Roofs

by Unknown

ROOFS
THE GUIDE
VOL 3
REHAB

PATH (Partnership for Advancing Technology in Housing) is a new private/public effort to develop, demon
strate, and gain widespread market acceptance for the “Next Generation” of American housing. Through
the use of new or innovative technologies the goal of P ATH is to improve the quality , durability, environ
mental efficiency, and affordability of tomorrow’s homes.
Initiated at the request of the White House, P ATH is managed and supported by the Department of
Housing and Urban Development (HUD). In addition, all Federal Agencies that engage in housing research
and technology development are P ATH Partners including the Departments of Energy and Commerce, as
well as the Environmental Protection Agency (EP A) and the Federal Emergency Management Agency
(FEMA). State and local governments and other participants from the public sector are also partners in
PATH. Product manufacturers, home builders, insurance companies, and lenders represent private indus
try in the PATH partnership.
To learn more about PATH, please contact:
PATH

Suite B 133

451 Seventh Street SW.

Washington, DC 20410

202–708–4250 (fax)

e-mail: pathnet@pathnet.org

website: www.pathnet.org

DISCLAIMER
The statements and conclusions contained in this report are those of Steven Winter Associates, Inc. and
do not necessarily reflect the views of the Department of Housing and Urban Development. Steven Winter
Associates, Inc. has made every effort to verify the accuracy and appropriateness of the report’ s content.
However, no guarantee of the accuracy or completeness of the information or acceptability for compliance
with any industry standard or mandatory requirement of any code, law , or regulation is either offered or
implied. The products listed in the report are included only as examples of some available products. No
endorsement, recommendation, or evaluation of these products or their use is given or implied.

ROOFS
VOLUME 3 OF THE REHAB GUIDE
Prepared for:
U.S. Department of Housing
and Urban Development
Office of Policy Development
and Research
Prepared by:
Steven Winter Associates, Inc.
Building Systems Consultants
Norwalk, CT
Contract DUIOOCOOOOO5956
March 1999
TABLE OF CONTENTS
FOREWORD 3
1. INTRODUCTION 4
2. ROOF DESIGN 6
3. SHEATHING 13
4.&nbsp;FLASHING 16
5. UNDERLAYMENTS AND MOISTURE BARRIERS 22
6. INSULATION 25
7. WOOD SHINGLES AND SHAKES 33
8. ASPHALT SHINGLES 37
9. LOW-SLOPE ROOFING 42
10. METAL ROOFING 48
11. SLATE 54
12. CLAY, CONCRETE, FIBER-CEMENT AND COMPOSITE TILES 58
13. GUTTER AND LEADER SYSTEMS 64
APPENDIX: PROFESSIONAL ASSOCIATIONS & RESEARCH CENTERS 74

CREDITS
STEVEN WINTER ASSOCIATES, INC. STAFF MEMBERS
WHO WERE INSTRUMENTAL IN THE DEVELOPMENT AND
PRODUCTION OF THIS GUIDEBOOK INCLUDE:
Steven Winter
Principal-in-charge
Alexander Grinnell
Project manager and principal researcher
Michael J. Crosbie, Ph.D., RA
Editor-in-chief
Masaki Furukawa
Chief illustrator
Gordon Tully, William Zoeller
Project team members
U.S. DEPARTMENT OF HOUSING AND URBAN DEVELOPMENT
OFFICE OF POLICY DEVELOPMENT AND RESEARCH, AFFORDABLE
HOUSING RESEARCH AND TECHNOLOGY DIVISION
David Engel
Director
Nelson Carbonell
Senior architect
GUIDEBOOK DESIGN
Andrew P. Kner
Art Director
Michele L. Trombley
Assistant Art Director
Elizabeth Rosen
Symbols

FOREWORD

President Clinton recognizes that research and technological innovation are crucial if America is to meet
its affordable housing needs. In 1998, the President introduced a major new initiative: The Partnership for
Advancing Technology in Housing (PATH). This initiative brings together leaders from the home building,
product manufacturing, insurance, and financial industries, as well as representatives from federal agen-
cies, to spur housing design and construction innovations.
Thanks to the development of new machinery and materials and the creation of new technologies and
techniques, the construction industry has made great progress. But a breakthrough material, a labor-sav-
ing tool, or a cost-cutting technique is only valuable if it is widely adopted, which means the construction
industry must first become aware of these new developments.
The Department of Housing and Urban Development can help. We have commissioned a set of guidebooks
that will present state-of-the-art techniques, materials, and technologies for housing rehabilitation. This
volume, Roofs, is the second of nine guidebooks--known collectively as The Rehab Guide--that will appear
over the next few years.
We are presenting these guidebooks because, like research and technological innovation, housing reha-
bilitation is an essential component of America's commitment to provide affordable housing. I am pleased
to present this important publication in the hope that it will become a valuable resource that leads to
affordable, high quality rehabilitation, and thus to better housing for all Americans.
Andrew Cuomo, Secretary
U.S. Department of Housing and Urban Development
3

This publication, The Rehab Guide: Roofs is one in a series of guidebooks produced by the U.S. Department
of Housing and Urban Development (HUD) to keep the design and construction industry abreast of inno
vations and state-of-the-art materials and practices in home rehabilitation. As is too often the case, innova
tive techniques, materials, technologies, and products are slow to make their way into accepted practice. The
Rehab&nbsp;Guide series is intended to accelerate this process by informing builders, architects, engineers, and
other housing rehabilitation professionals about such innovations and state-of-the-art practices.
The Rehab Guide was also prompted by the lack of a comprehensive publication to make the
design and construction industry aware of innovative and cost-saving developments in housing rehabilitation.
Professional trade magazines, conferences, and trade shows offer some distribution of this information, but
they are rarely focused on housing rehabilitation, as this series is, nor are they comprehensive. It is evident
that such innovations will not advance unless the industry is made aware of them and they are tested.
FOCUS OF THE REHAB GUIDE
The focus of this series is on housing rehabilitation, which is different than home improvement. Rehabilitate
means “to restore to good condition,” not necessarily to improve to a state that is significantly different than
the original. This is a fine line, but it distinguishes this series from “home improvement” books written for
the amateur. The Rehab Guide focuses on building technology , materials, components, and techniques
rather than “projects” such as adding a new room, converting a garage into a den, or finishing an attic.
Nor is The Rehab Guide intended to be a “diagnostic” tool; a number of such books are already available
to the industry.
The content for this guidebook,  Roofs, has been gathered from professionals in the housing
rehabilitation field; manufacturers and suppliers of innovative technologies, materials, components, tools,
and equipment; trade shows, conferences, reports, and publications considering such issues; trade orga
nizations; and building research centers.
A NOTE ON SOURCES
Particularly useful sources of technical information on roofing design and detailing are publications by the
National Roofing Contractors Association (NRCA), the Asphalt Roofing Manufacturers Association (ARMA),
the Sheet Metal and Air Conditioning National Contractors Association (SMACNA), the Copper Development
Association (CDA), and other industry associations. Other valuable and detailed sources of information
from the general construction industry include installation manuals from individual product manufacturers,
technical trade magazines such as Construction Specifier, Roofing Contractor, and RSI: Roofing, Siding,
Insulation. Publications relating more directly to residential construction include the Journal of Light
Construction, Old House Journal, This Old House, Fine Homebuilding, Environmental Building News,
1
THE REHAB GUIDE:
ROOFS
INTRODUCTION
4

