A Review of Methods for theManufact

A Review of Methods for the
Manufacture of Residential Roofing Materials
Hashem Akbari, Ronnen Levinson, and Paul Berdahl
Heat Island Group
Lawrence Berkeley National Laboratory
Berkeley, CA 94720
A Report Prepared for:
California Energy Commission PIER Program
Program Manager: Nancy Jenkins
Project Manager: Chris Scruton
June 2003
* This study was supported by funding from the California Energy Commissions (CEC) through
the U.S. Department of Energy under contract DE-AC03-76SF00098.
DISCLAIMER
This document was prepared as an account of work sponsored by the United States Government.
While this document is believed to contain correct information, neither the United States
Government nor any agency thereof, nor The Regents of the University of California, nor any of
their employees, makes any warranty, express or implied, or assumes any legal responsibility for
the accuracy, completeness, or usefulness of any information, apparatus, product, or process
disclosed, or represents that its use would not infringe privately owned rights. Reference herein
to any specific commercial product, process, or service by its trade name, trademark,
manufacturer, or otherwise, does not necessarily constitute or imply its endorsement,
recommendation, or favoring by the United States Government or any agency thereof, or The
Regents of the University of California. The views and opinions of authors expressed herein do
not necessarily state or reflect those of the United States Government or any agency thereof or
The Regents of the University of California.
2
ACKNOWLEDGEMENTS
This study was supported by funding from the California Energy Commission (CEC) through the
U. S. Department of Energy under contract DE-AC03-76SF00098. The authors would like to
acknowledge the support and guidance of the CEC project Manager Chris Scruton, as well as the
contributions of our industrial partners including Mr. Gus Freshwater (vice president and general
manager of the Elk Corporation shingle manufacturing plant in Shafter, CA); Dr. Louis Hahn
and Mr. Keith Tellman (both from Elk Corporation, Texas Headquarters); Dr. Christopher Gross
(3M Industrial Mineral Division); Dr. Ingo Joedicke (ISP headquarter in Hagerstown MD); Mr.
David Carlson (manager of ISP granule plant in Ione, CA); Mr. Steve Perry (the plant shift
facilitator at the Steelscape coil-coating plant in Rancho Cucamonga, CA); Ms. Michelle
Vondran (formerly with BASF, now with Steelscape), Mr. John Marotta, and Mr. Jay Lewis
(both with BASF); Mr. Jerry Vandewater and Mr. Jim Smith (both from MonierLifetile), and Mr.
Yoshihiro Suzuki (general manager and director of MCA Tile in Corona, CA).
3
A Review of Methods for the
Manufacture of Residential Roofing Materials*
Hashem Akbari, Ronnen Levinson, and Paul Berdahl
Heat Island Group
Lawrence Berkeley National Laboratory
Berkeley, CA 94720
Abstract
Shingles, tiles, and metal products comprise over 80% (by roof area) of the California roofing
market (54-58% fiberglass shingle, 8-10% concrete tile, 8-10% clay tile, 7% metal, 3% wood
shake, and 3% slate). In climates with significant demand for cooling energy, increasing roof
solar reflectance reduces energy consumption in mechanically cooled buildings, and improves
occupant comfort in non-conditioned buildings. This report examines methods for manufacturing
fiberglass shingles, concrete tiles, clay tiles, and metal roofing. The report also discusses
innovative methods for increasing the solar reflectance of these roofing materials. We have
focused on these four roofing products because they are typically colored with pigmented
coatings or additives. A better understanding of the current practices for manufacturing colored
roofing materials would allow us to develop cool colored materials creatively and more
effectively.

* This study was supported by funding from the California Energy Commissions (CEC) through the U.S.
Department of Energy under contract DE-AC03-76SF00098.
4
Introduction
According to Western Roofing Insulation and Siding magazine (2002), the total value of the
2002 projected residential roofing market in 14 western U.S. states (AK, AZ, CA, CO, HI, ID,
MT, NV, NM, OR, TX, UT, WA, and WY) was about $3.6 billion (B). We estimate that 40%
($1.4B) of that amount was spent in California. The lion’s share of residential roofing
expenditure was for fiberglass shingle, which accounted for $1.7B, or 47% of sales. Concrete
and clay roof tile made up $0.95B (27%), while wood, metal, and slate roofing collectively
represented another $0.55B (15%). The value of all other roofing projects was about $0.41B
(11%).
We estimated roofing area market shares by assuming that roofing projects involving concrete
tile, clay tile, wood shingle/shake, or slate were 50% (Estimate 1) to 100% (Estimate 2) more
expensive than those using other roofing materials, such as shingle, metal, or membrane. This
suggests that the roofing market area distribution was 54-58% fiberglass shingle, 8-10% concrete
tile, 8-10% clay tile, 7% metal, 3% wood shake, and 3% slate (Table 1).
The functional distribution of the steep-slope roofing market in 2002 (including both residential
and small-commercial buildings) was about 60% replacement, 25% new construction, and 15%
repair and maintenance.
This paper examines methods for manufacturing fiberglass shingles, concrete tiles, clay tiles, and
metal roofing that constitute over 80% of all roofing materials by both expenditure and area.
Table 2 briefly describes each technology. We have focused on these four roofing products
because they are typically colored with pigmented coatings or additives. We do not discuss
production of wood and slate roofing. A better understanding of the current practices for
manufacturing colored roofing materials would allow us to develop cool colored materials
creatively and more effectively. The paper also discusses innovative methods for increasing the
solar reflectance of these roofing materials.
Methodology
We reviewed the literature for production of roofing materials and visited several roofing
material manufacturing plants.
