杰森•史密斯
从2018年2月的问题
N原系统与屋顶发动一场战争以来人类走出洞穴,开始建造独立的避难所。每个施工技术独特,使用任何材料可用的条件:棒、树叶、稻草、粘土或泥,地盘,兽皮,等等。每个技术都有其好处,但他们仍然受到天气的影响持续曝光。
科学的进步产生了精炼石油或煤炭加热导致沥青和煤焦油。我们学会了改善这些基础材料的属性通过更好的处理和聚合物修饰符来保护我们的元素。我们了解到,我们可以链接聚合物和挤压形成持久的单层板形式表。这些创新都是由一个潜在的,即承受大自然尽可能长时间。
本文以一看这每日挣扎在元素提供洞察如何做一个有效的屋面产品。因为这是一篇关于科学和风化作用的影响,所提到的屋面技术仅仅用作例子的屋面行业作为一个整体是如何战斗对抗元素相同,而非单一的任何特定的技术。商业秘密是,本文只能使用一个宽泛的解释我们如何赢得战争风化。开始,它可能有助于重新修改的建筑屋顶膜和单层膜检查是什么来防止屋顶需要每日冲击。
典型改性沥青屋顶防水层由纤维玻璃通常由玻璃纤维,聚酯纤维或玻璃纤维/涤纶混夹在聚合物改性沥青的涂层。聚合物修饰符可以无数的苯乙烯嵌段共聚物(SBS、实用、SIS)的不同分子量或建筑(线性、径向)或其他聚合物如无规聚丙烯(应用程序)或聚氨酯。玻璃提供了力量和充当钢筋表。聚合物改性沥青的主要功能是保护玻璃钢筋也赋予的灵活性,尤其是在低温下,作为粘附了聚合介质或渣顶部以及玻璃或塑料燃烧支持者或释放班轮背面。
热固性膜形成的橡胶聚合物、三元乙丙橡胶是最常见的。这些不同于热塑性膜,一旦创建并允许治疗一段时间后,有一个化学变化发生给最终产品不同和改进的属性对其初始状态。添加剂被添加到提高撕裂强度,抗紫外线,灵活性,耐火性和尺寸稳定性。
热塑性膜是基于聚合物如聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚烯烃(TPO)。房产申诉专员署问世以来经历了一些改变在1980年代末,每次改变要解决条件提出的环境。pvc比传真照片更灵活使用增塑剂,类似于如何使用黄油在一碗的面条。酮的混合乙烯酯(凯)和PVC形式非常健壮的单层系统对抗日常环境暴露。玻璃钢筋通常是夹在板层之间,类似于改性沥青膜,提供拉伸和撕裂强度。像热固性膜,可以添加添加剂提高物理性质。
配方取决于制造商,但在大多数情况下,这个简单的施工表明,这些80 - 120 - mil -厚membranes-moreso如果一个包括元素之间的绝缘所有站和潮湿的天花板或地板上,所以它必须正确构建。
屋顶:保护的元素
雹暴。这是一个不错的选择,至少有一次在一个屋顶的寿命,将受不同强度的冰雹。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)估计平均1厘米冰雹落每小时20英里的速度,这在直径不会致命的。但在屋顶,加上开车风,连续短重击包含足够的能量使矿物改性沥青膜表面。,紫外线辐射开始分解膜修饰符的紫外线辐射(见下文)。
单层热固性或热塑性膜从冰雹并不安全。甚至一个冰雹会使岩石产生裂缝和穿刺允许水分渗透到下面的膜。代码包含规定要求屋面系统符合最低影响需求包括博卡国家建筑规范,国际建筑规范(IBC),南佛罗里达和建筑规范(SFBC)。ASTM D3746是标准的测试方法测试耐冲击,包括FM 4470或2218 UL和其他测试。
应对破坏性影响改性沥青膜,矿物保留是很重要的。单矿物的更安全,更好的抵抗被冰雹打。改善聚合物与沥青混合的修饰符,例如专门设计weather-stable聚氨酯,锚矿物质表形成一个保护盾/ UV-unstable沥青。