and Energy Design Update. A number of home repair and improvement books are available that include
information on maintenance and repair of building materials. Some of these contain dated information;
however, among the more useful publications, are those published by Ortho Books. A valuable source of
publications on construction issues is the Canada Mortgage and Housing Corporation, which has an exten
sive catalog of excellent books and articles on a wide range of subjects on housing construction and rehab.
The most complete and comprehensive books on roofing topics are the Residential Steep-Slope Roofing
Material Guide  and the Steep-Slope Roofing Manual,  both produced by and available from NRCA. For
individuals interested in historic preservation, the T echnical Preservation Service Bureau of the National
Park Service through its web site (www2.cr .hps.gov) has a wealth of reliable information on building
materials and preservation technologies. The last few years has seen a proliferation of web sites addressing
building materials and technologies. V irtually every building-related association, publication, and manu
facturer has its own web site. These have become very useful and accessible sources of information.
HOW THE GUIDE IS ORGANIZED
Nine volumes will eventually make up  The Rehab Guide  in its entirety, and they are listed on the back
cover of this volume. Each one is devoted to distinct elements of the house, and within each volume is a
range of issues that are common to that element of home rehabilitation work. This volume,  Roofs, for
example, covers the major roofing systems including framing and sheathing; protective strategies such as
underlayments and flashing; energy and air infiltration issues; roofing materials; fasteners; and gutters and
downspouts. Each volume addresses a wide range techniques, materials, and tools, and recommendations
based on regional differences around the country. Throughout The Rehab Guide, special attention is given
to issues related to energy efficiency, sustainability, and accessibility.
EASILY ACCESSIBLE FORMAT
The Rehab Guide is written and presented in a format intended for easy use. The spiral bound volumes
open flat so that they can be easily photocopied, and they can be assembled and stored in a single three-ring
binder. Within each volume, drawings, photos, and other graphic materials supplement written descrip
tions of a broad range of items: state-of-the-art and innovative building technology , products, materials,
components, construction and management techniques, tools, equipment, software—virtually any and all
items that make housing rehabilitation more efficient in terms of cost and time. While the content focuses
on present technologies, techniques and materials that are currently part of the house-building industry ,
The Rehab Guide also includes information on materials, products, and procedures from other construc
tion sectors (such as commercial, industrial, institutional) that are relevant to housing rehabilitation.
The information is organized in different sections according to rehab subjects, and under head
ings that make this book easy to understand. “Essential Knowledge” gives the reader a basic overview of
the important issues related to the section heading. Next, “Techniques, Materials, Tools” presents state-of-
the-art and innovative approaches to accomplishing the work. Each entry is explained in detail, including
its advantages and disadvantages. This makes it easy for readers to compare approaches and choose the
one that is most applicable to their particular project. By design, the “T echniques, Materials, Tools” sec
tion is an overview , not a detailed description of implementation. “Further Reading” lists the valuable
resources relevant to the subject which readers can go to for more detailed information. Finally , “Product
Information” provides names and addresses of manufacturers of products, materials, systems, and compo
nents mentioned in the text so that more information can be attained. By virtue of their being listed here,
such products are not necessarily being recommended; their existence and availability is being brought to
the reader’s attention. New products should be carefully evaluated in the field as to their efficacy. The prod
uct lists are not comprehensive, and we encourage readers to bring new materials and products to our
attention to be included in later editions of  The Rehab Guide.
5

2 ROOF DESIGN

2.1 ROOF SYSTEMS OVERVIEW
The performance of a building’s roof is key to the integrity of the structure and the comfort and well being
of the occupants. Roof failures run the gamut from catastrophic structural failure from earthquakes, fire,
snowstorms, tornadoes, and hurricanes to major leaks caused by falling tree limbs and the intrusion of
wind-driven rain under roof shingles or tiles. Damage is also caused by deterioration of roof sheathing
and saturation of insulation from ice damming and wind-blown moisture into attic spaces through soffit,
gable-end, and ridge vents. Minor leaks due to improper caulking or flashing at roof penetrations, or
roof/wall intersections are also common.
This guideline will provide an overview and reference resource for information about roofing
systems, subsystems, and materials; a review of current theory in terms of performance of these systems;
and a discussion of existing or new materials, techniques, or components that have recently been
improved or that represent totally new product lines.
The Guide is primarily about rehabilitation, so structural issues will involve retrofitting buildings
to protect against catastrophic failure, from such phenomena as wind and earthquakes. Basic framing
errors and their correction are outlined, but not discussed in detail. They are treated in a number of pub
lications published by the Journal of Light Construction and other sources (see Further Reading).
Protective strategies are undergoing considerable review and a number of issues remain contro
versial, including the effectiveness of air infiltration and vapor retarders and the desirability of ventilating
attic spaces in cooling climates. As there is currently limited conclusive test data, the differing concepts
will be presented, when relevant, to inform the reader of the issues involved. Issues regarding insulation
alternatives are also presented to inform the reader with an understanding that some of the current strate
gies have yet to receive consensus.
In the fairly recent past steep-sloped residential roofing selection was relatively simple: the choice
was between three-tab asphalt shingles, cedar shingles or shakes, clay and possibly concrete roofing tiles,
or, in a smaller number of cases, slate. T oday, these same basic choices are available, but these materials
have evolved considerably, particularly the development of high-profile laminated asphalt shingles, new tile
shapes and&nbsp;colors, and new protective treatments for shingles and shakes. In addition, a whole new set of
materials has come into mainstream use including metal shingles, shakes, and tiles; fiber-cement and plas
tic profiles that simulate wood and slate; and new materials and detailing for conventional systems such as
standing seam metal roofing. Low-slope roofing systems have also evolved with the increased use of
modified bitumen membranes and single-ply roofing systems. This guideline will review the attributes of
steep- and low-sloped systems and materials with the intent of outlining some of the apparent advantages
and disadvantages. These attributes are not necessarily comprehensive and readers are advised to under-
take their own research of individual products and their respective warranties. Detailed price comparisons
have been avoided because of the fluctuating nature of prices and wide geographic variance.
Recommendations regarding the removal and disposal of asbestos roofing tiles have not been
included because they are available from the Environmental Protection Agency’s (EPA’s) Asbestos Information
Hotline: 800-438-2474 as well as industry sources such as the National Roofing Contractors Association,
which publishes a guide titled: A Practical Guide for Handling Asbestos-Containing Roofing Material.
Information regarding the removal of lead-based paint is also available from the EP A (800-532-3394).
6

TYPICAL FRAMING ERRORS
ESSENTIAL KNOWLEDGE
One of the most telling aspect of a roof’s condition is the condition of the ridge. Swayback (sagging) roofs
can indicate a number of problems including: lack of or insufficiently sized structural ridge beam;
insufficiently sized roof rafters; missing or misplaced collar ties; improper rafter heel bearing; lack of
solid blocking at the heel; inadequate rafter bracing or rafter bracing that is not transferred to a structural
member such as a bearing wall or column; or interior column displacement due to settled footings.
Common problems with trusses include trusses bearing on interior partitions when they are designed to
span to the sidewalls; truss members cut to accommodate ductwork or equipment in the attic space; and
lack of lateral bracing of top and bottom truss cords.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
REPAIR FRAMING.
The repair of some sloped roofing problems can be accomplished by placing column supports or a sup-
porting beam under the ridge board/beam and jacking it up to take most of the load off of the rafter
heel/top plate connection. When this is accomplished, the walls can be pulled together, collar ties, ceiling
joists, tension members or intermediate supports added, and rafters refastened, repaired, replaced, or
rebraced. In some instances, inadequately sized roof sheathing may have sagged between rafters, result
ing in a wavy roof surface. If this condition exists, new sheathing is required.
Most roofing problems, particularly on sloped roofs with multiple, complicated intersections can
only be identified after a thorough, systematic analysis of the roof ’s structural components and a docu
mentation of systems and possible causes. Because of the great variety of defective conditions and possi
ble causes, it is impossible to provide generalized repair guidelines.
If the structure has excessive deformation, if termite, fire, or dryrot damage is severe, or if the
materials used were inferior, it may be wise to gut the structure and reframe it, or demolish all or portions
of the structure and rebuild. Low-sloped roof problems are frequently caused by undersized rafters or
rafters and sheathing that have deteriorated from rot from roof leaks or moisture condensation. T ypical
corrective work includes adding new rafters (sistering) adjacent to deficient ones. Project-specific struc
tural repairs should be determined by job conditions and should be reviewed with a licensed professional
engineer or architect.
ADVANTAGES: Retains as much of the existing structure as possible. Does not necessarily require the
replacement of the finish roofing material; least obtrusive repair. Generally cost effective.
DISADVANTAGES: Jacking of ridge may not eliminate roof swayback or wall bulge at top plate. May require
removal of interior wall and ceiling finishes and more extensive reconstruction. Correcting extensive fire-
or moisture-related problems may require considerable demolition, reframing and new materials.
FURTHER READING
“Advanced Framing—T echniques, T roubleshooting and Structural Design,” the  Journal of Light
Construction, 1992.
Renovating Old Houses, George Nash, Newtown, CT, Taunton Press, 1996.
Renovation: A Complete Guide (Second Edition), Michael W. Litchfield, New York; Prentice Hall, 1991.
The Old House Guide to Restoration, edited ;by Patricia Poore, New York: Dutton, 1992.
2.2
7