Literature review
The following briefly summarizes several pertinent sources of information about roofing
manufacturing methods available from web sites, articles, papers, patents, and books. In The
Science and Technology of Traditional and Modern Roofing Systems, Laaly (1992) provides an
overview of the production and application of various roofing materials. A web site of the
National Park Services (NPS 2003) also provides the historical backgrounds of several roofing
materials, including asbestos-cement shingle, asphalt shingle, clay tile, composition (built-up
roofing), metal, slate, and wood shingle.
The Department of Health and Human Services (DHHS 2001) and the Environmental Protection
Agency (EPA 1995) have each prepared extensive documents discussing various manufacturing
methods for asphalt roofing products. These focus on environmental pollution, and do not
address the effects of roof reflectivity on heating and cooling energy use and on roof durability.
5
Brown (1960) and Jewett et al. (1994) detail in chapters of 1960 and 1994 editions of Industrial
Mineral and Rocks the manufacture of the colored roofing granules that are used in fiberglass
and organic shingle roofs. Though these texts cover a wide range of technical and marketing
issues related to the manufacture and production of colored granules, they provide limited
information on granule coloring techniques. Joedicke (1997 and 2002) discusses this topic in
greater detail.
Finally, Paris and Chusid (1997, 1999) briefly describe methods for coloring concrete products
using powder, liquid, and granulated pigments. They also discuss issues related to the durability
of colored concrete.
Plant visits
We visited a shingle plant, a metal roofing plant, and a clay tile plant in southern California; and
a granule production plant and a concrete tile plant in northern California. Brief discussions of
these plants are provided in the Appendix.
Table 1. 2002 Project residential roofing market in the U.S. western regiona
surveyed by
Western Roofing (2002).
Market share by $ Market share by roofing area (%)
Roofing Type
$B % Estimate 1 Estimate 2
Fiberglass Shingle 1.70 47.2 53.6 57.5
Concrete Tile 0.50 13.8 10.4 8.4
Clay Tile 0.45 12.6 9.5 7.7
Wood Shingle/Shake 0.17 4.7 3.6 2.9
Metal/Architectural 0.21 5.9 6.7 7.2
Slate 0.17 4.7 3.6 2.9
Other 0.13 3.6 4.1 4.4
SBC Modified 0.08 2.1 2.4 2.6
APP Modified 0.07 1.9 2.2 2.3
Metal/Structural 0.07 1.9 2.2 2.3
Cementitious 0.04 1.1 1.2 1.3
Organic Shingles 0.02 0.5 0.6 0.6
Total 3.60 100 100 100
a. The 14 states included in the U.S. western region are AK, AZ, CA, CO, HI, ID, MT, NV, NM, OR, TX,
UT, WA, and WY.
6
Table 2. Residential-building roofing technologies and their market shares in the 14-state U.S.
western region surveyed by Western Roofing (2002).
MARKET SHAREa
Technology Description Sales Areab
Asphalt
Shingle
Asphalt is a dark brown to black cementitious material, solid or semisolid, in which the
predominant constituents are naturally occurring or petroleum-derived bitumens. It is
used as a weatherproofing agent. The term asphalt shingle is generically used for
both fiberglass and organic shingles. There are two grades of asphalt shingles: (1)
standard, a.k.a. 3-tab; and (2) architectural, a.k.a. laminated or dimensional. Asphalt
shingles come in various colors.
47.7% 58.1%
Examples Fiberglass shingles, commonly known as “asphalt shingles,” consist of fiber mats that
are coated with asphalt and then covered with granules. Granules, a.k.a. mineral
granules or ceramic granules, are opaque naturally- or synthetically-colored
aggregates commonly used to surface cap sheets and shingles.
47.2% 57.5%
Organic shingles have a thick cellulose base that is saturated in soft asphalt. This
saturation makes them heavier than fiberglass shingles, and less resistant to heat and
humidity, but more durable in freezing cond

