном случае оказался бы на свалках в течение многих столетий, прежде чем он испортится, эти производители оказывают ценную экологическую услугу.Однако проблемы с контролем качества переработанного пластика заставили некоторых производителей отказаться от переработанного пластика и использовать больше первичного пластика.

Однако по сравнению с настоящей древесиной композитные материалы занимают второе место по шкале экологичности.

У Вуда довольно хорошая экологическая оценочная карта. Многочисленные сравнения жизненного цикла натуральной древесины и древесно-пластикового композита показали, что натуральная древесина значительно более экологична, чем любой композитный продукт.

Оценка жизненного цикла относительного воздействия красного дерева на окружающую среду по сравнению с композитным настилом, проведенная Консорциумом исследований возобновляемых промышленных материалов (CORRIM), показала, что красное дерево значительно меньше влияет на глобальное потепление, разрушение озонового слоя, смог, кислотные дожди, загрязнение воды и респираторных заболеваний, чем любой искусственный настил. Исследование также показало, что древесина требует гораздо меньше энергии для производства и транспортировки. Композитный настил требует от 21 до 49 раз больше энергии ископаемого топлива, чем натуральное дерево. ^{Примечание 1}

В сравнительном исследовании красного кедра западного и композитного настила, проведенного группой по защите окружающей среды, Dovetail Partners, Inc., ^{, примечание 2} , результаты были схожими. Было обнаружено, что кедр вносит значительно меньший вклад в глобальное потепление, подкисление, респираторные заболевания, загрязнение воды и смог, чем композитный настил, и использует менее половины энергии ископаемого топлива, необходимой для композитного материала.

В исследовании сделан вывод о том, что композитные материалы для настила оказывают значительно более высокое воздействие на окружающую среду по сравнению с естественным прочным изделием из цельной древесины, и хотя композитные материалы могут быть полностью или почти полностью изготовлены из переработанных материалов, общее воздействие на окружающую среду, тем не менее, велико по сравнению с традиционной массивной древесиной. изделия для настила.

Обработанная сосна, погруженная в медный раствор, устойчивый к плесени и насекомым, вероятно, является наименее экологически чистой из материалов для настила из натурального дерева, но даже она превосходит композиты. Экологическая инженерная фирма AquAeTer изучила воздействие двух материалов на окружающую среду на трех этапах жизненного цикла: производство, использование и утилизация, и пришла к выводу, что обработанная древесина превосходит древесно-пластиковые композиты на каждом этапе. ^{Примечание 3} Он был особенно экономным с ископаемым топливом.Композиты использовали в 14 раз больше ископаемого топлива, чем обработанная сосна, на протяжении всего жизненного цикла изделий.

Таким образом, в то время как 100% переработанные композиты могут быть несколько «зеленоватыми», исследования жизненного цикла обычно обнаруживают, что они намного менее «зеленые», чем большинство обычных деревянных настилов, даже обработанная древесина. И эта разница еще более заметна, если натуральная древесина заготавливается из управляемых лесов. (Чтобы узнать больше о том, как управляются леса и какая древесина поступает из сертифицированных лесов, загляните в Лесной попечительский совет).

Хор критики производителей композитных настилов, называющих свои материалы экологически безопасными, был настолько громким и настойчивым, что большинство производителей композитных материалов перестали маркировать свою продукцию как «зеленую». Вместо этого они просто заявляют, что используют бывшие в употреблении и промышленные отходы (если и используют, то большинство из них этого не делают), предоставляя вам, потребителю, решать, действительно ли этот материал безвреден для окружающей среды. Это не так, так что не обманывайтесь.

Кроме того, имейте в виду, выбирая между натуральной древесиной и древесно-пластиковыми композитами, что древесный дым токсичен, но газы от сжигания пластика включают формальдегид, фталаты, цианистый водород и диоксины, которые очень и очень токсичны для человека.Хорошо, что колоды снаружи.

Пожизненная колода?

Ни один крупный производитель в настоящее время не заявляет, что его композитный настил является «настилом на весь срок службы», хотя некоторые дилеры и установщики до сих пор используют эту фразу в своей рекламе. Нет «вечных» колод: ни деревянных, ни композитных колод. Только алюминиевый настил претендует на звание «вечного» продукта, да и то это сомнительно.

Когда производители композитных настилов сравнивают свою продукцию с деревянными настилами, они всегда сравнивают их с негерметичными деревянными настилами.Сравнение композитного настила с незапечатанной древесиной — это очень похоже на «яблоки с апельсинами», потому что композитные настилы запечатываются на заводе, а необработанные пиломатериалы не запечатываются до тех пор, пока вы или ваш строитель не загерметизируете их. Как правило, герметизированная и обслуживаемая деревянная палуба служит примерно столько же, сколько обслуживаемая композитная палуба.