“The Structure of Wood Frame Homes,” Gordon Bock, Old-House Journal, March/April 1992.
Troubleshooting Guide to Residential Construction, The Journal of Light Construction, 1997.
Wood-Frame Construction Problems, Canadian Mortgage and Housing Corporation, 1989, revised 1995.
WOOD FRAME WIND RESISTANCE
ESSENTIAL KNOWLEDGE
The increased number and severity of recent catastrophic wind storms and hurricanes has underlined the
need for homeowners to assess the structural condition of their houses. Inspections of houses in the after-
math of hurricane Andrew in 1992 indicated that much of the existing housing was not designed to resist
high winds or such provisions were not constructed properly. It is important to understand that a building’s
roofs and walls resist wind loads in a complex manner distributing gravity loads and acting as shear walls
and diaphragms to resist and distribute lateral wind loads. In high winds they have to resist very significant
uplift forces as well. All the structural elements should act to provide a continuous load transfer path from
the roof structures to the walls and floors and into the foundation. This only works when all the elements
are well connected, which is not usually the case. Analyses of roof failures indicate typical failures at wall-
to-roof connections, roof sheathing-to-roof rafter or truss connections; and the bracing of rafters or
trusses to each other to prevent progressive “dominoing.” Other failures include the loss of roofing mate-
rial which adds to flying debris, breaking windows and allowing water to penetrate into interior spaces.
A recently published brochure from the Institute for Business and Home Safety (IBHS) (a research
and communications arm of the insurance industry) titled  Is Your Home Protected from Hurricane
Disaster?—A Homeowner’s Guide to Hurricane Retrofit, represents one of the most current guidelines
on retrofit recommendations. Recommendations include: the inspection of the roof components; addition
of wall/roof tie downs; refastening of roof sheathing; the refastening or replacement of finished roofing
products; the reinforcement of rafter/truss sheathing connections with adhesives; the reinforcement of
gable and wall connections and many other recommendations (see Further Reading).
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REINFORCE&nbsp;EXISTING STRUCTURE WITH METAL CONNECTORS, STRAPS, AND
ADDITIONAL FASTENERS.
One of the recommendations of the IBHS is to remove the existing finish roofing material and underlayment,
remove the bottom row of roof sheathing, and install new fasteners at each truss/rafter wall connection. The
size and model of the connector will depend on the field condition and uplift resistance requirement.
Simpson Strong-Tie Company, Inc. has prescriptive guidelines for simple building types, but in general the
advice of a registered professional engineer should be sought. T ypical fastener types are shown in Figs. 1
and 2. Once the connectors are in place, the roof sheathing can be reinstalled, the entire sheathing rein-
forced with additional fasteners, and new wind-resistant finished roofing applied. As an alternate to remov
ing the roof sheathing, connectors can often be installed by removing the building’s soffits. Currently, there
are no connectors available that can be installed from existing attic spaces, but some manufacturers are
researching possible design solutions.
ADVANTAGES: Rafter/truss connectors have proven to be very effective against uplift forces. In conjunction
with reinforcing the sheathing fastening, probably the most recommended step to strengthen the building’s
structure.
DISADVANTAGES: Requires removal of a portion of the roof sheathing or soffit.
8
2.3

FIGURE 1
FIGURE 2
TYPICAL STUD WALL TO TRUSS CONNECTORS
TYPICAL MASONRY WALL TO TRUSS CONNECTORS
2. REINFORCE EXISTING ROOF SHEATHING TO RAFTER/TRUSS CONNECTION
WITH ADHESIVES.
A promising technology that is currently under development is the use of adhesives to connect building

components such as roof sheathing and rafters/trusses. One of the pioneers in this field, ITW Foamseal,

Inc., manufactures a structural urethane foam adhesive that is widely used to attach gypsum ceilings to

trusses in the manufactured housing and modular industries. Foamseal has developed a product, SF 2100,

that is currently being installed in a number of homes in coastal South Carolina. Foamseal has also applied

for acceptance of this product in a number of Florida counties.

ADVANTAGES: Forms a continuous fillet weld that attaches and stiffens the components of the entire roof

structure. Can also be applied to joints in the sheathing to prevent the intrusion of water . Applicator does

not need to have physical contact with the joint as the spray has a range of approximately 10 feet (other

construction adhesives would require that the adhesive gun be in contact with the joint). A cost-effective

technique to connect the roof framing and sheathing. Considerably less costly than removing sheathing and

applying metal connectors.

DISADVANTAGES: Does not address connection of roof truss/rafter with top of wall plate. The stiffening of

the roof sheathing may cause stress and load transfers to other structural members with difficult-to-deter-

mine results. The services of a professional engineer may be required to review application.

3. REINFORCE EXISTING ROOF-TO-WALL CONNECTION WITH KEVLAR STRAPS.

A new material development, Millibar V 220, distributed by New Necessities, Inc. utilizes 0.05-by 3-inch

thick wide Kevlar straps that can be run from the foundation, up the side wall over the roof and back down

the other side to resist windloads due to hurricanes, tornadoes, and severe storms.

ADVANTAGES: Extremely strong 525,000 psi tensile strength. Will not corrode or rot; impervious to heat,

cold salt air, and water. Versatile, can be used as needed. Easily fastened, creates continuous load path.

DISADVANTAGES: A supplemental restraining system used in conjunction with conventional fasteners,

straps and connectors. Requires removal of roofing and siding material. Requires project-specific engi

neering. Can be costly.

9

FURTHER READING
Building in High Wind and Seismic Zones—Design Concepts, APA - The Engineered Wood Association, 1997.
Buildings at Risk: Wind Design Basics for Practicing Architects, American Institute of Architects, 1735
New York Avenue, NW, Washington, DC 20006–5292.
Coastal Construction Manual , Federal Emergency Management Agency (FEMA), 500 C Street, SW ,
Washington, DC 20006; 800–480–2520; www.fema.gov; February 1986 (being revised).
Is Your Home Protected from Hurricane Disaster ?—A Homeowner’s Guide to Hurricane Retrofit ,
Institute for Business and Home Safety , 73 T remont Street, Suite 510, Boston, MA 02108–3910;
617–292–2003; www.ibhs.org; 1997.
Standard for Hurricane Resistant Residential Construction—SSTD 10-96 , Southern Building Code
Congress International, Inc., 900 Montclair Road, Birmingham, AL 35213–1206; 205–591–1853.
Wood Frame Construction Manual for One and T wo-Family Dwellings—High Wind Edition , 1995
SBC, American Forest & Paper Association—American Wood Council, 1111 19th Street, NW, Washington,
DC 20006; 202–463–2700; www.afandpa.org.
PRODUCT INFORMATION
High Wind Resistant Construction Connectors , Simpson Strong-T ie® Company, Inc., 4637 Chabot
Drive, Suite 200, Pleasanton, CA 94588; 800–999–5099; 1995; www.strongtie.com.
ITW Foamseal, 2425 North Lapeer Road, Oxford, MI 48371, 248–628–2587, www .itwfoamseal.com
New Necessities, Inc., 5710 Pebblebrook Trail, Gainesville, GA 30506, 770–844–9438
WOOD FRAME SEISMIC RESISTANCE
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Strengthening existing residential buildings to resist earthquakes is focused primarily on the strengthening
of connections of the structure to the foundations and, to a lesser extent, the provision of shear walls and
the connection of walls to floors. The existing literature and prescriptive recommendations for the seismic
retrofit of residential buildings makes very  little mention of roof to wall connections except to recommend
that a continuous load path be provided  where possible from the roof to the foundations. An engineer
designing a new residential building (especially with  heavy roof tiles) would, however , most likely specify
some wall/roof connector to resist lateral forces induced  by  ground  motion.  Wall/roof  reinforcement
requirements should be considered as part of an overall study of structural performance.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
REINFORCE EXISTING WALL/ROOF CONNECTIONS.
The connections available to provide resistance to seismic forces are those also used to resist high winds.
Whereas they are effective in strengthening the building frame they are not normally prescribed for existing
housing. Individual structures, however , have unique requirements and the assistance of a professional
engineer is required to make building-specific recommendations.
10
2.4

ADVANTAGES: Strengthens building envelope.
DISADVANTAGES: Not usually as cost-effective as reinforcing foundations and shearwalls.
FURTHER READING
A Guide to Strengthening and Repairing Y our Home Before the Next Earthquake , Developed by the
Governor’s Office of Emergency Services, State of California, and the Federal Emergency Management
Agency, revised May 1995. Association of Bay Area Governments (ABAG) Publications, P .O. Box 2050,
Oakland, CA 94604–2050; www.abag.ca.gov.
An Ounce of Prevention: Strengthening Y our Wood Frame House for Earthquake Safety: A Do-It-
Yourself Program, Video and book. Governor&rsquo; s Office of Emergency Services, State of California, 1993.
Association of Bay Area Governments (ABAG) Publications, P .O. Box 2050, Oakland, CA 94604–2050;
www.abag.ca.gov.
Buildings at Risk: Seismic Design Basics for Practicing Architects , AIA/ACSA Council on Architectural
Research, National Hazards Research Program, 1735 New York Avenue, NW, Washington, DC 20006, 1994.
How the City of San Leandro Can Help Strengthen Your Home for the Next Big Earthquake in the Bay
Area (publication includes prescriptive details). The City of San Leandro Development Services, Building
Regulation Division, 835 East 14th Street, San Leandro, CA 94577; 510–577–3405.
Prescriptive Seismic Strengthening Plan for W ood-Frame Residential Structures, Simpson Strong-Tie
Company, Inc. www.strongtie.com.
The San Francisco Bay Area — On Shaky Ground. Association of Bay Area Governments, 1995 (multi-
media CD-ROM, 1996). Association of Bay Area Governments (ABAG) Publications, P .O. Box 2050,
Oakland, CA 94604–2050; www.abag.ca.gov.
“Tying Down the House,” John Scoggins,  Journal of Light Construction, September 1997.
PRODUCT INFORMATION
Earthquake Resistant Construction Connectors , 1995, Simpson Strong-T ie® Company, 4637 Chabot
Drive, Suite 200, Pleasanton, CA 94588; 800–999–5099; www.strongtie.com.
STRUCTURAL DECAY
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Water absorbed by structural wood-framing can raise its moisture content, reduce its compressive and
tensile strength, and ultimately allow for rot, decay, and the corrosion of metal fasteners and truss plates.
Fungi attack cellulose in the cell walls of roof framing members when three conditions exist: moisture, the
presence of air, and a temperature range between 6 and 86˚ F (20 to 30˚C). The best way to prevent decay
is to eliminate moisture.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
CONTROL MOISTURE INTRUSION.
11
2.5