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ทบทวนวิธีการการผลิตวัสดุทำหลังคาที่อยู่อาศัยHashem Akbari, Ronnen เลวินสัน และ Paul Berdahlกลุ่มเกาะความร้อนลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ห้องปฏิบัติการแห่งชาติเบิร์กลีย์ CA 94720รายงานเตรียมไว้สำหรับ:โปรแกรมแคลิฟอร์เนียพลังงานเสริมท่าเรือโปรแกรมจัดการ: Nancy เจงกินส์ผู้จัดการโครงการ: Chris Scruton2003 มิถุนายน* ศึกษานี้ได้รับการสนับสนุน โดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียพลังงานค่าคอมมิชชั่น (พบกับ CEC) ผ่านสหรัฐฯ พลังงานภายใต้สัญญา DE-AC03-76SF00098 การปฏิเสธเอกสารนี้ถูกจัดทำเป็นบัญชีของผู้ให้สนับสนุน โดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาในขณะที่เชื่อว่าเอกสารนี้ประกอบด้วยข้อมูลที่ถูกต้อง ไม่สหรัฐอเมริการัฐบาล หรือหน่วยงานใดดังกล่าว หรือเดอะรีเจนท์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย หรือใด ๆลูกจ้าง รับประกันใด ๆ โดย นัย หรือรับผิดชอบใด ๆ ตามกฎหมายในความถูกต้อง สมบูรณ์ หรือประโยชน์ของข้อมูล เครื่องมือ ผลิตภัณฑ์ หรือกระบวนการเปิดเผย หรือแสดงว่าการใช้จะไม่ละเมิดสิทธิ์เป็นเจ้าของ อ้างอิงนี้กับการค้าผลิตภัณฑ์ กระบวนการ หรือบริการ โดยชื่อทางการค้า เครื่องหมายการค้าผู้ผลิต หรือมิฉะนั้น ไม่จำเป็น หรือโดยนัยของการสลักหลังคำแนะนำ หรือนความ โดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใดดังกล่าว หรือรีเจนท์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย มุมมองและความเห็นของผู้เขียนที่แสดงนี้รัฐ หรือสะท้อนของรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยใด ๆ นั้นไม่จำเป็น หรือรีเจนท์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย2ถาม-ตอบการศึกษานี้ได้รับการสนับสนุน โดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียพลังงานเสริม (พบกับ CEC) ผ่านการสหรัฐพลังงานภายใต้สัญญา DE-AC03-76SF00098 ผู้เขียนต้องการยอมรับการสนับสนุนและคำแนะนำของโครงการพบกับ CEC จัดการ Chris Scruton รวมทั้งผลงานของพันธมิตรอุตสาหกรรมรวมถึงนาย Gus Freshwater (กรรมการผู้จัดการใหญ่และทั่วไปผู้จัดการเซ็นชินเกิ้ล บริษัทเอิล์คฮิลล์ผลิตพืชใน Shafter, CA); ดร. Louis ฮาห์นและนาย Keith Tellman (ทั้งจาก บริษัทเอิล์คฮิลล์ เท็กซัส Headquarters); ดร.คริสโตเฟอร์รวม(3 เมตรอุตสาหกรรมแร่ฝ่าย); ดร. Ingo Joedicke (ISP สำนักงานใหญ่ Hagerstown MD); นายอภิรักษ์โกษะโยธินคาร์ลสัน David (ผู้จัดการโรงงานเม็ด ISP Ione, CA); นาย Steve Perry (โรงงานกะสัมภาษณ์ที่โรงงานม้วนเคลือบ Steelscape ในลนส์ Rancho, CA); นางสาวมิเชลVondran (ชื่อเดิมกับ BASF กับ Steelscape), นายจอห์น Marotta และนายเจย์เลวิส(ทั้งกับ BASF); นาย Jerry Vandewater และนาย Jim Smith (ทั้งจาก MonierLifetile), และนายโยะชิฮิ Suzuki (ผู้จัดการทั่วไปและกรรมการกระเบื้อง MCA ในโคโรน่า CA)3ทบทวนวิธีการผลิตวัสดุหลังคาที่อยู่อาศัย *Hashem Akbari, Ronnen เลวินสัน และ Paul Berdahlกลุ่มเกาะความร้อนลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ห้องปฏิบัติการแห่งชาติเบิร์กลีย์ CA 94720บทคัดย่องูสวัด กระเบื้อง และผลิตภัณฑ์โลหะประกอบด้วยกว่า 80% (ตามพื้นที่หลังคา) ของหลังคาแคลิฟอร์เนียตลาด (54-58% ไฟเบอร์เซ็นชินเกิ้ล 8-10% กระเบื้องคอนกรีต กระเบื้องดินเผา 8-10%, 7% โลหะ ไม้ 3%ปั่น และชนวน 3%) ในสภาพอากาศที่มีความสำคัญสำหรับการทำความเย็นพลังงาน เพิ่มหลังคาแบบสะท้อนแสงอาทิตย์ช่วยลดปริมาณการใช้พลังงานในอาคารเย็น ๆ กลไก และปรับปรุงoccupant ที่ความสะดวกสบายในอาคารที่ไม่ปรับอากาศ รายงานนี้ตรวจสอบวิธีการผลิตงูสวัดไฟเบอร์กลาส กระเบื้องคอนกรีต กระเบื้องดินเผา และหลังคาเหล็ก รายงานยังกล่าววิธีการนวัตกรรมใหม่สำหรับการเพิ่มแบบสะท้อนแสงอาทิตย์เหล่านี้วัสดุหลังคา เรามีเน้นผลิตภัณฑ์หลังคาสี่เนื่องจากพวกเขาโดยทั่วไปสีกับหมึกเคลือบหรือวัตถุเจือปน ความเข้าใจแนวทางปฏิบัติปัจจุบันสำหรับการผลิตสีวัสดุหลังคาจะช่วยให้เราพัฒนาวัสดุสีเย็นอย่างสร้างสรรค์และอื่น ๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ* ศึกษานี้ได้รับการสนับสนุน โดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียพลังงานค่าคอมมิชชั่น (พบกับ CEC) โดยสหรัฐอเมริกากรมธุรกิจพลังงานภายใต้สัญญา DE-AC03-76SF000984แนะนำตามนิตยสารตะวันตกหลังคาฉนวนกันความร้อนและ Siding (2002), มูลค่ารวมของการ2002 คาดการณ์ตลาดหลังคาที่อยู่อาศัยใน 14 ตะวันตกสหรัฐอเมริกา (AK, AZ, CA, CO, HI, IDMT, NV, NM หรือ TX, UT, WA และตัน WY) ได้ประมาณ 3.6 พันล้านเหรียญ (B) เราคาดว่า 40%($1 .4B) ที่ ใช้ยอดในแคลิฟอร์เนีย ส่วนแบ่งของสิงโตของหลังคาที่อยู่อาศัยรายจ่ายมีไฟเบอร์เซ็นชินเกิ้ล ซึ่งคิดเป็น $1, .7B หรือ 47% ของการขาย คอนกรีตและกระเบื้องหลังคาดินเผาทำ $.95B 0 (27%), ในขณะที่ไม้ โลหะ และชนวนหลังคาโดยรวมแสดงอีก $0 .55B (15%) มูลค่าของโครงการหลังคาอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับ $0 .41B(11%)เราประเมินหลังคาตั้งตลาดหุ้นโดยสมมติว่าหลังคาคอนกรีตที่เกี่ยวข้องกับโครงการกระเบื้อง กระเบื้องดินเผา เซ็นชินเกิ้ลไม้ปั่น หรือกระดานชนวนได้ 50% (ประมาณ 1) 100% (ประเมิน 2) เพิ่มเติมแพงกว่าใช้วัสดุหลังคาอื่น ๆ เช่นเซ็นชินเกิ้ล โลหะ หรือเมมเบรน นี้แนะนำว่า หลังคาตลาดตั้งกระจายอยู่ 54-58% ไฟเบอร์เซ็นชินเกิ้ล คอนกรีต 8-10%กระเบื้อง กระเบื้องดินเผา 8-10%, 7% โลหะ ปั่นไม้ 3% และชนวน 3% (ตารางที่ 1)การกระจายหน้าที่ของตลาดหลังคาลาดชันใน 2002 (รวมทั้งที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก) มีประมาณ 60% แทน ก่อสร้างใหม่ 25%, 15%ซ่อมแซมและบำรุงรักษากระดาษนี้ตรวจสอบวิธีการผลิตใยแก้วงูสวัด กระเบื้องคอนกรีต กระเบื้องดินเผา และโลหะหลังคาที่เป็นกว่า 80% ของทั้งหมดหลังคาวัสดุโดยค่าใช้จ่ายและที่ตั้งตารางที่ 2 อธิบายแต่ละเทคโนโลยีโดยย่อ เราได้เน้นผลิตภัณฑ์หลังคาสี่เนื่องจากพวกเขาโดยทั่วไปมีสีเคลือบมีสีหรือสารเติมแต่ง เราได้กล่าวถึงการผลิตไม้และหลังคานัด ความเข้าใจแนวทางปฏิบัติปัจจุบันสำหรับผลิตวัสดุสีหลังคาจะช่วยให้เราพัฒนาวัสดุสีเย็นสร้างสรรค์ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น กระดาษยังกล่าวถึงวิธีการใหม่ ๆ สำหรับการเพิ่มการแบบสะท้อนแสงอาทิตย์เหล่านี้วัสดุหลังคาวิธีการที่เราทบทวนวรรณกรรมสำหรับผลิตวัสดุหลังคา และเยี่ยมชมหลายหลังคาวัสดุผลิตพืชการทบทวนวรรณกรรมต่อไปนี้สั้น ๆ สรุปเกี่ยวแหล่งข้อมูลหลายแหล่งเกี่ยวกับหลังคาวิธีผลิตที่มีเว็บไซต์ บทความ เอกสาร สิทธิบัตร และหนังสือ ในวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีแบบดั้งเดิม และสมัยใหม่ ระบบหลังคา Laaly (1992) ให้การภาพรวมของการผลิตและการประยุกต์ใช้วัสดุหลังคาต่าง ๆ เว็บไซต์ของการบริการอุทยานแห่งชาติ (NPS 2003) ยังมีภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ของหลายหลังคาวัสดุ รวมทั้งเซ็นชินเกิ้ลซีเมนต์ เซ็นชินเกิ้ลยางมะตอย แผ่นดิน องค์ประกอบ (built-upหลังคา), โลหะ หินกาบ และเซ็นชินเกิ้ลไม้แผนกของสุขภาพและฝ่ายบริการ (DHHS 2001) และการป้องกันสิ่งแวดล้อมหน่วยงาน (EPA 1995) แต่ละเตรียมเอกสารอย่างละเอียดสนทนาต่าง ๆ ผลิตวิธีการสำหรับผลิตภัณฑ์หลังคายางมะตอย เหล่านี้เน้นมลพิษสิ่งแวดล้อม และไม่ผลของหลังคาแสงสะท้อนความร้อน และความเย็นใช้พลังงาน และอายุการใช้งานของหลังคา5สีน้ำตาล (1960) และรายละเอียดของบทของรุ่น 1960 และ 1994 อุตสาหกรรม Jewett et al. (1994)แร่ และหินการผลิตเม็ดสีหลังคาที่ใช้ในการไฟเบอร์กลาสและเซ็นชินเกิ้ลอินทรีย์หลังคา แม้ว่า ข้อความเหล่านี้ครอบคลุมหลากหลายด้านเทคนิค และการตลาดissues related to the manufacture and production of colored granules, they provide limitedinformation on granule coloring techniques. Joedicke (1997 and 2002) discusses this topic ingreater detail.Finally, Paris and Chusid (1997, 1999) briefly describe methods for coloring concrete productsusing powder, liquid, and granulated pigments. They also discuss issues related to the durabilityof colored concrete.Plant visitsWe visited a shingle plant, a metal roofing plant, and a clay tile plant in southern California; anda granule production plant and a concrete tile plant in northern California. Brief discussions ofthese plants are provided in the Appendix.Table 1. 2002 Project residential roofing market in the U.S. western regiona surveyed byWestern Roofing (2002).Market share by $ Market share by roofing area (%)Roofing Type$B % Estimate 1 Estimate 2Fiberglass Shingle 1.70 47.2 53.6 57.5Concrete Tile 0.50 13.8 10.4 8.4Clay Tile 0.45 12.6 9.5 7.7Wood Shingle/Shake 0.17 4.7 3.6 2.9Metal/Architectural 0.21 5.9 6.7 7.2Slate 0.17 4.7 3.6 2.9Other 0.13 3.6 4.1 4.4SBC Modified 0.08 2.1 2.4 2.6APP Modified 0.07 1.9 2.2 2.3Metal/Structural 0.07 1.9 2.2 2.3Cementitious 0.04 1.1 1.2 1.3Organic Shingles 0.02 0.5 0.6 0.6Total 3.60 100 100 100a. The 14 states included in the U.S. western region are AK, AZ, CA, CO, HI, ID, MT, NV, NM, OR, TX,UT, WA, and WY.6Table 2. Residential-building roofing technologies and their market shares in the 14-state U.S.