Введение
Виниловый сайдинг – это пластиковая наружная облицовка зданий, используемая для отделки и защиты от атмосферных воздействий, имитирующая деревянную вагонку, доски внахлест или дранку, и применяемая вместо других материалов, таких как алюминиевый или фиброцементный сайдинг. Это промышленно изготовленный продукт, в основном из поливинилхлорида (ПВХ). В Великобритании и Новой Зеландии аналогичный материал известен как uPVC weatherboarding. Примерно 80% его массы приходится на смолу ПВХ, а остальные 20% – на компоненты, обеспечивающие цвет, непрозрачность, блеск, ударопрочность, гибкость и долговечность. Это наиболее распространенная наружная облицовка для жилых зданий в США и Канаде. Ранее смешивание цветов осуществлялось вручную, что затрудняло производство и монтаж однородного и качественного продукта. Начиная с 1970-х годов, отрасль изменила состав материала для повышения скорости производства, ударопрочности и расширения цветовой гаммы. В последующее десятилетие виниловый сайдинг неуклонно набирал популярность благодаря своей долговечности, универсальности и простоте в уходе.
Vinyl siding is plastic exterior siding for houses and small apartment buildings, used for decoration and weatherproofing, imitating wood clapboard, batten board and batten or shakes, and used instead of other materials such as aluminum or fiber cement siding. It is an engineered product, manufactured primarily from polyvinyl chloride (PVC) resin. In the UK and New Zealand a similar material is known as uPVC weatherboarding. Approximately 80 percent of its weight is PVC resin, with the remaining 20 percent being ingredients that impart color, opacity, gloss, impact resistance, flexibility, and durability. It is the most commonly installed exterior cladding for residential construction in the United States and Canada. At that time, blending of colors was done manually. This original process made it difficult to produce and install a consistent, quality product. Beginning in the 1970s, the industry changed its formulation to improve the product's production speed, impact resistance, and range of colors. In the following decade, vinyl siding grew steadily in popularity in large part due to its durability, versatility, and ease of maintenance.
Современное производство
Сегодня виниловые сайдинги производятся методом коэкструзии. Два слоя ПВХ наносятся в непрерывном процессе экструзии; верхний слой представляет собой устойчивый к атмосферным воздействиям и прочный материал, составляющий до 25% толщины сайдинга. В зависимости от цвета, этот покровный слой может содержать около 10% диоксида титана, который является пигментом и обеспечивает устойчивость к разрушению под воздействием ультрафиолетового излучения. Виниловый сайдинг, подвергающийся воздействию солнечного света, со временем будет выцветать. Однако скорость выцветания винила ниже, чем у большинства других облицовочных материалов. Большинство производителей предоставляют 50-летнюю гарантию на то, что их продукция не сильно выцветет в течение этого периода. Ранее темные цвета имели тенденцию выцветать сильнее, чем светлые, но благодаря достижениям в технологиях и материалах это может больше не быть актуальным. Нижний слой, известный как основание (субстрат), обычно состоит примерно из 15% измельченного известняка (в основном карбоната кальция). Известняк снижает стоимость и также балансирует диоксид титана, поддерживая одинаковую текучесть обоих экструзионных потоков в процессе производства. Небольшое количество меркаптида олова или бутадиена добавляется в качестве стабилизатора для химического связывания соляной кислоты, выделяющейся в материал ПВХ по мере старения сайдинга. Также добавляются смазочные материалы для облегчения производственного процесса.