The most effective ways of reducing moisture in attic spaces are to prevent warm moist air from rising
through openings in ceilings of occupied spaces; maintain weathertight roofs and walls; prevent rain and
snow from infiltrating through ridge, soffit, gable end, or other venting devices; and provide sufficient ven
tilation of attic spaces. The process of rehabbing buildings affords the opportunity to install the necessary
weather barriers and moisture retarders. These issues and implementation alternatives are discussed
throughout the various chapters of the  Guide in&nbsp;particular Section 6: Insulation.
FIRE DAMAGE
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Damage from fire can range from the total loss of a building and its contents to minor inconvenience from
smoke odors. The process of determining the restoration requirements of a fire-damaged building varies
considerably with the building’s location and extent of damage. Insurance adjusters often make settlement
offers based on their own evaluation of restoration needs, although they may employ consultants on more
complex projects. Recommendations may also originate from local fire marshalls, building department
officials, contractors, or consulting engineers, industrial hygienists, public adjusters, and architects hired
by the building owner . Unless the damage is limited, the restoration process can be complex involving
structural, electrical, HVAC, plumbing systems, as well as building finishes. In addition, significant health
and comfort issues arise from the residual smoke, combustion gases, moisture from fire department
hoses, and the existance of products containing asbestos. For this reason the selection of a restoration
contractor who is experienced and knowledgeable in current techniques is critical. At least one national
association, the Association of Specialists in Cleaning and Restoration (ASCR) manages training and
certification programs and publishes a restoration guideline.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
RESTORE FIRE-DAMAGED ROOF ELEMENTS.
The first step in a restoration project is to assess the damage to the building’ s structure, systems, and
finishes. In 2 by 4 construction, significantly charred members are generally removed in their entirety .
Heavy timber construction can remain if, according to the American Society of Civil Engineers, once the
char is removed, the remaining section is still structurally adequate (after a reduction-in-size-factor of 1/4
inch on all sides). Char is removed by scraping and abrasive blasting. It should be removed because it
holds odors, although encapsulating coatings will inhibit their transmittal. Sheathing materials, especially
charred or unsound fire-retardant-treated material,
ing the damaged elements, should meet codes for new construction. Smoke-damaged materials should be
cleaned and deodorized as necessary . Water-damaged materials, such as insulation, should be replaced
when the damage is irreversable.
ADVANTAGES: Allows for rehabilitation of fire damaged buildings.
DISADVANTAGES: May not&nbsp;be cost-effective for severely damaged structures.
FURTHER READING
Evaluation Maintenance and Upgrading of Wood Structure, American Society of Civil Engineers.
NIDR – Guidelines for Fire and Smoke Damage Repair, National Institute of Disaster Restoration (a divi
sion of the Association of Specialists in Cleaning and Restoration); 1997. 301–684–4411; www .ascr.org.
12
2.6
should also be removed. New construction, replac

13
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Roof sheathing serves a number of functions. It is a key element in the barrier system that keeps out moisture;
it serves as a nail base and support of roofing materials; it connects and braces the individual roof trusses
or rafters; it provides a diaphragm that, in combination with shear walls, stiffens the entire house against
lateral forces from wind and earthquakes.
Roof sheathing in older houses (before the 1950s) is typically 1x boards, either tongue-and-
groove, butt-edged, or spaced, and laid perpendicular to the rafters. Houses built since the mid-’50s most
likely  have  plywood, particleboard, or oriented strand board (OSB) sheathing thinner than
3
/4 inch .
Exceptions to this are post- and-beam houses with rafters at 4 feet or greater spacing, with 2x tongue-and-
groove decking, 1
1
/8 inch plywood or OSB, or other structural sheathing material such as Homasote, that
is designed for longer spans than typical wood structural panel sheathing.
Plywood and oriented strand board are today’s leading roof sheathing materials, together account
ing for over 95 percent of the market. Currently , slightly more plywood is used than OSB, but the latter
material is expected to dominate the market within the next few years, and already has in some regions. It
is  important to understand that AP A – The Engineered W ood Association (AP A) does not differentiate
between plywood and OSB under its APA Rated Sheathing program. Nor is APA the only quality assurance
agency that certifies that plywood or OSB meet the voluntary product standards that have been set by the
National Institute of Standards and Technology (NIST), to which the industry generally conforms. The two
product performance standards that are in use are:  Voluntary Product Standar d DOC PS 1-95 for
Construction and Industrial Plywood , and  Voluntary Product Standar d DOC PS 2-92 for the
Performance ;Standard for W ood-Based Structural-Use Panels . DOC PS 1-95 refers only to plywood,
DOC PS2-92 allows the flexibility for the supplier to obtain plywood or OSB if there is no preference. DOC
PS 1-95 is a prescriptive manufacturing standard, DOC PS2-92 is a performance standard. The perfor
mance requirements for wood structural panels set forth by both standards are the same. Many in the
industry refer to colloquial terms such as “CDX” plywood. This is not a recognized grade in the product
standards.  A  better  specification for this item would be (under the AP A designation) Rated Sheathing,
Exposure 1, DOC PS 1-95, for plywood only, or Rated Sheathing Exposure 1, DOC PS 2-92 when there is
no preference between plywood or OSB. The reference to a product performance standard should be evi
dent in the stamp of the third party grading agency that appears on individual panels. Exposure 1 panels
are panels that have a waterproof bond and are designed for prolonged exposure prior to application of
final roofing material.
Fire-retardant-treated (FRT) plywood sheathing, with a flame spread rating no greater than 25
when tested for 30 minutes in accordance with American Society for T esting Materials (ASTM) E84, is
available from a number of producers.
and a reliable impregnation process has yet to be developed.
in detached one- and two-family housing, although it is used in multifamily housing and occasionally in
attached single-family housing.
in order to prevent sustained burning.
ing the 1980s led to a chemical reaction caused by high attic temperatures (150 to 170 ˚F), induced by
solar radiation and the presence of moisture in the air .
degradation of FRT roof sheathing on a number of housing projects, requiring, in many cases, the com
plete removal of sheathing and finished roofing.  , according to the U.S. Forest Products
Laboratory, most of the deficient material has been replaced and the new standards developed by the
American W ood Preservers’ Association (A WPA) and ASTM have led to new formulations which have
largely controlled the problem.
SHEA THING3
FRT OSB is not available because the wood swells unpredictably
FRT plywood sheathing is not normally used
The surface of the FRT plywood is designed to char at high temperatures
The use of high&nbsp;amounts of ammonium phosphate in products dur
This chemical reaction led to substantial wood
Fortunately

14
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING ROOF SHEATHING.
If the finished roofing material has been well maintained, the sheathing should not have deteriorated.
Exceptions to this would be damage from: fire; inadequate roof structure; hail; airborne debris from high
winds; localized problems including rot caused by leaks at improperly flashed roof penetrations such as
at vent stacks, skylights, chimneys, etc; damage to the leading edge of the roof from ice damming; deteri
oration of the sheathing from condensation caused by inadequate venting of moist air from the attic space;
swelling of sheathing edges caused by inadequate protection from rain during original construction; and
deterioration of FRT sheathing caused by excessive heat and humidity .
The condition of the existing roof sheathing can be assessed by visual and physical means. Visual
signs of deterioration include obvious delamination or deterioration, the existence of water stains, dark
patches, mold spores, insect holes and charring of the sheathing and roof structure. Physical assessment
employs probes and soundings to determine the presence of soft, crumbling, split, swollen, or otherwise
degraded material.
Sheathing that cannot function well as a nail base and support for roof finishes and as a brace
to the roof structure should be replaced. If the deteriorated area is small, it may be able to be patched
without extensive reroofing, or treated with a fungicide in the event it is caused by mold. For the most part,
however, deterioration, if it exists, is likely to be widespread and may require partial or complete removal
of the sheathing and the existing finish roofing as well. The specific removal requirements and techniques
will depend on individual on-site conditions.
ADVANTAGES: Repairs are cost-effective when the affected area is relatively small and the remaining
sheathing is sound.
DISADVANTAGES: If the deterioration is widespread, the building’s structure will be compromised. In this
instance, the affected sheathing should be replaced.
2. REPLACE DAMAGED EXISTING ROOF SHEATHING WITH PLYWOOD.
Plywood is made of thin sheets of wood veneer (or plies) arranged in cross-laminated layers to form a
panel. Plywood always has an odd number of&nbsp;plies consisting of three or more layers. Plywood is avail-
able in a wide variety of thicknesses, from
5
/16 to 1
1
/8 inch, with span capabilities from 12 to 60 inches
(with edge support). AP A has recommended span and load tables for various combinations of panel
thicknesses and grades.
ADVANTAGES: The material of choice for many years. Excellent structural and durability characteristics.
Used as a nail base for almost every type of finished roofing application.
DISADVANTAGES: More expensive than OSB and becoming more so. Expected to continue to lose market
share to OSB.
3. REPLACE DAMAGED EXISTING SHEATHING WITH OSB.
Made with rectangular-shaped wood strands cross-oriented in layers for better structural performance,
OSB has replaced particleboard, “flakeboard,” “chipboard,” and “waferboard” as the most popular alter-
native to plywood sheathing. It typically comes in 4 by 8 panels (1.25 by 2.5 meter sizes are available from
some manufacturers), but can also be custom ordered in lengths up to 24 feet and widths up to 12 feet.
OSB can be manufactured with square or tongue-and-groove edges. OSB is available in the same thick
nesses as plywood, from
5
/16 to 1
1
/8 inch.
ADVANTAGES: Available nationwide, significantly less expensive than plywood and becoming more so. An
excellent nail base for a wide variety of finish roofing materials. Uses smaller, younger trees and fast-grow
ing species previously underutilized. OSB has the same waterproof adhesives as plywood.
DISADVANTAGES: Edges can swell when exposed to moisture. APA recommends sanding edges down again
(this has no structural effect on the panel).