ภาคตะวันตกสำรวจ โดยตะวันตกหลังคา (2002)ตลาด SHAREaAreab ขายอธิบายเทคโนโลยียางมะตอยเซ็นชินเกิ้ลยางมะตอยมีสีน้ำตาลเข้มกับสีดำวัสดุซีเมนต์ ของแข็ง หรือ semisolid ซึ่งการconstituents กันจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ หรือปิโตรเลียมมา bitumens มันเป็นใช้เป็นตัวแทน weatherproofing โดยใช้เซ็นชินเกิ้ลยางมะตอยระยะสำหรับไฟเบอร์กลาสและงูสวัดอินทรีย์ มีเกรดสองของยางมะตอยงูสวัด: (1)มาตรฐาน หรือเวสท์วูด 3- แท็บ และ (2) สถาปัตยกรรม หรือเวสท์วูดเคลือบ หรือมิติ ยางมะตอยงูสวัดมาในสีต่าง ๆ47.7 58.1%งูสวัดใยแก้วตัวอย่าง โดยทั่วไปเรียกว่า "ยางมะตอยงูสวัด ประกอบด้วยเส้นใยเสื่อที่เคลือบ ด้วยยางมะตอย และปกคลุม ด้วยเม็ดแล้ว เม็ด แร่หรือเวสท์วูดเม็ดหรือเม็ดเซรามิก มีความทึบแสงธรรมชาติ หรือโซเดี่ยมสีผลที่ใช้กันทั่วไปผิวหมวกแผ่นและงูสวัด47.2% 57.5%งูสวัดอินทรีย์มีฐานหนาเซลลูโลสที่อิ่มตัวในยางมะตอยอ่อน นี้ความเข้มทำให้พวกเขาหนักกว่างูสวัดไฟเบอร์กลาส และน้อยทนต่อความร้อน และความชื้น แต่แข็งแรงทนทานในการแช่แข็ง cond

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทบทวนวิธีการในการ
ผลิตที่อยู่อาศัยวัสดุมุงหลังคา
Hashem Akbari, Ronnen เลวินสันและพอล Berdahl
ร้อนเกาะกลุ่ม
อเรนซ์เบิร์กลีย์ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ
Berkeley, CA 94720
รายงานจัดเตรียมสำหรับ:
แคลิฟอร์เนียคณะกรรมาธิการพลังงาน PIER โปรแกรม
ผู้จัดการโครงการ: แนนเจนกินส์
ผู้จัดการโครงการ: คริส Scruton
มิถุนายน 2003
* การศึกษาครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนโดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียคณะกรรมการพลังงาน (CEC) ผ่าน
กระทรวงพลังงานสหรัฐภายใต้สัญญา DE-AC03-76SF00098.
หมายเหตุ
เอกสารฉบับนี้ถูกจัดทำขึ้นเป็นบัญชีของการทำงานที่สนับสนุนโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกา.
ในขณะที่ เอกสารฉบับนี้เชื่อว่าจะมีข้อมูลที่ถูกต้องทั้งสหรัฐอเมริกา
รัฐบาลหรือหน่วยงานใดหรือผู้สำเร็จราชการของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียหรือใด ๆ ของ
พนักงานของพวกเขาทำให้การรับประกันใด ๆ หรือโดยนัยหรือรับผิดชอบใด ๆ ทางกฎหมายสำหรับ
ความถูกต้อง สมบูรณ์หรือประโยชน์ของข้อมูลใด ๆ อุปกรณ์ผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการ
ที่เปิดเผยหรือแสดงให้เห็นว่าการใช้งานจะไม่ละเมิดสิทธิของเอกชน การอ้างอิงที่นี้
กับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์เฉพาะเจาะจงใด ๆ กระบวนการหรือบริการโดยใช้ชื่อทางการค้าเครื่องหมายการค้า
ผู้ผลิตหรืออย่างอื่นไม่จำเป็นต้องเป็นหรือหมายถึงการรับรองของมัน
ข้อเสนอแนะหรือความนิยมจากรัฐบาลประเทศสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใดหรือ
ผู้สำเร็จราชการ ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย มุมมองและความคิดเห็นของผู้เขียนแสดงไว้ในที่นี้จะ
ไม่จำเป็นต้องระบุหรือสะท้อนเหล่ารัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใดหรือ
ผู้สำเร็จราชการของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย.
2
กิตติกรรมประกาศ
การศึกษาครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนโดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียคณะกรรมาธิการพลังงาน (CEC) ผ่าน
U. เอสกระทรวงพลังงานภายใต้สัญญา DE-AC03-76SF00098 ผู้เขียนอยากจะ
รับทราบการสนับสนุนและคำแนะนำของผู้จัดการโครงการ CEC คริส Scruton เช่นเดียวกับการ
มีส่วนร่วมของคู่ค้าอุตสาหกรรมของเรารวมทั้งน้ำจืดนายกัส (รองประธานและทั่วไป
ผู้จัดการของกวางคอร์ปอเรชั่นแผ่นไม้มุงหลังคาโรงงานผลิตในเซฟเตอร์, CA) ; ดร. หลุยส์ฮาห์น
และนายคี ธ Tellman (ทั้งจากกวางคอร์ปอเรชั่นสำนักงานใหญ่เท็กซัส); ดร. คริสโตมวลรวม
(3M แร่อุตสาหกรรมกอง); ดร. อิงโก Joedicke (สำนักงานใหญ่ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตใน Hagerstown MD); นาย
เดวิดคาร์ลสัน (ผู้จัดการของโรงงานเม็ด ISP ใน Ione, CA); นายสตีฟเพอร์รี่ (กะพืช
อำนวยความสะดวกที่โรงงาน Steelscape ขดลวดเคลือบใน Rancho Cucamonga, CA); นางสาวมิเชล
Vondran (สมัยก่อนกับ บริษัท BASF ตอนนี้มี Steelscape) นายจอห์น Marotta และนายเจย์ลูอิส
(ทั้งกับ บริษัท BASF); นายเจอร์รี่ Vandewater และนายจิมสมิ ธ (ทั้งจาก MonierLifetile) และนาย
โยชิฮิโรซูซูกิ (ผู้จัดการทั่วไปและผู้อำนวยการเอ็มกระเบื้องในโคโรนาแคลิฟอร์เนีย).
