Композит дерево: Древесно-полимерный композит (ДПК): состав, преимущества материала

Содержание

Композит или натуральное дерево? Bruggan (Россия)

При обустройстве веранды, террасы на даче или в загородном доме всегда возникает вопрос какие материалы использовать в отделке. В зависимости от предпочтения большинство собственников делают свой выбор в пользу натурального дерева, другие являются приверженцами древесно-полимерных композитов. Натуральная и композитная доска всегда являются фаворитами среди других отделочных материалов.

Если говорить о древесно-полимерном композите, то он представляется собой отчасти искусственный материал. Однако, он полностью соответствует всем характеристикам древесины, и по некоторым техническим позициям превосходит натуральную доску. Древесно-полимерный материал изначально был создан в США. Позже он активно стал применяться в Европейских странах В Украине особым спросом пользуются ДПК и лиственница. Каждое из покрытий имеют свои особенности и преимущества, о которых будет рассказано в данной статье.

Сравнение лиственницы и ДПК

Лиственница относится к натуральным видам древесины. Ее обычно применяют для обустройства террасы и веранды. У нее отличные характеристики. Лиственница – натуральный материал, который оптимизирован к перепадам температурного режима. Для прочности специалисты рекомендуют натуральную доску пропитать специальными маслами, которые помогаю сохранить естественный цвет дерева. Лиственница красиво смотрится. Если поверхность правильно обработана и подготовлена, то она будет смотреться богато и достойно.

Важно знать! Натуральную древесину нужно подвергать обработке регулярно. В противном случае она потеряет свой привлекательный внешний вид, в древесине заведутся древесные жуки-короеды, появляться грибок, плесень и доска начнет гнить.

Монтаж из натуральной древесной доски является трудоемким и сложным процессом. Изначально все доски следует хорошо подготовить. Края древесины должны быть ровными. Монтаж должен осуществлять только специалист. Приблизительная стоимость древесины в Украине составляет в среднем от 320 до 800 гр./м2.

Большинство собственников загородных домов и дач, предпочитают в качестве напольного покрытия использовать для террасы древесно-полимерный композит. Материал довольно прочный и не уступает по характеристикам лиственнице. Наоборот, по намного прочней и устойчивей натурального дерева. У ЛПК идеально ровная поверхность, которая устойчива к износам, царапинам и сколам. Материал влагоустойчивый и адаптирован под высокие температурные режимы.

Монтаж террасной доски из древесно-полимерного композита легко делать. Укладка напольного покрытия занимает намного меньше времени, чем лиственница. Древесно-полимерный композит очень схож по характеристикам и внешнему виду с ламинатной доской. ДПК не требует особого ухода. Его не нужно пропитывать специальными маслами. Из ухода потребуется только протирание, скопившейся на поверхности пыли.

Подведем итоги

Рассмотрев в качестве напольного покрытия лиственницу и ДПК, каждый делает свой выбор, который зависит от ваших требований к материалу. Покрытие ДПК обладает рядом уникальных свой и характеристик. Покрытие долговечно, удобно в монтаже, не требует особого ухода, долговечно в эксплуатации. Лиственница-натуральная террасная доска, которая требует особого ухода и обработки, монтаж должен осуществлять только специалистом. Натуральное покрытие сильно подвержено влиянию ультрафиолетовых лучей, а ДПК к ним к ним устойчив. Натуральную доску из лиственницы, во избежание появления плесени, грибка и жуков-короедов обязательно следует обрабатывать специальными маслами и пропитками. Древесно-полимерный композит не нуждается в специальной обработке. Конечно, у каждого покрытия есть свои преимущества. Выбор остается только за вами.

«Вечное дерево» или что такое древесно-полимерный композит

Происхождение

Чтобы натуральное дерево максимально долго сохраняло все свои позитивные технические и экологические качества, не боялось агрессивной окружающей среды, гениальные итальянские инженеры научились его консервировать с помощью пластика. Так появился древесно-полимерный композит, который вот уже десять лет используется в строительстве террасных площадок в Украине. Поговорим о компонентах этого современного строительного материала и его свойствах.