为单层屋顶,硬书壳板可以安装抵制冰雹的冲击力。然而,大多数这些高分子材料仍然依赖于增塑剂改善灵活性。最初,单层屋顶等传真照片或PVC耐冰雹直径13/4”。但效果作为增塑剂或浸出膜的随着时间的推移,它变得更容易受到伤害。这就是为什么,当考虑一个单层的选择,重要的是对其抗冰雹岁或获取信息的一个测试结果前面所提到的,尤其是在建筑是容易冰雹事件。
水:雨、雪和冰。一个水分子的大小大约是2.8埃。把这个尺寸,想象一个水分子是放在一个高尔夫球,然后都是按比例扩大,直到高尔夫球一样的维度,即水分子将约1平方英寸。这个小分子在大约一千万亿个水分子的存在(这是1 0 21日)组成一个雨水下降,并可能导致意外伤害的屋顶。
在其冰点32°F,水做的东西大多数液体不要冰做的事实是:这扩展。事实上,它扩展了大约9%。那些曾经把一个完整的水瓶放在冰箱里可以证实这一点。增加9%可能看起来不是很多,但考虑屋顶有微小的撕裂它说一个一厘米长约1毫米宽,可能形成于早期冰雹的事件。不经意的观察者,这一缺陷可能会被忽略。但水分子,也可能是大峡谷。
进一步假设屋顶上这个妥协这雨事件发生在前一个晚上温度急剧下降,低于冰点。水填进裂缝,并开始扩大随着气温下降到零度以下,向外推动裂纹的尺寸比例约9%。温度变暖,冰层融化,水蒸发,但裂缝是大。这个循环冻融的持续好几年,一开始看到一个微小的裂缝可能变成一个真正的问题。
雪是大自然的另一个威胁屋顶。尽管雪有多种形式和存在大气和地理变化可能影响雪密度,人们普遍认为雪重约1.25磅/英尺²每英寸的积雪深度。一个100000平方英尺的屋顶,只有1英寸的雪会约57吨水分散在其表面。冰复杂问题,增加5.2磅/英尺²,每英寸的深度。现在想象一下这个建筑在布法罗,纽约,2014年约有88英寸的降雪在一个雪事件几天。现在同一屋檐不得不承担约5000吨水分散在其表面,更多的地区雪吹和形式更深的漂移。如果设计不当的屋顶,屋顶设施管理将面临崩溃。
提醒我们这是2010顶旧圆顶运动场的崩溃在明尼阿波利斯,MN,之后只有17英寸的降雪。幸运的是,有规范的建筑规范地址可接受的负载。这些保障措施考虑到巨大的加载一个屋顶能吸收。像冰的形成,长期接触水(冷冻或液体)的屋顶是一个不可避免的问题。定期维护,其中可能包括一个简单的比赛前奏检查过早开裂,由屋顶的专业人士,可以最好的防御。
阳光:紫外线辐射和热量。屋面的太阳是一个不可避免的常数,是其两种副产品:紫外线辐射和热。紫外线辐射穿透到聚合物粘结剂沥青,针对特定分子网站化学分解和强化膜。这导致开裂,提出一个问题在冻结事件就像上面提到的。矿物颗粒在改性沥青膜以类似的方式采取防晒露在皮肤,防止聚合物改性混合紫外线辐射的损害。随着矿物质逐渐下降,聚合物和沥青紫外线退化的摆布。单层表面表现更好,因为化学本身就是最好的防御。传真照片被视为高度耐紫外线而pvc和KEE-PVCs更适合高温表面。
热加剧了紫外线退化过程,导致表面起泡的形成。水分时无意中被困在拖地空洞或插值函数表中存储、蒸发水无处可去,因为它试图穿透一个不透水板。物理学告诉我们,温度和压强和体积直接相关,如果温度升高,压力或容积必须增加比例。水蒸气被困在一个空白(固定体积和压力)下膜在凉爽的早上(低温)必须获得压力或增加其体积,或两者的混合,因为一天的热量增加。来自太阳的热量软化沥青有些允许扩大孔隙压力增加侧面或顶罩板。