3
ทบทวนวิธีการในการ
ผลิตวัสดุมุงหลังคาที่อยู่อาศัย *
Hashem Akbari, Ronnen เลวินสันและพอล Berdahl
ร้อนเกาะกลุ่ม
อเรนซ์เบิร์กลีย์ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ
Berkeley, CA 94720
บทคัดย่อ
งูสวัดกระเบื้องและผลิตภัณฑ์โลหะรวมถึงกว่า 80% (โดยพื้นที่หลังคา) ของหลังคาแคลิฟอร์เนีย
ตลาด (54-58% แผ่นไม้มุงหลังคาไฟเบอร์กลาส, 8-10 % กระเบื้องคอนกรีต, 8-10% กระเบื้องดินเผาโลหะ 7%, 3% ไม้
สั่นและกระดานชนวน 3%) ในสภาพอากาศที่มีความต้องการอย่างมีนัยสำคัญสำหรับระบายความร้อนพลังงานที่เพิ่มขึ้นหลังคา
สะท้อนแสงอาทิตย์ช่วยลดการใช้พลังงานในอาคารระบายความร้อนอัตโนมัติและช่วยเพิ่ม
ความสะดวกสบายในครอบครองอาคารที่ไม่ใช่ที่ปรับอากาศ รายงานนี้ตรวจสอบวิธีการในการผลิต
งูสวัดไฟเบอร์กลาส, กระเบื้องคอนกรีตกระเบื้องดินเผาและหลังคาโลหะ นอกจากนี้รายงานยังกล่าวถึง
วิธีการใหม่สำหรับการเพิ่มการสะท้อนแสงอาทิตย์เหล่านี้วัสดุมุงหลังคา เราได้
มุ่งเน้นไปที่สี่เหล่านี้ผลิตภัณฑ์หลังคาเพราะพวกเขามักจะมีสีที่มีสี
เคลือบหรือสารเติมแต่ง ความเข้าใจที่ดีขึ้นของการปฏิบัติในปัจจุบันสำหรับการผลิตสี
วัสดุมุงหลังคาจะช่วยให้เราสามารถพัฒนาวัสดุสีเย็นอย่างสร้างสรรค์และอื่น ๆ
ได้อย่างมีประสิทธิภาพ. * การศึกษาครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนโดยเงินทุนจากแคลิฟอร์เนียคณะกรรมการพลังงาน (CEC) ผ่านสหรัฐอเมริกากระทรวงพลังงานภายใต้สัญญา de- AC03-76SF00098. 4 บทนำตามตะวันตกมุงหลังคาฉนวนกันความร้อนและนิตยสารเข้าข้าง (2002) มูลค่ารวมของตลาดที่คาดการณ์ 2002 หลังคาที่อยู่อาศัยใน 14 รัฐของสหรัฐอเมริกาตะวันตก (AK, AZ, CA, CO, HI, ID, มอนแทนา, NV, NM, OR, เท็กซัส, ยูทาห์, วอชิงตันและ WY) เป็นเรื่องเกี่ยวกับ $ 3600000000 (B) เราประเมินว่า 40% ($ 1.4b) ของจำนวนเงินที่ถูกใช้ไปในรัฐแคลิฟอร์เนีย สิงโตของหุ้นของหลังคาที่อยู่อาศัยค่าใช้จ่ายเป็นแผ่นไม้มุงหลังคาไฟเบอร์กลาสซึ่งคิดเป็น $ 1.7B หรือ 47% ของยอดขาย คอนกรีตและดินเหนียวกระเบื้องหลังคาขึ้น $ 0.95B (27%) ในขณะที่ไม้โลหะและหลังคาหินชนวนเรียกตัวแทนอีก $ 0.55B (15%) มูลค่าโครงการหลังคาอื่น ๆ ทั้งหมดเป็นเรื่องเกี่ยวกับ $ 0.41B (11%). เราคาดหลังคาส่วนแบ่งการตลาดในพื้นที่โดยสมมติว่าโครงการที่เกี่ยวข้องกับหลังคาคอนกรีตกระเบื้อง, กระเบื้องดินกรวดไม้ / สั่นหรือกระดานชนวนเป็น 50% (ประมาณ 1) 100 % (ประมาณ 2) อื่น ๆที่มีราคาแพงกว่าผู้ที่ใช้วัสดุมุงหลังคาอื่น ๆ เช่นแผ่นไม้มุงหลังคาโลหะหรือเมมเบรน นี้แสดงให้เห็นว่าการกระจายพื้นที่ตลาดหลังคาเป็น 54-58% แผ่นไม้มุงหลังคาไฟเบอร์กลาส, 8-10% คอนกรีตกระเบื้อง 8-10% กระเบื้องดินเผาโลหะ 7% สั่นไม้ 3% และกระดานชนวน 3% (ตารางที่ 1). การทำงาน การกระจายตัวของลาดชันหลังคาตลาดในปี 2002 (รวมทั้งที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก) เป็นประมาณ 60% ทดแทน 25% การก่อสร้างใหม่และ 15% ซ่อมแซมและบำรุงรักษา. กระดาษนี้จะตรวจสอบวิธีการในการผลิตงูสวัดไฟเบอร์กลาส, กระเบื้องคอนกรีต กระเบื้องดินเผาและหลังคาโลหะที่เป็นกว่า 80% ของวัสดุมุงหลังคาทั้งหมดทั้งค่าใช้จ่ายและพื้นที่. ตารางที่ 2 อธิบายสั้น ๆ แต่ละเทคโนโลยี