Смесь древесины и полимеров

ДПК — продукт, который образуется в результате смешения древесной муки с полимерами, красителями и аддитивами (добавки для улучшения свойств материала). Эти компоненты нагревают так, чтобы они расплавились и, подчиняясь закону физики о диффузии, смешались в единое целое. После получения однородной массы, смесь выливают в специальные формы фасадного профиля или доски. Звучит просто, но на самом деле это достаточно сложный процесс.

Производители древесно-полимерных композитных материалов используют разное соотношение древесной муки и полимеров. Самыми распространенными пропорциями древесины и полимеров в составе композита на сегодняшний день являются: 50:50; 60:40; 70:30; 80:20.

Чем больше в ДПК полимеров, тем сильнее доска похожа на пластик. Когда много древесной муки, материал активнее впитывает влагу и набухает, в виду чего сокращается срок эксплуатации. Оптимальный вариант – равное соотношение дерева и термопластичных полимеров, если речь идет о ПВХ (поли-винил хлорид), и соотношение 70:30 если используется ПП (полиэтилен низкой плотности). Тогда этот материал будет иметь внешний вид дерева, но без присущих древесине недостатков.

Вспомогательные компоненты

В сырье добавляют аддитивы и красители. Последние – экологически безвредные вещества, которые позволяет существенно расширять цветовую гамму: от классических до ярких новаторских решений.

Аддитивы, по большому счету, — катализаторы, которые улучшают технологические процессы и свойства получаемой продукции. Эти компоненты повышают влагостойкость изделий, износостойкость, прочность. А также защищают от старения под воздействием низких температур и ультрафиолетового излучения. Поэтому композитную доску можно использовать в поистине суровых условиях.

Самое массовое распространение ДПК получил в строительстве и архитектуре. Он применяется при создании террас, фасадов, заборов и других элементов наружной отделки. Около 70% мирового потребления ДПК приходится на строительную отрасль. По итогам 2016 года, мировой объем производства древесно-полимерного композита составил 4 млн. т, на сумму $5,5 млрд. Лидерами производства и потребления изделий из этого многокомпонентного строительного материала являются США, Китай, Япония, Канада и Германия.

Влияние компонентов древесно-полимерного композита на его характеристики

Полимеры

Увеличивают стойкость к атмосферным воздействиям (влага, солнечное излучение, перепады температур)
Обеспечивают точность и постоянство геометрии формы
Устраняют риск получения заноз, не позволяют образовываться трещинам и сколам
Нивелируют надобность в обработке (шлифовка, покраска, пропитка)

Древесина

Сохраняет естественность (натуральность) продукции
Гарантирует простоту обработки

Аддитивы (стабилизаторы и модификаторы)

Делают материалы устойчивыми к микроорганизмам и насекомым
Способствуют однородности состава
Дают вариативность цвета
Стабилизируют свойства

Композитный

Intent
Composite — это структурный шаблон проектирования, который позволяет объединять объекты в древовидные структуры, а затем работать с этими структурами, как если бы они были отдельными объектами.
Проблема
Использование шаблона Composite имеет смысл только тогда, когда основная модель вашего приложения может быть представлена в виде дерева.
Например, представьте, что у вас есть два типа объектов: Продукты и Коробки . Коробка может содержать несколько продуктов , а также несколько меньших коробок . Эти маленькие коробки также могут содержать некоторые продуктов или даже меньшие коробки и так далее.
Допустим, вы решили создать систему заказов, использующую эти классы. Заказы могут содержать как простые товары без какой-либо упаковки, так и коробки с продуктами… и другие коробки. Как бы вы определили общую стоимость такого заказа?

Заказ может включать в себя различные продукты, упакованные в коробки, которые упакованы в большие коробки и так далее. Вся конструкция выглядит как перевернутое дерево.
Вы можете попробовать прямой подход: разверните все коробки, просмотрите все продукты и подсчитайте сумму. Это было бы выполнимо в реальном мире; но в программе это не так просто, как запустить цикл. Вы должны заранее знать классы продуктов и ящиков , через которые вы проходите, уровень вложенности ящиков и другие неприятные детали. Все это делает прямой подход либо слишком неудобным, либо даже невозможным.
Решение
Шаблон Composite предполагает, что вы работаете с продуктами и ящиками через общий интерфейс, который объявляет метод расчета общей цены.