ESSENTIAL KNOWLEDGE
Residential roofing is typically made up of a multitude of materials and surfaces whose primary task is to
maintain a barrier between the interior and the weather. The most pervasive and difficult weather element
to control is water. Roof flashing is usually the last line of defense in the battle against water penetration.
Flashing forms the intersections and terminations of roofing systems and surfaces, to thwart
water penetration. The most common locations for roof flashing are at valleys, chimneys, roof penetrations,
eaves, rakes, skylights, ridges, and at roof-to-wall intersections. Flashing must be configured to resist&nbsp;the
three mechanisms of water penetration: gravity, surface tension, and wind pressure. To achieve this, flash
ing can be lapped shingle style, soldered or sealed to function as a continuous surface, or can be configured
with a non-continuous profile to defeat water surface tension. Flashing materials must be durable, low in
maintenance requirements, weather resistant, able to accommodate movement and be compatible with
adjacent materials. Common modes of failure include exposure to salt air, excessive heat, acid rain, heavy
snows, and scouring winds.
Traditional materials and methods of installing flashing produce some of the longest lasting of
building systems components. Those methods do, however, require experience and are time consuming.
Newer membrane materials and modern sealants are available that complement time-tested techniques,
but, regardless of the methods and materials employed, the basic principles of roof flashing must still be
adhered to, and the three water penetration mechanisms must be overcome.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
Roof flashing materials can be classified into two primary groups: membrane and sheet metal. Ice and
water barriers and roll roofing are membranes. The most typical sheet metal flashing materials are alu
minum, copper, lead-coated copper, lead, stainless steel, galvanized steel, zinc, and Galvalume
TM
. Both
sheet metal and membrane flashing are available unformed or , for some particular applications, in pre-
formed configurations.
1. REPAIR EXISTING FLASHING.
Small areas of loose, bent, split, corroded, or otherwise deficient flashing can often be reinstalled, perma
nently patched with similar material, or can be replaced with new flashing. Asphaltic patching material is
adequate for asphatic roofs, but is not recommended for metal flashing because it will break down from
ultraviolet (UV) exposure and movement of the metal. It is also unsightly and an indication of poor main
tenance. If large sections of flashing have deteriorated or have become loose or disengaged, it is time to
remove the roofing material and install new membranes and flashing.
ADVANTAGES: Repairs are cost-effective over small areas.
DISADVANTAGES: If large areas need replacement, or if serious leaks develop, postponing replacement
may cause damage to the building’s structural elements or finishes.
2. INSTALL NEW COPPER OR LEAD-COATED COPPER FLASHING.
Copper flashing is one of the most durable of roof flashing materials. It is also one of the more expensive.
Typical applications include chimney flashing, valley flashing on tile, wood shake, or slate roofs, as base,
step and counter flashing at roof to sidewall intersections, or as exposed or concealed ridge and hip flash
ing. Fabricating and installing copper flashing is a learned skill at one time reserved for experienced
craftsmen. Although the material is relatively soft and malleable, the techniques required to plan, cut,
16
FLASHING4

FIGURE 1 A–D

shape, fabricate, and install complicated shapes take practice and patience. Copper can be fabricated into

rigid, continuous custom shapes such as chimney crickets or other special configurations. For step flash

ing roof to sidewall applications, copper is available in standard 5 by 7-inches pieces. The Copper

Development Association (CDA) and individual manufacturers have excellent manuals of recommended

flashing details. The Association maintains that acid rain and the acid from red cedar shingles are not a

problem when water is not allowed to stand and when cant strips are used to raise the shingles off the

copper surface (see Fig. 1 for recommended details). The CDA recommends a minimum of 16 oz. plain

or lead coated copper be used for valley flashings and 20 oz. when slate or tile is used for the roof mate-

rial. Lead-coated copper is considered the premiere flashing material in northern and maritime climates

because it combines copper’s durability with lead’s resistance to acid rain and characteristic of not stain

ing adjacent materials.

ADVANTAGES: With proper installation, can be one of the most durable of all exterior building components.

Soldering joints and intersections is relatively easy, allowing for the formation of permanent, three-dimen

sional, continuous shapes. Copper is a relatively pliant metal, is easy to form and work, and ages to a famil

iar protective green patina. At least one manufacturer, Revere Copper Products, Inc. makes a pre-patinated

copper flashing for those unwilling to wait.

DISADVANTAGES: A relatively costly material. Labor costs are higher than other flashing materials. Unless

roofs are properly detailed with overhangs and drip edges, rain water run-off from copper flashing can stain

adjacent materials.

A. OPEN VALLEY B. EQUAL SLOPES—UNEQUAL WATER FLOW
The detail shows a typical open flashing for a Where unequal water flow is expected, a baffle,
shingle or slate roof. Two different cants are 1
1
/2 inches high, should be installed as shown to
illustrated. The cant strip can also be constructed prevent water of higher velocity from forcing its
as shown in Detail D. The shingles or slate must way past the opposite edge of the valley flashing. The
lap the flashing at least 6 inches. baffle can also be constructed as shown in Detail D.
C. CLOSED VALLEY D. UNEQUAL SLOPES
Intersecting roofs using a closed valley must have This condition requires a baffle for the same reason
the same slopes so that the shingle butts line up at as Detail B. it can be constructed as shown in
the valley intersection. For roof pitches of 6“ or either detail. This detail also shows a different cant
more per foot the flashing extends at least 9” under strip. Other methods of raising the shingles away
the roof covering on each side. For roof pitches less from the copper are shown in Details A and B.
than 6 inches per foot the flashing extends at least 17
12 inches.

3. INSTALL NEW ALUMINUM FLASHING.

Aluminum is a versatile and durable material appropriate for many roof flashing applications including chim

ney flashing, valley flashing, step flashing, base flashing, and counter flashing. Aluminum comes in rolls,

sheets, and pre-formed shapes for specific applications such as drip edges. Aluminum comes in standard

(mill) finish and factory paint finishes with white and bronze the most common. Aluminum may be left

exposed to the elements with or without an applied finish, but anodized or painted material will last sub

stantially longer. Coil stock 24 inches wide is available in about 30 standard colors for aluminum siding and

trim cover applications. Mill or paint finished aluminum readily accepts field applied paint giving flexibility

to desired finishes. A vailable in thickness from .016 to .032 inch. Thicker material will last longer in salty ,

acidic, or polluted environments. Unlike copper, field soldering of aluminum is not practical. In order to cre

ate water-tight seams, joints must be lapped, mechanically fastened, and caulked when necessary with high

performance sealants. Fasten aluminum flashing to the framing with aluminum nails to avoid galvanic action

between dissimilar materials (such as the aluminum flashing and steel nails), which can cause deterioration.

ADVANTAGES: Aluminum is in the mid-cost range of metal flashing materials. A soft, workable material that

forms easily and holds its shape well. Pre-formed aluminum drip edges and other related components

speed installation and assure effective results.

DISADVANTAGES: Uncoated aluminum should not be placed in direct contact with concrete, mortar, or other

cement-containing materials including fiber-cement siding and trim. The alkalinity of those materials will cor

rode bare aluminum. Creating water-tight joints and laps requires experience, skill, and high quality sealants.

4. INSTALL NEW GALVANIZED STEEL FLASHING.

Galvanized steel flashing is an economical material made by coating sheet steel with a layer of zinc alloy, either

through electroplating or hot dipping. Typical gauges are 32 ga. (.010 inch) for roll product and 28 ga. (.015

inch) for pre-formed shapes. Roll flashing is available in widths up to 48 inches, usually in 50-foot lengths.