Спецификации и переменные продукта
Виниловый сайдинг представлен в широком диапазоне качества, что проявляется в значительной разнице в толщине и долговечности. Толщина может варьироваться от 0,035" у более дешевых марок сайдинга до 0,052" у продукции высшего качества, различающейся у разных производителей. В настоящее время наиболее тонкий обычно используемый виниловый сайдинг составляет 0,040" и известен как "сайдинг для строителей". Толщина виниловой продукции может варьироваться даже в пределах одного производителя на 0,010" в зависимости от предлагаемых линеек продуктов, от базовых до премиальных. Более толстый виниловый сайдинг, как правило, стоит дороже, он более жесткий, что может улучшить эстетический вид и внешний вид установленного, по своей природе гибкого материала, а также повысить долговечность и срок службы. Некоторые считают, что более толстый виниловый сайдинг обладает большей устойчивостью к наиболее распространенной проблеме – его склонности к растрескиванию в сильный мороз при ударе или столкновении с твердым предметом, в то время как другие полагают, что более тонкий материал может обеспечить большую гибкость перед растрескиванием, что является предметом споров. Однако на сайте "This Old House" это утверждение о связи между толщиной и устойчивостью к растрескиванию оспаривается. Они утверждают, что располагают результатами испытаний, показывающими, что на ударопрочность больше влияет химический состав, чем толщина. Химические формулы также могут незначительно различаться у разных производителей, что может повлиять на срок службы, поскольку состав и, возможно, технология производства являются одними из наиболее важных факторов, определяющих качество и долговечность продукции. Важным нововведением стало УФ-покрытие, используемое некоторыми производителями, которое наносится на поверхность продукта и фильтрует УФ-излучение, которое в противном случае быстрее разрушало бы ПВХ. Виниловый сайдинг изготавливается с собственной системой частичного крепления или замка, которая в сочетании с гвоздями обеспечивает нежесткое крепление к внешней стене. Эта система замка может быть выполнена методом прокатки или экструзии, в зависимости от технологии производства, и каждый из этих методов имеет свои конструктивные особенности. Эта система замка, прокатанная или экструдированная, имеет нижний замок, который фиксируется в стартовой планке или на верхнем замке панели, расположенной ниже. Затем верхний замок прибивается нежестко, чтобы закрепить панель на стене. Такое нежесткое крепление обеспечивает "плавучесть", которая возникает из-за расширения и сжатия, вызванного колебаниями температуры и погодных условий. При правильном проектировании сайдинга и правильной установке с использованием нежесткого крепления сайдинг может легко расширяться вверх, вниз, внутрь, наружу, влево и вправо без ограничений. Виниловый сайдинг по своей природе имеет тенденцию к большему расширению и сжатию при экстремальных температурах, чем любой другой распространенный тип облицовки.
Экологические аспекты
Виниловый сайдинг имеет хлорную основу, что делает его по своей природе трудновоспламеняемым и замедляет распространение пламени. Все органические материалы (то есть содержащие углерод) воспламеняются, но чем выше температура, необходимая для воспламенения материала, тем он безопаснее. ПВХ не воспламеняется даже от внешнего источника пламени, пока не достигнет примерно 730 °F (387 °C), и не самовоспламеняется до примерно 850 °F (454 °C). Эти температуры воспламенения значительно выше, чем у обычной каркасной древесины, которая воспламеняется от пламени при 500 °F (260 °C) и самовоспламеняется при 770 °F (410 °C). Кроме того, испытания по стандарту ASTM D2863 показывают, что высокий предел кислородного индекса жесткого ПВХ означает, что для его горения и поддержания горения требуется необычно высокое содержание кислорода. Жесткий ПВХ (виниловый сайдинг) не поддерживает самостоятельное горение в воздухе с нормальной концентрацией кислорода (около 21 процента) – поэтому он легче гаснет.
Озабоченность организаций
Из-за своего тонкого профиля виниловый сайдинг может быть более подвержен воспламенению при внешнем пожаре; например, Национальный институт стандартов и технологий обнаружил, что в испытаниях с использованием конструкций, облицованных винилом, расположенных в непосредственной близости друг от друга, огонь распространился между двумя испытательными конструкциями, облицованными винилом, на расстоянии шести футов менее чем за пять минут. Национальная ассоциация строителей домов (NAHB) рекомендует использовать строительные материалы, которые "не требуют дополнительных отделочных материалов для завершения монтажа на месте" для строителей экологичного жилья, поскольку это снижает количество отходов и используемых материалов. Монтаж винилового сайдинга не требует использования краски, морилки или герметика и, таким образом, соответствует этому требованию NAHB. Однако для герметизации стыков, где сайдинг J (отделочная планка, в которую вставляется сайдинг) примыкает к окнам и дверям, действительно необходим герметик. Environmental Building News подтвердила проблемы, поднятые Greenpeace, и заявила, что это не единственная организация, выражающая обеспокоенность по поводу экологических и медицинских аспектов использования винила. Они подчеркнули риски, связанные с добавками, такими как пластификатор DEHP. Международная ассоциация пожарных, представляющая пожарных в США и Канаде, придерживается следующей позиции: "Ввиду присущих ему опасностей, мы поддерживаем усилия по выявлению и использованию альтернативных строительных материалов, которые не представляют такой же угрозы для пожарных, жильцов зданий или населения, как ПВХ".
Проблемы со здоровьем
ПВХ, используемый в производстве винилового сайдинга, ранее производился в открытых емкостях до 1971 года, когда ангиосаркома – редкая форма рака печени – была установлена как следствие воздействия винилхлорида на работников, занятых в производстве ПВХ. В связи с этим Управлением по охране труда и технике безопасности были введены строгие нормы предельно допустимой концентрации на рабочем месте. Эти изменения потребовали герметизации всех емкостей, что повлекло за собой увеличение капитальных вложений и сокращение числа производителей.