Если обработанная сосна правильно загерметизирована и обслуживается, она прослужит почти вечно. Итак, будет составная колода. Разница не в том, как долго прослужит колода в хорошем состоянии, а в том, сколько работы требуется для ее обслуживания.Деревянные настилы могут потребовать несколько большего ухода в течение всего срока службы, чем настилы из композитных материалов. Но разница не очень большая, и разрыв постоянно сокращается по мере того, как производители ЛК совершенствуют свои продукты для герметизации и окрашивания палуб.

К сожалению, единственное место, где композитный настил, вероятно, прослужит всю жизнь, — это свалка. Утилизация композитных колод пока не проводится, а те, что попадают на свалку, вероятно, пробудут там около 2000 лет.Обработанная древесина, с другой стороны, возвращается в природу через 10 лет или меньше, а необработанная древесина — всего за 2 года.

Недостатки композитного настила

Хотя композитные настилы имеют мало реальных преимуществ по сравнению с деревянными настилами, у них есть некоторые реальные недостатки, включая высокую начальную стоимость, удержание тепла и чрезмерное расширение и сжатие.

Высокая начальная стоимость строительства

Ожидайте, что только стоимость композитного материала для настила будет в два-пять раз дороже, чем настил из обработанной сосны (ACQ).Но это еще не вся стоимость композитной колоды. Вот некоторые другие факторы, которые значительно увеличивают общую стоимость композитной колоды.

Более сложный каркас: Композитный настил плотнее и тяжелее дерева, но не такой жесткий. Большинство композитных террасных досок представляют собой смесь древесной пыли и полиэтиленового пластика. Полиэтилен — мягкий, упругий, гибкий пластик. Он нуждается в большей поддержке со стороны конструкции настила, чтобы он не прогибался и не провисал.Палубные балки обычно располагаются на расстоянии от 16 до 24 дюймов по центру для деревянного настила, но многие композитные изделия должны располагаться на расстоянии 12 дюймов по центру, чтобы добиться такого же ощущения жесткости. Большинство производителей при нажатии признают эту проблему; печать наиболее «рекомендует» 12-дюймовую структуру с центральным расположением. Эта сверхжесткая структура увеличивает стоимость колоды.

Запатентованные системы крепления : Деревянные настилы можно прикрепить к опорным балкам с помощью винтов через лицевую сторону доски настила или с помощью скрытых креплений.Это твой выбор. Но с композитным настилом часто нет выбора. Не все композитные деки, а многие из них предназначены для крепления только с помощью запатентованных скрытых систем крепления. Это может увеличить стоимость, потому что патентованные системы не только дороги, но и требуют вдвое больше труда при использовании скрытых систем крепления.

Дорогие аксессуары и перила: Цена композитных террасных досок очень конкурентоспособна. Производители соревнуются друг с другом не только в качестве и внешнем виде, но и в цене, удерживая цену на базовый продукт для террасной доски как можно ниже.Но, как только вы купите настил производителя, вам, вероятно, придется купить его аксессуары и системы перил, если вы хотите, чтобы остальная часть вашего настила соответствовала вашему настилу. Вот где они получают вас. Такие аксессуары, как отделочные доски, носы и комплекты перил, очень дороги. Это источники прибыли для компаний, производящих композитные настилы, а не сами настилы, и производители вовсе не стесняются устанавливать цены на эти изделия.

Сохранение тепла

Один серьезный недостаток композитного настила игнорируется всеми, кроме инженеров и ученых, и уж точно никогда не упоминается производителями композитных материалов.Это проблема сохранения тепла. Если вы живете в таком месте, как большая часть Небраски, где жаркое-жаркое лето, вам нужно очень внимательно относиться к удержанию тепла.

Палуба, находящаяся под прямым летним солнцем, нагревается. Деревянная палуба нагревается настолько, что ходить босиком становится некомфортно. Все композиты и пластмассы нагреваются сильнее, чем дерево, а некоторые нагреваются сильнее, чем бетон. Это просто функция плотности и цвета. Плотные материалы сохраняют больше тепла и нагреваются сильнее, чем менее плотные материалы.В наших тестах на заднем дворе композиты достигли температуры от 109° до 111° по Фаренгейту (от 42,77° до 43,89° по Цельсию) в солнечный летний день, когда температура воздуха была относительно мягкой 85° (31,67°).

Древесина содержит много воздушных карманов и обычно состоит не менее чем на 10% из воды, поэтому она не такая плотная, как композиты.

Темные цвета поглощают больше тепла, чем светлые. В наших тестах на удержание тепла темная окрашенная древесина обычно имела температуру от 5° до 10° по Фаренгейту (2,5° по Цельсию).от 8° до 5,6°) горячее, чем натуральное неокрашенное дерево. С композитами разница была чуть меньше.