เราได้มุ่งเน้นไปที่สี่เหล่านี้ผลิตภัณฑ์หลังคาเพราะพวกเขามักจะมีสีเคลือบด้วยสีหรือสารเติมแต่ง เราไม่ได้หารือเกี่ยวกับการผลิตจากไม้และมุงหลังคากระดานชนวน ความเข้าใจที่ดีขึ้นของการปฏิบัติในปัจจุบันสำหรับวัสดุมุงหลังคาสีผลิตจะช่วยให้เราสามารถพัฒนาวัสดุสีเย็นอย่างสร้างสรรค์และมีประสิทธิภาพมากขึ้น กระดาษยังกล่าวถึงวิธีการใหม่สำหรับการเพิ่มการสะท้อนแสงอาทิตย์เหล่านี้วัสดุมุงหลังคา. วิธีการเราได้ตรวจสอบวรรณกรรมสำหรับการผลิตวัสดุมุงหลังคามุงหลังคาและเยี่ยมชมหลายวัสดุการผลิตพืช. ทบทวนวรรณกรรมดังต่อไปนี้สรุปสั้น ๆ ที่เกี่ยวข้องหลายแหล่งที่มาของข้อมูลเกี่ยวกับหลังคาวิธีการผลิตที่มีอยู่ จากเว็บไซต์บทความเอกสารสิทธิบัตรและหนังสือ ในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมและสมัยใหม่มุงหลังคาระบบ Laaly (1992) ให้ภาพรวมของการผลิตและการประยุกต์ใช้วัสดุมุงหลังคาต่างๆ เว็บไซต์ของบริการอุทยานแห่งชาติ (NPS 2003) นอกจากนี้ยังมีภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ของหลังคาหลายวัสดุรวมทั้งแผ่นไม้มุงหลังคาซีเมนต์ใยหิน, แผ่นไม้มุงหลังคายางมะตอยกระเบื้องดินเผาองค์ประกอบ (สร้างขึ้นหลังคา) โลหะชนวนและแผ่นไม้มุงหลังคาไม้กรมอนามัยและมนุษย์บริการ (DHHS 2001) และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของหน่วยงาน (EPA 1995) มีแต่ละเตรียมเอกสารที่กว้างขวางคุยการผลิตที่แตกต่างกันวิธีการสำหรับผลิตภัณฑ์หลังคายางมะตอย มุ่งเน้นในการเกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเหล่านี้และไม่ได้อยู่ที่ผลของการสะท้อนแสงหลังคาได้รับความร้อนและความเย็นการใช้พลังงานและความทนทานหลังคา. 5 บราวน์ (1960) และจิวเวทท์และอัล (1994) รายละเอียดในบทที่ 1960 และ 1994 ฉบับอุตสาหกรรมแร่และหินการผลิตเม็ดสีหลังคาที่ใช้ในไฟเบอร์กลาสและหลังคามุงด้วยไม้อินทรีย์ แม้ว่าข้อความเหล่านี้ครอบคลุมหลากหลายทางด้านเทคนิคและการตลาดประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการผลิตเม็ดสีที่พวกเขาให้การ จำกัดข้อมูลเกี่ยวกับเทคนิคการทำสีเม็ด Joedicke (1997 และ 2002) กล่าวถึงเรื่องนี้ในรายละเอียดมากขึ้น. สุดท้ายปารีสและ Chusid (1997, 1999) อธิบายวิธีการสำหรับการระบายสีผลิตภัณฑ์คอนกรีตโดยใช้ผงของเหลวและสีทราย นอกจากนี้ยังหารือเกี่ยวกับประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความทนทานของคอนกรีตสี. การเยี่ยมชมโรงงานเราเข้าเยี่ยมชมโรงงานผลิตแผ่นไม้มุงหลังคาอาคารหลังคาโลหะและโรงงานกระเบื้องดินเผาในแคลิฟอร์เนียภาคใต้; และโรงงานผลิตเม็ดและโรงงานกระเบื้องคอนกรีตในภาคเหนือของรัฐแคลิฟอร์เนีย การอภิปรายโดยย่อของพืชเหล่านี้มีอยู่ในภาคผนวก. ตารางที่ 1 ปี 2002 ตลาดที่อยู่อาศัยโครงการหลังคาในสหรัฐอเมริกา regiona ตะวันตกสำรวจโดยมุงหลังคาตะวันตก (2002). ส่วนแบ่งการตลาดโดย $ ส่วนแบ่งการตลาดพื้นที่หลังคา (%) ประเภทมุงหลังคา$ B% ประมาณการ 1 ประมาณ 2 ไฟเบอร์กลาสกรวด 1.70 47.2 53.6 57.5 กระเบื้องคอนกรีต 0.50 13.8 10.4 8.4 0.45 กระเบื้องดิน 12.6 9.5 7.7 ไม้กรวด / เขย่า 0.17 4.7 3.6 2.9 โลหะ / สถาปัตยกรรม 0.21 5.9 6.7 7.2 4.7 ชนวน 0.17 3.6 2.9 0.13 อื่น ๆ 3.6 4.1 4.4 SBC ดัดแปลง 0.08 2.1 2.4 2.6 APP ดัดแปลง 0.07 1.9 2.2 2.3 โลหะ / โครงสร้าง 