Galvanized nails should be used to attach galvanized sheet steel to the frame structure, as dissimilar metal fas

teners can cause corrosion. Contact with green lumber and treated lumber should be avoided, because the

chemicals in treated lumber can react with the steel, and green lumber has high moisture levels which can

lead to rusting. Attachments must be mechanical, such as crimping, or through the use of sealants, or both.

Choose only high performing exterior grade sealants. T ypical applications include valley flashing, base flash

ing, counter flashing, and chimney flashing. Common pre-formed shapes include “J” flashing for roof to side-

wall intersections, drip edges, 90
o
bent base flashing, and shingle base flashing. These are normally available

in 10-foot lengths.

ADVANTAGES: Lowest first cost of all metal flashing. A rigid material able to be formed into permanent three-

dimensional shapes. Will accept paint in order to disguise the raw silver sheen at exposed  applications.

However, the thin oil coating on the steel must be removed before painting and primers designed  for gal

vanized steel should be used. Preformed shapes and the 10-foot lengths make for quick,&nbsp;effective installation.

DISADVANTAGES: In its raw , un-painted form galvanized steel is the least durable of the metal flashing

materials. In harsh environments, corrosion may occur in less than 15 years. Galvanized steel is a stiff rel

atively non-malleable material and is somewhat difficult to work with and form. Cannot be field soldered

when forming custom fabrications as the required acid wash and heating process will damage the coating,

exposing raw steel. Not cost-effective when used with long lasting roofing materials such as slate and tile.

5. INSTALL NEW GALVALUME
TM
SHEET METAL FLASHING.

Galvalume™ is a product similar to galvanized steel developed by Bethlehem Steel approximately 25 years

ago. Where galvanized steel has a hot-dip coating of zinc, Galvalume
TM
is hot-dipped with an alloy con

sisting of 55 percent aluminum and 45 percent zinc by volume. By weight, aluminum makes up 80 per-

cent of the coating. Galvalume
TM
is available in rolls 24 to 48 inches in width. Mechanical fasteners and

sealants are typically required for field fabrications. Choose only high performing, exterior grade sealants.

ADVANTAGES: An economical material similar in cost to galvanized steel, Galvalume
TM
is considerably more

durable, with approximately twice the service life of galvanized. Galvalume
TM
readily accepts paint finishes,

further increasing durability. A rigid material that can be formed into permanent three-dimensional shapes.

18

DISADVANTAGES: Galvalume
TM
should not be allowed to contact concrete foundations, masonry chimneys,
or cement board siding, because these materials hold moisture which can lead to deterioration of the flash
ings. Contact with green lumber, treated lumber, copper, or lead should also be avoided, because of reasons
mentioned in paragraph no. 4 above, and because of the contact of dissimilar metals which can lead to
destructive galvanic action. Generally available in coil form only. Preformed shapes such as drip edges etc.
not generally available. Stiffness and rigidity of the material makes site braking and fabrication difficult;
shop prefabrication is more practical. Galvalume
TM
should not be field soldered as the required acid wash
and heat process will damage the coating, exposing raw steel.
6. INSTALL NEW STAINLESS STEEL FLASHING.

Stainless steel is a very durable flashing material particularly suited for harsh, corrosive, environments. It

is available in rolls of 18 and 24-inch widths as well as sheet stock. T ypical gauges are 18 and 24 ga.

Typical applications include valley flashing, base flashing, and counter flashing. Stainless steel is generally

not available in pre-formed shapes. Material costs for stainless steel sheet stock is roughly comparable

with copper, making it a premium priced material. Stainless steel nails are recommended for installation.

ADVANTAGES: Of the most common roof flashing materials, stainless steel is the most durable and least

affected by environmental corrosives such as acid rain or salt spray . Strong and rigid, stainless steel can

be fabricated into complex shapes. It is a monolithic material which, when cut, maintains its corrosion

resistance at the exposed edge. Stainless steel is not affected by contact with masonry mortar or concrete

and can be field soldered using a special solder after acid etching of the surfaces to be adhered.

DISADVANTAGES: Although material costs for stainless steel flashing are comparable to copper, labor and

installation are usually higher. Stainless steel is a very stiff, rigid material and is difficult, and often imprac

tical, to bend and shape using a typical roofer’ s brake. Shop prefabrication is often required.

7. INSTALL RHEINZINK FLASHING.

Rheinzink is a metal flashing and roofing material comprising 99.99 percent high-grade zinc with 1 percent

copper and 1 percent titanium alloys. Zinc has been used as flashing in Europe since the early 1800s;

Rheinzink was introduced into the U.S. in 1992. It handles and performs much like copper , but develops

a natural blue-grey, grey-green color through weathering, or it can be obtained pre-patinated. Available in

sheet or roll form in .027 inch (24 ga.) and .031 inch (22 ga.) thickness for flashing use.

ADVANTAGES: Easily worked into complex shapes. Can be soldered. Manufacturer claims a lifespan of 100

years+ if properly detailed. Self-healing patina. Can be pre-patinated. Competitive in price with copper and

less expensive than lead-coated copper. Inert material, will not leach chemicals and is recyclable. Will not

stain adjacent materials. Extensive specification and detailing information available.

DISADVANTAGES: Underside of the metal requires ventilation to allow protective patination to develop. If the

underside is allowed to stay damp, white rust and corrosion can reduce service life severely. Requires proper

detailing - the underside must be protected by bituminous sheet material against: alkaline influence (e.g.,

fresh concrete or mortar); acid reacting antifreeze agents; harmful influence of wood preservative. Contact

with copper should be avoided.

8. INSTALL NEW LEAD FLASHING.

Lead is one of the oldest flashing materials. It is durable and malleable, making it a favorite for use as cap

flashings, in complex intersections, and with materials that have complicated profiles such as clay and

concrete tiles. Available in rolls from 6 to 20 inches wide, typically in 2.5 pounds/square foot. (0.0391")

and 3 pound/square foot (0.0468 inch) weights. The use of lead has fallen off as a flashing material

because of the concern over lead poisoning. Whereas lead can be used safely with appropriate handling

techniques, precautions should be taken to avoid inhaling lead dust or fumes and to avoid hand-to-mouth

transfer when eating or smoking. More detailed suggestions are available from the Lead Industries

Association (LIA) (see Further Reading).

ADVANTAGES: Inert material relatively unaffected by salt and acid rain. Easily formed into complex shapes.

Easily cut and soldered, long service life.

DISADVANTAGES: A relatively soft material that can tear, especially at right angle cuts. Can fatigue
19

when fastened on all sides. Must be used with caution, requires special handling procedures.

9. INSTALL NEW ROLL ROOF FLASHING.
Mineral surfaced roll roofing is an economical flashing material for some roof valley installations. When
installed in conjunction with asphalt roofing shingles, either three-tab or laminated, roll roofing valley
flashing can be a quick, relatively durable installation with the ability to remain functional for 15 to 25
years depending on location, solar orientation, and the quality of the material and installation. The rec
ommended installation involves two layers. The base layer , a minimum of 18 inches wide, is applied
mineral surface down, and the surface layer , 36 inches minimum width, is installed mineral surface up
(Fig. 2). The material comes in roll widths of 18 and 36 inches, with 36 inches being most common.
Mineral surface roll roofing is available in colors to approximate asphalt shingle colors allowing for a
more continuous appearance. The valleys may be installed continuously with no need for laps and seams
as expansion and contraction length wise is not a large factor. Recommended fasteners are hot dipped gal
vanized or aluminum roofing nails with minimum 12 gauge shanks and
3
/8 inch heads. The roll roof val
ley flashing should be considered a part of the roofing system and should be replaced when routine re-
roofing is required.
ADVANTAGES: An economical material which offers quick, simple installation, with the ability to last the
life of the asphalt single roof system. No special skills or tools are required for installation.
DISADVANTAGES: Mineral surface roll roofing is appropriate for use in valleys only and with asphalt
roofing products. Roll roofing will tend to shrink somewhat in width causing the material to lift from the
base of the valley, leaving a void beneath it, which is susceptible to puncture (Fig. 3). Valley flashing of this
type should never be walked on, and other impacts should be protected against. Roll roofing is not self
sealing and is increasingly being replaced by ice and water barriers in colder climates.
ROLL ROOF VALLEY FLASHING VALLEY CONSTRUCTED OF ROLL ROOFINGFIGURES 2, 3