这个循环不断,有时收集更多被困水中空洞与其他空间直到起泡是相当大的。结果是一个水泡,大小的范围可以从几英尺直径的蓝莓。进一步,当表面加热后快速冷却过程如突然下雨,有尺寸变化发生在膜会导致应力开裂或其他故障。
此外,屋顶上一热,尤其是湿,为微生物生长提供了完美的条件。改善了聚合物改性膜的寿命保留矿物质长,工程更耐热的聚合物或紫外线稳定的组件。此外,凉爽屋顶涂料如白色或铝丙烯酸、聚氨酯、聚硅酮可以降低表面温度高达50到60°F。适当的排水安装时仍然是最好的方法消除积水,微生物生长在这些地区的风险。
房产申诉专员署单层表面制定优良的耐热性和紫外线,因为没有公式,紫外线辐射可以进一步分解。尽管如此优越的耐候性、传真照片表有缺点,包括焊接出现的问题,细裂纹和开裂。最终他们穿,而且一旦玻璃钢筋暴露,注定要失败。PVC单层屋顶比房产申诉专员署屋顶更灵活,但在持续加热PVC增塑剂、淋溶出。凯是一个坚实的增韧剂的使用消除了需要一个塑化剂,不浸在热接触。通常都是白色,冷却表面和减缓退化。
风的影响。最后,正如太阳屋顶科学是一个不可避免的因素,因此也是风的直接和间接影响。以至于数量可观的测试美元进入屋顶研究进入严格惩罚屋顶能接受多少,因为风。建筑规范的地方,需要测试和认证系统用于风力条件来使用。
屋顶表面存在水平,或领域,绝缘的机械固定或粘和细胞膜表坚持。这是持续墙边缘,或闪烁,终止并会见了一个金属闪光或筋膜保护材料从风和雨。不幸的是,尤其是在多风的气候或飓风区,物理形式的风吸力不断在这样的装配工作。这种提升是一种由贪婪导致的净向上吸水力两个同时来源:风在屋顶上方的建筑表面流动和提高内部空气压力引起的裂缝,开口,窗户,等提升压力正比于空气的密度和速度的平方。这个平方值是很重要的,因为当风速双打,成倍增加的压力。的风与结构,必须改变其路径和向上流动,下来,或者周围的建筑。改变风在屋顶路径加速速度,导致吸力量(提升)采取行动对抗屋顶膜。
屋顶系统的测试可以承受的最大风速,同时考虑到其他变量:建筑高度,类型的屋顶板,建筑,甚至建筑使用。在此基础上测试,屋顶被风吸力评级。吸水力超过了这个评级时,有一个高风险的屋顶破坏从光损伤形式的弯曲或脱落的部分闪烁严重破坏,整个地区的屋顶吹免费从屋顶甲板上。有许多可用的来源,更详细地描述这个力;参考资料部分列出了一些。
大多数屋顶粘合剂是专门设计来帮助保持膜(改性沥青和单层)不仅在外圈天风也面对飓风的力量。大量的机械紧固件也可以防止灾难性故障由于风。细节,紧固件的模式,阐明在建筑规范,提供了最佳的配置让屋顶。
虽然业主成本因素是重要的,是至关重要的考虑天气状况来帮助决定哪些屋顶适合建筑的需求问题。知道投资将不断受到环境不仅要做一个仔细看看可用的技术,而且这些产品和系统的测试。屋顶长寿安装完成后很长一段时间仍将确定它的真正价值。
引用
1。Choiniere,美国(2006年9月)。了解风吸力评级。检索2017年5月,屋面承包商。
2。联邦应急管理局。(2013)。雪荷载安全指南——风险管理系列。联邦应急管理局。
3所示。Koontz, c ., (2000)。模拟雹灾和屋顶覆盖物和膜的耐冲击测试程序。屋面行业委员会天气问题(RICOWI)会议。达拉斯。
4所示。薇奇克伦肖,大肠。(2000)。模拟雹灾和屋顶覆盖物和膜的耐冲击测试程序。屋顶行业委员会气候问题会议。达拉斯,TX。
史密斯是高级研发化学家加兰公司有限公司。他有多个美国和外国专利屋面直接相关。史密斯是董事会的屋顶涂料制造商协会(RCMA)和作为其技术委员会的联合主席。
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