0.07 1.9 2.2 2.3 1.1 ซีเมนต์ 0.04 1.2 1.3 งูสวัดอินทรีย์ 0.02 0.5 0.6 0.6 รวม 3.60 100 100 100 14 รัฐรวมอยู่ในภูมิภาคตะวันตกของสหรัฐมี AK, อาริโซน่า, แคลิฟอร์เนีย, โคโลราโด, ฮาวาย, ID, มอนแทนา, เนวาด้า, NM, OR, เท็กซัส, ยูทาห์, วอชิงตันและไวโอมิง. 6 ตารางที่ 2 การสร้างที่อยู่อาศัยเทคโนโลยีของพวกเขาและหลังคา ส่วนแบ่งการตลาดใน 14 รัฐของสหรัฐอเมริกาภาคตะวันตกสำรวจโดยมุงหลังคาตะวันตก (2002). ตลาด SHAREa ขายรายละเอียดเทคโนโลยี Areab ยางมะตอยกรวดยางมะตอยเป็นสีน้ำตาลเข้มวัสดุประสานสีดำเป็นของแข็งหรือกึ่งแข็งซึ่งเป็นคนละเรื่องเด่นจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือปิโตรเลียม -derived บิทูเมน มันถูกใช้เป็นตัวแทน Weatherproofing ระยะกรวดยางมะตอยเป็นโดยทั่วไปที่ใช้สำหรับทั้งไฟเบอร์กลาสและงูสวัดอินทรีย์ มีสองเกรดของโรคงูสวัดยางมะตอยคือ (1) มาตรฐาน aka 3 แท็บ; และ (2) สถาปัตยกรรมอาคาลามิเนตหรือมิติ ยางมะตอยงูสวัดมาในสีต่างๆ. 47.7% 58.1% ตัวอย่างโรคงูสวัดไฟเบอร์กลาสที่รู้จักกันทั่วไปว่า "โรคงูสวัดยางมะตอย" ประกอบด้วยเสื่อเส้นใยที่เคลือบด้วยยางมะตอยและปกคลุมแล้วด้วยเม็ด เม็ดอาคาแร่เม็ดหรือเม็ดเซรามิกที่มีสีขาวขุ่นหรือ naturally- สังเคราะห์สีมวลที่ใช้กันทั่วไปพื้นผิวแผ่นฝาครอบและงูสวัด. 47.2% 57.5% โรคงูสวัดอินทรีย์มีฐานเซลลูโลสหนาที่จะอิ่มตัวในยางมะตอยที่อ่อนนุ่ม นี้ความอิ่มตัวของสีที่ทำให้พวกเขาหนักกว่าโรคงูสวัดไฟเบอร์กลาสและทนน้อยที่จะร้อนและความชื้น แต่ทนทานมากขึ้นในการแช่แข็ง cond

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทบทวนวิธีการผลิตวัสดุมุงหลังคาที่อยู่อาศัย

akbari ronnen Hashem , เลวินสัน และ พอล berdahl

ลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์เกาะร้อนกลุ่มห้องปฏิบัติการแห่งชาติ
Berkeley , CA 94720
รายงานเตรียม :
คณะกรรมการพลังงานแคลิฟอร์เนียท่าเรือโปรแกรม
โปรแกรมจัดการ : Nancy เจนกินส์
ผู้จัดการโครงการ : คริส scruton

มิถุนายน 2546* การศึกษานี้ได้รับการสนับสนุนโดยเงินทุนจากคณะกรรมการพลังงานแคลิฟอร์เนีย ( CEC ) ผ่าน
สหรัฐอเมริกากรมพลังงานภายใต้ de-ac03-76sf00098 สัญญา

เตรียมปฏิเสธเอกสารนี้เป็นบัญชีที่งานสนับสนุนโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกา
ในขณะที่เอกสารนี้เชื่อว่ามีข้อมูลที่ถูกต้องทั้งสหรัฐอเมริกา
รัฐบาล หรือหน่วยงานใด ๆของมันหรือผู้สำเร็จราชการของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย หรือใด ๆของ
พนักงาน ทำให้การรับประกันใด ๆแสดงหรือโดยนัย หรือถือว่ามีกฎหมายรับผิดชอบ
ความถูกต้อง ครบถ้วน หรือประโยชน์ของข้อมูลใด ๆ อุปกรณ์ ผลิตภัณฑ์ หรือกระบวนการ
เปิดเผย หรือหมายถึงว่าใช้ของมันจะไม่ละเมิดสิทธิของส่วนบุคคล อ้างอิงในที่นี้
เพื่อที่เฉพาะเจาะจงใด ๆในเชิงพาณิชย์ผลิตภัณฑ์ กระบวนการหรือบริการ ชื่อทางการค้า เครื่องหมายการค้า
ผู้ผลิต หรือมิฉะนั้น ไม่จําเป็นต้องเป็นหรือบ่งบอกถึงการรับรองของ
แนะนำ หรือสนับสนุนโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาหรือหน่วยงานใด ๆนั้น หรือ
ผู้สำเร็จราชการของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย มุมมองและความคิดเห็นของผู้เขียนที่แสดงในที่นี้ทำ