10. INSTALL NEW ICE AND WATER BARRIER MEMBRANE.
Ice and water barriers are relative newcomers to the world of flashing materials. Initially intended to com
bat ice damming at the eaves of sloped roofs and inhibit damage from wind-driven rain, they are now also
used in conjunction with more traditional flashing materials as an additional line of defense against water
entry at chimneys, valleys, skylights, and at other roof penetrations. Some manufactures also recommend
full surface coverage below the roof shingles at low slope applications. Ice and water barriers can be
installed under all standard sloped roof materials. The materials are easy to work with even for the first time
installer. Ice and water barriers are generally self adhering and applied directly to roof decking after the
removal of the release paper. Manufacturers claim that they self seal around nail and fastener penetrations.
The most common material compositions are modified bitumen with a granular surface, modified bitumen
with a polyethylene surface, and rubberized asphalt&nbsp;with a polyethylene surface. Some membranes are avail-
able in roll form, for miscellaneous flashing uses. (See Section 5, Underlayments and Moisture Barriers).
ADVANTAGES: Relatively inexpensive protection against water penetration from ice damming. Can provide
an additional measure of protection against wind-blown rain in high-wind areas.
20

DISADVANTAGES: Some types of ice and water barriers should not be installed in hot climates, which can
cause heat degradation, or under dark roofs such as slate, because high summer roof temperatures (up
to 180 ˚F) can cause membrane to bleed. Ice and water barriers can conceal poor detailing and workman-
ship which may cause later problems. Can degrade when exposed to ultraviolet light.
FURTHER READING
Architectural Sheet Metal Manual , Sheet Metal and Air Conditioning Contractor’ s National Association
(SMACNA).
Copper in Architecture, Copper Development Association, Inc.
Copper and Common Sense, Revere Copper Products, Inc., P.O. Box 300, Rome, NY 13442–0300.
Flashings and Weatherings, Lead Industries Association, www.leadinfo.com.
Gutters, Flashing and Roof Details video, Copper Development Association, Inc.
Old House Journal - Guide to Restoration , Old House Journal, 1992.
Rheinzink Roofing and Wall Cladding, Rheinzink Canada Ltd., www.rheinzink@rheinzink.com.
Roofing and Cladding, Lead Industries Association, www.leadinfo.com.
Roofing and Flashing Problems, Canada Mortgage and Housing Corporation, rev. 1995.
Steep Roofing Manual, National Roofing Contractors Association, 1996.
SSINA Designer Handbook and Standar d Practices for: Stainless Steel Roofing, Fascias and Copings ,
Specialty Steel Industry of NA, February 1995.
Troubleshooting Guide to Residential Construction, Journal of Light Construction, 1997.
Working Safely With Sheet Lead, Lead Industries Association, www.leadinfo.com.
PRODUCT INFORMATION
Alcoa Building Products, Box 3900, Peoria, IL 61612; 800–962–6973, www.alcoahomes.com (aluminum
building products).
Bethlehem Steel Corporation; Bethlehem, P A 18016; 800–352–5700, www .bethsteel.com/divisions/spar
row/ spgalval.html (information on galvanized and Galvalume™ products).
H. Bixon & Co., P.O. Box 1198, New Haven, CT 06505; 203–777–7445 (supplier of sheet lead).
Heckman Industries, 405 Spruce Street, Mill Valley, CA 94941; 800–841–0066 (SBS rubberized asphalt in
roll form).
Revere Copper Products, Inc., P .O. Box 300, Rome, NY 13442–0300; 800–950–1776, www .reverecop

per.com (pre-patinated copper and other copper products).
Rheinzink Canada Ltd., 4560 Dawson Street, Burnaby, British Columbia, Canada V5C 4C; 604–291–6171;
www.rheinzink@rheinzink.com (zinc flashing, roofing, siding and gutter systems).
Specialty Steel Industry of North America (SSINA), 3050 K Street, N.W ., W ashington, DC 20007;
800–982–0355; www.ssina.com (information on stainless steel).
Tamlyn and Sons; 10406 Cash Road, Stafford, TX 77477; 800–334–1676; www.tamlyn.com (roofing accessories).
W.R. Grace & Co., 62 Whittemore Ave., Cambridge, MA 02140; 800–444–6459; www.gcp-grace.com (ice
and water barriers; see Section 5,  Underlayments and Moisture Barriers, for a complete list of ice and
water barrier manufacturers).
21

ESSENTIAL KNOWLEDGE
The primary purpose of roofing underlayments is to provide a secondary protective barrier beneath the
roofing material. Typically this material has been 15# asphalt impregnated felt (now called No. 15) for
lightweight material such as wood or asphalt shingles, and one or more layers of 30# (No. 30) asphalt-
impregnated felt for heavier roofing material such as slate, clay, or concrete tiles. These materials are still
in use. However, there is an increasing awareness among manufacturers and roofing consultants of the
importance of reinforced underlayments in areas of severe snow or wind-driven rain. In hurricane-prone
regions, it is recommended that roofing be designed with the assumption that the first layer will be breached.
Increasing numbers of manufacturers are recommending the use of “special applications” for
severe conditions—what have generically become known as ice and water barriers. The pioneer in the
development of these products in the early 1980s was W.R. Grace & Company. In the past several years most
other asphalt roofing material manufacturers have introduced similar products. Local code requirements
and manufacturers’ specifications should be consulted prior to selection of specific product.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPLACE EXISTING ROOFING FELTS WITH NEW ASPHALT-SATURATED FELTS.
Asphalt-saturated roofing felt underlayments are made from recycled paper and wood products and are
essentially the same as the felts used in built-up roofing, except that they are perforated. Typically installed
in No. 15 or No. 30 weights (No. 15 weighs approximately 13 pounds/square, and No. 30 approximately
twice that), roofing felts are installed from the bottom up in the same fashion as shingles so that water
does not penetrate lower sheets. In locales with more severe weather, two layers of No. 15 or one layer of
No. 30 felts are often recommended at building eaves 36" inside of the exterior wall to protect against ice
damming. The felt edges are sealed with roofing mastic, with the second layer embedded in mastic.  The
Residential Steep-Slope Roofing Material Guide, produced by the National Roofing Contractors Association,
(NRCA) offers detailed underlayment recommendations.
ADVANTAGES: No. 15 roofing felt, when properly applied, is usually satisfactory for lightweight roofing
products in areas without severe exposure. Can be doubled up or No. 30 can be used to provide extra
protection in areas of more severe exposure.
DISADVANTAGES: No. 15 felts can tear or buckle when subject to rain and wind prior to installation of
roofing and may require replacement. Can be torn by roof traffic in the course of installing finish roofing.
Thinner, not self-sealing and less water resistant than ice and water barriers. Will deteriorate over time.
2. REPLACE EXISTING ROOFING FELTS WITH NEW REINFORCED UNDERLAYMENT.
Reinforced roofing underlayments have been developed relatively recently that are less susceptible to tearing
than conventional roofing felts. One product, T ypar® 30, made of spunbonded polypropylene, has been
22
UNDERLA YMENTS
AND MOISTURE
BARRIERS
5

used for over 10 years in Canada and the U.S. as an underlayment for concrete and clay tile in place of
No. 30 felt. The material, a moisture and water barrier , is also promoted as an underlayment for metal
roofing and other roofing products.
ADVANTAGES: Stronger than roofing felts; tear resistant. Resists wind blow off. Will not rot, decay, or become
brittle. Lightweight and easy to use. Water resistant. Pliable and flexible at low temperatures; conforms to
irregularities. Can be used for reroofing. Low flame-spread rating.
DISADVANTAGES: A vapor barrier. Roof must be ventilated to avoid condensation problems. Not self-sealing.
National code approvals pending; may not have local code approval.
3. REPLACE EXISTING ROOFING FELTS WITH NEW ICE AND WATER BARRIER.
Ice and water barriers are made with fiberglass and rubberized asphalt, typically styrene-butadiene
styrene (SBS) formulations. These materials are fairly recent developments and have high performance
characteristics in terms of elongation, resistance to tear, and longevity. They come in one or two configura
tions: with a fine mineral granule or sand coating and with a top polyethylene sheet embossed to make it
skid-resistant. They generally have a self-adhesive backing that adheres to the sheathing substrate. These
products, particularly Grace’s Ice and Water Shield®, have a strong following among users. Designed to
be installed at the eaves a minimum of 36 inches inside of the exterior walls, ice and water barriers are
also effective in providing extra protection under flashing at valleys as well as at overhangs, skylights,
dormers, and vents and chimney flashing. Grace has recently developed a product called V ycor™ Ultra
made of butyl rubber that is specifically designed to be used in high temperature applications such as the
hot desert c limates of the Southwest. Some roofing consultants caution against covering the entire roof,
unless properly vented. The ice and water barrier can trap moisture in the attic space.
ADVANTAGES: A cost-effective, proven way of providing extra protection against potential leaks. When
properly installed, reported to be effective against ice damming and wind-driven rain penetration under
roofing materials. Self adhering; seals around nails. Resistant to cracking, drying out, or rot. Frequently
used as a roofing membrane under low-slope roofs.
DISADVANTAGES: More costly than roofing felts. Can disguise poor workmanship which may lead to later
problems. Ice and water barriers are vapor barriers and can cause condensation problems without proper
attic or roof ventilation.
FURTHER READING
The NRCA Residential Steep-Roofing Manual, National Roofing Contractors Association, 1997.
Residential Steep-Slope Roofing Materials Guide, National Roofing Contractors Association, 1997.
PRODUCT INFORMATION
ALCO Shield Ice & Water Protector, ALCO-NVC, Inc., P.O. Box 14001, Detroit, MI 48214; 800–323–0029.
Arctic Seal #170, Herbert Malarkey Roofing Co., P.O. Box 17217, Portland, OR 97217; 530–283–1191.
Celoguard shingle underlayment, Celotex Corp., P.O. Box 31602, Tampa, FL 33631; 813–873–1700.
Eave & Valley Shield, Globe Building Materials, Inc., 2230 Indianapolis Blvd., Whiting, IN 46394; 219–473–4500.
Flashband, Andek Corp., P.O. Box 392, Moorestown, NJ 08057; 888–88ANDEK.
Grip Guard and Progard waterproofing membrane, BPCO, P .O. Box 3177, W ayne, NJ 07474–3177;
201–595–6695.
Miradri WIP 100 and 200, TC Miradri, 3500 Parkway Lane, Suite 500, Norcross, GA 30092; 770–447–6272.
Moisture Guard Plus, T AMKO Roofing Products, Inc., P .O. Box 1404, 220W 4th St., Joplin, MO 64801;
417–624–6644.
23