Как работает этот метод? Для продукта он просто возвращает цену продукта. Для коробки он просматривает каждый предмет, содержащийся в коробке, спрашивает его цену, а затем возвращает общую сумму для этой коробки. Если бы одним из этих предметов была коробка меньшего размера, эта коробка также начала бы перебирать свое содержимое и так далее, пока не были бы рассчитаны цены всех внутренних компонентов. Коробка может даже добавить некоторые дополнительные расходы к окончательной цене, например стоимость упаковки.
Составной шаблон позволяет рекурсивно запускать поведение для всех компонентов дерева объектов.
Наибольшее преимущество этого подхода заключается в том, что вам не нужно заботиться о конкретных классах объектов, составляющих дерево. Вам не нужно знать, является ли объект простым продуктом или сложной коробкой. Вы можете работать с ними одинаково через общий интерфейс. Когда вы вызываете метод, объекты сами передают запрос вниз по дереву.

Аналогия из реального мира
Пример военной постройки.
Армии большинства стран имеют иерархическую структуру. Армия состоит из нескольких дивизий; дивизия – это совокупность бригад, а бригада состоит из взводов, которые могут быть разбиты на отделения. Наконец, отряд — это небольшая группа настоящих солдат. Приказы отдаются наверху иерархии и передаются на каждый уровень до тех пор, пока каждый солдат не узнает, что нужно делать.
Структура
Интерфейс компонента описывает операции, общие как для простых, так и для сложных элементов дерева.
Лист — это базовый элемент дерева, не имеющий подэлементов.

Обычно конечные компоненты выполняют большую часть реальной работы, поскольку им некому делегировать эту работу.
Контейнер (он же составной ) — это элемент, который имеет подэлементы: листья или другие контейнеры. Контейнер не знает конкретных классов своих потомков. Работает со всеми подэлементами только через интерфейс компонента.
При получении запроса контейнер делегирует работу своим подэлементам, обрабатывает промежуточные результаты и затем возвращает конечный результат клиенту.
Клиент работает со всеми элементами через интерфейс компонента. В результате клиент может одинаково работать как с простыми, так и со сложными элементами дерева.
Псевдокод
В этом примере шаблон Composite позволяет реализовать наложение геометрических фигур в графическом редакторе.

Пример редактора геометрических фигур.
Класс CompoundGraphic — это контейнер, который может содержать любое количество подформ, включая другие составные формы. Составная форма имеет те же методы, что и простая форма. Однако вместо того, чтобы делать что-то самостоятельно, составная фигура рекурсивно передает запрос всем своим дочерним элементам и «суммирует» результат.
Клиентский код работает со всеми фигурами через единый интерфейс, общий для всех классов фигур. Таким образом, клиент не знает, работает ли он с простой формой или сложной. Клиент может работать с очень сложными структурами объектов, не привязываясь к конкретным классам, формирующим эту структуру.
// Интерфейс компонента объявляет общие операции для обоих // простые и сложные объекты композиции.