Это не означает, что не следует строить композитную или виниловую террасу на солнечной стороне дома, но это означает либо строить в месте, куда не попадает много солнечного света, либо обеспечивать некоторую тень. Если естественная тень от деревьев недоступна, подумайте о перголе, навесе или крыше. Вам это понадобится. Другой вариант, строительство на теневой стороне дома, также имеет обратную сторону: плесень и грибок.Кажется, что они быстрее образуются там, где на палубу не попадают прямые солнечные лучи.

Расширение и сжатие

Все материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Древесина расширяется и сжимается, но очень мало по длине доски. Наибольшее расширение и сжатие древесины происходит по ширине доски. Движение по длине доски настолько мало, что его обычно игнорируют как несущественное.В течение многих тысяч лет плотники боролись с расширением и сжатием досок по ширине и научились компенсировать это движение древесины.

Композитный настил — это не дерево. Он содержит дерево, но также содержит пластик, а пластик — один из лучших расширителей и уплотнителей всех времен. Композитная доска расширяется не только по ширине, но и по длине. Много. Сезонное перемещение по длине 20-футовой композитной доски может достигать одного дюйма.

Это означает, что при изготовлении и установке композитных настилов должны использоваться специальные процессы, чтобы учесть это неподобное дереву расширение и сжатие. В качестве руководства мы можем обратиться к опыту производителей винилового сайдинга, которые уже более полувека борются с проблемами расширения пластика. Многие методы установки композитных настилов взяты у профессионалов по виниловому сайдингу. Но, есть еще много проблем, которые еще не преодолены.

Последствием для вас, как владельца композитной палубы, является то, что красивые, плотные, похожие на дерево соединения в вашей палубе, когда она была установлена ​​в июле, могут стать большими, неприглядными щелями в феврале. И, поскольку пластик расширяется и сжимается неравномерно, в июле следующего года эти зазоры могут остаться. С этим мало что можно поделать – такова природа материала. Композиты могут выглядеть как дерево, но это не дерево, и они не ведут себя как дерево. Так что не ожидайте совершенно убедительного внешнего вида дерева.Этого просто не будет.

Плесень и грибок

Композитный настил, не защищенный пластиковой оберткой или крышкой, по-видимому, особенно восприимчив к плесени и грибку. Компаниям Trex и Fiberon, крупным производителям продуктов без крышек, были предъявлены иски по этому поводу в рамках коллективных исков, и они были вынуждены выплатить крупные суммы денег пострадавшим домовладельцам.

Как закрепиться плесень и грибок, хорошо известно.Пластик в композитной смеси испорчен, и вода проникает через защитный пластик в древесную муку.

Это может произойти по-разному, но наиболее распространенным является ежедневное использование колоды. Через некоторое время ходьба по настилу стирает часть пластикового покрытия, которое окружает и защищает частицы древесины в композитном материале, подвергая их воздействию окружающей среды. Это причина «белых пятен», когда частицы выгорают на солнце.Это также дает возможность плесени и грибку укорениться в палубе.

Натуральная древесина содержит химические вещества, препятствующие образованию плесени, а обработанная сосна (обработанная медью), возможно, даже более устойчива к плесени. Медь, даже в небольших количествах, обладает противомикробным действием — она убивает плесень и грибок, хотя до конца еще никто не понимает, как именно работает этот процесс. Что мы знаем, так это то, что плесень, грибок и большинство бактерий не могут выжить в присутствии меди. В тестах на колониях E.Бактерии Coli, проведенные EPA, 99,9% бактериальной колонии были убиты после двух часов воздействия меди. Таким образом, пока обработка медью остается на обработанной сосновой палубе, она достаточно безопасна против въевшейся плесени и грибка.

Древесная мука, используемая в композитном настиле, была химически очищена от большинства химических веществ, которые являются естественной защитой древесины от грибков, не преднамеренно, а как побочный продукт других процессов. Таким образом, если не добавить какой-либо противогрибковый материал, древесная мука может быть очень привлекательным домом для плесени и грибка.Производители предостерегают в своих инструкциях по уходу о том, что защита террасы от пыльцы и мусора, которые могут быть источником пищи для плесени, важна для обеспечения отсутствия плесени на террасе. Они забывают сказать вам, что древесная мука сама по себе является источником пищи для плесени. Таким образом, если она не защищена или защита стирается, ваша композитная палуба становится гигантским шведским столом для многих видов плесени и грибка, независимо от того, насколько чистой вы ее содержите.

Очистка сбивает поверхностную плесень, но не затрагивает корневую структуру, расположенную глубоко внутри композита.Форма быстро восстановится. После судебных исков против крупных производителей настилов из-за проблем со встроенной формой большинство производителей начали включать какой-либо антимикробный агент в состав композитных настилов, но пока это не дает большого эффекта.