Интерфейс Графика есть метод переместить (х, у) метод рисования() // Листовой класс представляет конечные объекты композиции. А // листовой объект не может иметь подобъектов. Обычно это лист // объекты, выполняющие реальную работу, а только составные объекты // делегировать их подкомпонентам. класс Dot реализует графику поле х, у конструктор Dot(x, y) { ... } метод move(x, y) это.х += х, это.у += у метод draw() есть // Нарисуйте точку в точках X и Y. // Все классы компонентов могут расширять другие компоненты. класс Circle extends Dot is радиус поля конструктор Circle(x, y, радиус) { ... } метод draw() есть // Нарисуйте окружность по X и Y с радиусом R. // Составной класс представляет сложные компоненты, которые могут // есть дети. Составные объекты обычно делегируют фактическую // работаем со своими детьми, а потом "суммируем" результат. класс CompoundGraphic реализует графику дочерние поля: массив графических // Составной объект может добавлять или удалять другие компоненты // (как простой, так и сложный) в или из его дочернего списка.
метод add(child: Graphic) // Добавляем дочерний элемент в массив дочерних элементов. метод удаления (дочерний: Графика) // Удалить дочерний элемент из массива дочерних элементов. метод move(x, y) foreach (ребенок в детях) делать ребенок. двигаться (х, у) // Композит выполняет свою основную логику в конкретном // способ. Он рекурсивно проходит через всех своих потомков, // сбор и подведение их итогов. Поскольку // потомки композита передают эти вызовы своим // дочерние элементы и т. д., просматривается все дерево объектов // как результат. метод draw() есть // 1. Для каждого дочернего компонента: // - Нарисовать компонент. // - Обновить ограничивающий прямоугольник. // 2. Нарисуйте пунктирный прямоугольник, используя ограничивающий // координаты. // Клиентский код работает со всеми компонентами через их базу // интерфейс. Таким образом, клиентский код может поддерживать простой лист. // компоненты, а также сложные композиты. класс ImageEditor поле все: CompoundGraphic метод загрузки () все = новый CompoundGraphic() all.add (новая точка (1, 2)) all.add(новый круг(5, 3, 10)) // ... // Объединение выбранных компонентов в один сложный композит // компонент. метод groupSelected (компоненты: массив графики) группа = новый CompoundGraphic() foreach (компонент в компонентах) делать group.add(компонент) все.удалить(компонент) все.добавить(группа) // Будут отрисованы все компоненты. все.рисовать()

Применимость

Шаблон Composite предоставляет два основных типа элементов с общим интерфейсом: простые листья и сложные контейнеры. Контейнер может состоять как из листьев, так и из других контейнеров. Это позволяет создавать вложенную структуру рекурсивных объектов, напоминающую дерево.
Как реализовать

Убедитесь, что основная модель вашего приложения может быть представлена в виде древовидной структуры. Попробуйте разбить его на простые элементы и контейнеры. Помните, что контейнеры должны содержать как простые элементы, так и другие контейнеры.
Объявите интерфейс компонента со списком методов, подходящих как для простых, так и для сложных компонентов.
Создайте конечный класс для представления простых элементов. Программа может иметь несколько разных конечных классов.
Создайте класс контейнера для представления сложных элементов. В этом классе предоставьте поле массива для хранения ссылок на вложенные элементы. Массив должен иметь возможность хранить как листья, так и контейнеры, поэтому убедитесь, что он объявлен с типом интерфейса компонента.
При реализации методов интерфейса компонента помните, что контейнер должен делегировать большую часть работы подэлементам.
Наконец, определите методы добавления и удаления дочерних элементов в контейнере.
Имейте в виду, что эти операции могут быть объявлены в интерфейсе компонента. Это нарушило бы принцип разделения интерфейса , потому что методы в конечном классе будут пустыми. Однако клиент сможет относиться ко всем элементам одинаково, даже при составлении дерева.
Плюсы и минусы

Может быть сложно предоставить общий интерфейс для классов, функциональность которых слишком сильно различается. В некоторых сценариях вам потребуется чрезмерно обобщить интерфейс компонента, что усложнит его понимание.
Связь с другими шаблонами
Вы можете использовать Builder при создании сложных составных деревьев, потому что вы можете запрограммировать его этапы построения для рекурсивной работы.
Chain of Responsibility часто используется в сочетании с Composite. В этом случае, когда листовой компонент получает запрос, он может передать его по цепочке всех родительских компонентов до корня дерева объектов.
Вы можете использовать итераторы для обхода составных деревьев.
Вы можете использовать Visitor для выполнения операции над всем составным деревом.
Вы можете реализовать общие конечные узлы составного дерева как приспособленцы, чтобы сэкономить немного оперативной памяти.
Composite и Decorator имеют схожие структурные диаграммы, поскольку оба полагаются на рекурсивную композицию для организации неограниченного количества объектов.
Декоратор похож на Composite , но имеет только один дочерний компонент. Есть еще одно существенное отличие: Decorator добавляет дополнительные обязанности обернутому объекту, а Composite просто «суммирует» результаты своих дочерних элементов.
Однако шаблоны также могут взаимодействовать: вы можете использовать Декоратор для расширения поведения определенного объекта в Составном дереве.
Проекты, в которых интенсивно используются Composite и Decorator, часто могут выиграть от использования Prototype. Применение шаблона позволяет клонировать сложные структуры вместо того, чтобы воссоздавать их с нуля.
Примеры кода
Композит на Python / Шаблоны проектирования

Composite стал довольно популярным решением для большинства задач, требующих построения древовидной структуры. Отличительной особенностью Composite является возможность рекурсивно запускать методы по всей древовидной структуре и суммировать результаты.
Идентификация: Если у вас есть дерево объектов, и каждый объект дерева является частью одной и той же иерархии классов, скорее всего, это составной объект. Если методы этих классов делегируют работу дочерним объектам дерева и делают это через базовый класс/интерфейс иерархии, то это однозначно композит.
main.py: Концептуальный пример
из __future__ импортировать аннотации из abc импортировать ABC, abstractmethod от ввода списка импорта Компонент класса (ABC): """ Базовый класс Component объявляет общие операции как для простых, так и для сложные объекты композиции. """ @свойство def parent(self) -> Компонент: вернуть self._parent @parent.setter родитель по определению (я, родитель: Компонент): """ При желании базовый компонент может объявить интерфейс для настройки и доступ к родителю компонента в древовидной структуре. Он также может предоставить некоторую реализацию по умолчанию для этих методов. """ self._parent = родитель """ В некоторых случаях было бы полезно определить операции прямо в базовом классе Component. Таким образом, вам не нужно будет предоставлять клиентскому коду любые конкретные классы компонентов даже во время сборка дерева объектов. Недостатком является то, что эти методы будут пустыми для компоненты листового уровня. """ def add(self, component: Component) -> None: проходить def remove(self, component: Component) -> None: проходить def is_composite(self) -> bool: """ Вы можете предоставить метод, который позволит клиентскому коду выяснить, является ли компонент может иметь детей. """ вернуть ложь @абстрактный метод операция защиты (самостоятельная) -> ул: """ Базовый компонент может реализовать какое-то поведение по умолчанию или оставить его на усмотрение. конкретные классы (путем объявления метода, содержащего поведение, как "абстрактный"). """ проходить лист класса (компонент): """ Класс Leaf представляет конечные объекты композиции. Лист не может иметь детей. Обычно реальную работу выполняют объекты Leaf, тогда как Composite объекты делегируют полномочия только своим подкомпонентам. """ операция защиты (самостоятельная) -> ул: вернуть "Лист" составной класс (компонент): """ Класс Composite представляет сложные компоненты, которые могут иметь дети. Обычно составные объекты делегируют фактическую работу своим детей, а затем «подвести итоги». """ def __init__(self) -> Нет: self._children: Список[Компонент] = [] """ Составной объект может добавлять или удалять другие компоненты (как простые, так и комплекс) в его дочерний список или из него. """ def add(self, component: Component) -> None: self._children.append (компонент) компонент.родитель = я def remove(self, component: Component) -> None: self._children.remove (компонент) компонент.родитель = Нет def is_composite(self) -> bool: вернуть Истина операция защиты (самостоятельная) -> ул: """ Composite выполняет свою основную логику определенным образом. Это рекурсивно проходит по всем своим дочерним элементам, собирая и суммируя их результаты. Поскольку дочерние элементы композита передают эти вызовы своим дочерние элементы и т.д., в результате просматривается все дерево объектов. """ результаты = [] для ребенка в self._children: results.append(дочерняя.операция()) вернуть f"Branch({'+'.join(результаты)})" def client_code (компонент: Компонент) -> Нет: """ Клиентский код работает со всеми компонентами через базовый интерфейс.