Stormaster DG Ice & Water Protection, Atlas Roofing Corp., 1775 The Exchange #160, Atlanta, GA 30339;
770–952–3170.
Stormshield/Black Diamond Base Sheet, GS Roofing Products Co., 5525 MacArthur Boulevard, Suite 900,
Irving, TX 75038; 972–580–5600; www.gsroof.com.
Typar® 30, Twinpak, Inc., 369 Elgin Street, Branford, Ontario N3T 5V6, Canada.
Vycor
TM
Ice and W ater Shield® and V ycorTM Ultra, W .R. Grace & Company , 62 Whittemore A venue,
Cambridge, MA 02140; 800–444–6459; www.gcp–grace.com.
Weather Rock polyethylene surface and granulated surface, Owens Corning, One Owens Corning Parkway,
Toledo, OH 43659; 419–248–8000.
Weather W atch and Stormguard waterproof underlayment, GAF Materials Corp., 1361 Alps Road,
Wayne, NJ 07470; 973–628–3000.
WinterguardTM, Certainteed Corp., Roofing Products Group, P .O. Box 1100, 1400 Union Meeting Road,
Blue Bell, PA 19422; 800–322–3060.
24

25
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Insulation is one element in a tightly knit construction system intended to improve indoor comfort and
reduce energy consumption. Insulation should never be applied without considering its effect on other
aspects of construction. Some factors to consider when evaluating roof and ceiling insulation are density
and compressibility, air leakage, moisture control and fire safety.
Each type of insulation has a density at which its R-value per inch is greatest, but reaching this
density is not cost-effective. For 3
1
/2-inch-thick fiberglass batts, an R-13 batt contains 40 percent more
material, and an R-15 batt 180 percent more material, than an R-11 batt (Fig. 1). Achieving the maximum
possible R-value for a 3
1
/2-inch fiberglass batt requires packing in the equivalent of eight R-11  batts.
Some blown-in insulation tends to settle, reducing its R-value. To achieve a desired overall R-value
INSULA TION6
for blown-in insulation, specify the R-value or depth as measured after settlement. The required bag count
per net 1,000 sf to achieve a given settled R-value is listed on the bag, or can be obtained from the man
ufacturer. Monitoring installed bag count is a convenient way to insure a good installation.
Air leakage can bypass roof and ceiling insulation and create a risk of condensation. Air leakage
into attics and through cathederal ceilings typically occurs around vent piping, ductwork, wiring, bath fans,
skylights, down lights, attic stairs, all of which should be carefully sealed or gasketed. A void down lights in
attic ceilings; if present, they should be of the IC (Insulation Contact) type, and ideally be of the more expen
sive airtight design. Interior finishes with many joints, such as tongue-and-groove wood decking, can also
contribute to air leakage in a cathedral ceiling; an air barrier is recommended behind the planking.
Because the most commonly used roofing material, asphalt shingles, forms an airtight and
vapor-tight surface, moist air can accumulate in an unvented attic or within a cathedral ceiling during cold
weather. One way to prevent this problem is to install a vapor retarder at the ceiling, in conjunction with
careful air sealing, and thereby inhibit moisture from leaking into the attic or ceiling assembly .
Since vapor retarders and gap sealing are seldom perfect, an additional precaution to prevent
condensation, usually required by code, is to provide ventilation into the attic or between the insulation
and roof surface in a cathedral ceiling. This is most commonly achieved using “ventilation baffles” —
U-shaped channels made from polystyrene foam or cardboard, stapled to the underside of the roof sheath
ing (Figs. 2 and 3). These baffles ensure a space for ventilation air between the insulation and the roof
sheathing, and are effective at controlling condensation even when they don’ t communicate with eave or
FIGURE 1 TYPICAL FIBERGLASS BATT DENSITIES & R-VALUES

ridge vents (as long as a ceiling vapor retarder is used). In addition, if ventilation is required between
insulation and roofing to protect the warranty on roofing, roofing paper , or roof decking, ventilation
baffles can provide this ventilation. The need for such ventilation is being studied.
Some sort of air barrier and insulation is desirable around a flue or chimney where it penetrates
a floor or roof, but the material used must be rated to resist high temperatures. While fiberglass is non-
combustible, at suitably high temperatures the binder holding the fibers together outgasses, and the fibers
fall apart. For this reason, mineral wool or other “fire-safing” material made for the purpose should be
used to seal around high-temperature surfaces.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
Of the innumerable possible combinations of insulating materials and roof and ceiling configurations, the
following list covers those in common use and the uncommon systems that are recommended.
1. INSTALL BATT INSULATION AT CEILING LEVEL.
Where the insulation is deeper than the ceiling framing members, a gap-free installation requires two laye rs
of batts: a lower one the depth of the ceiling joist or bottom truss chord, plus a continuous upper layer
(Fig. 4). Unfaced fiberglass batts installed from below in new construction may need to be temporarily
supported. This is best done with fishing line stretched against the ceiling framing and stapled in place.
Faced batts, face- or inset-stapled from below in new construction, or installed from above over existing
ceilings, can create a partial cold-weather vapor retarder, as can special “vapor barrier” paint or primer
FIGURES 2,3 TYPICAL VENTILATION BAFFLES
FIGURE 4 TWO LAYER BATT APPLICATION AT ATTIC

applied to the finished ceiling. To create a complete cold-weather vapor retarder and air barrier, a mem

brane must be installed against the framing in new construction or below the existing ceiling, and covered

with new ceiling material. In hot-humid climates, a vapor retarder should never be installed at ceiling

level, but one is desirable on the attic side of the insulation to inhibit condensation at the ceiling, espe

cially in tightly sealed homes. Applying fire-retardant-faced batts (used in commercial projects) facing up

with all joints taped may be a feasible way to achieve an attic-side vapor -retarder.

ADVANTAGES: Avoids the special equipment needed to blow in loose-fill insulation. Does not settle. Avoids

cold-weather convective loss in low-density blown fiberglass. Faced batts form a partial vapor retarder

when properly installed.

DISADVANTAGES: Batt insulation depends for its effectiveness upon careful installation to avoid gaps and

consequent convective losses. Exposed fiberglass can&nbsp;be irritating if touched or inhaled. T ypically more

costly than blown-in insulation except for small areas.

2. INSTALL LOOSE-FILL INSULATION AT CEILING LEVEL.

Cellulose, mineral wool (either slag wool or rock wool) and fiberglass can be blown onto a ceiling from

above. Small blowers can be rented by the day for rehab projects, or the work can be done by a specialty

contractor. Cellulose and mineral wool installations typically are less costly than fiberglass, but prices vary

by locality. Care must be taken to keep insulation 3 inches away from down light cans that are not of the

IC (zero-clearance) type (Fig. 5). At eaves, ventilation baffles or other measures are required to prevent

the insulation from blocking required ventilation (Fig. 2). If an attic floor is desired, its support framing

must be deep enough for the desired thickness of insulation. Higher density is more effective at inhibiting

air circulation through the insulation. Cellulose can be blown up to 2 pounds per cubic foot (pcf) density ,

FIGURE 5 TWO LAYER BATT APPLICATION AT ATTIC
mineral wool up to 1.5 pcf, and fiberglass up to 1 pcf. W eight limits for gypsum board ceilings are: 1.3
pounds per square foot (psf) for
1
/2-inch board supported every 24 inches; 2.2 psf for
5
/8-inch board sup-
ported every 24 inches; 2.2 psf for
1
/2-inch board supported every 16 inches. During very cold weather ,
warm air can circulate by convection within low-density fiberglass (
1
/2 pcf), reducing its R-value. This
effect can be inhibited with an added layer of batts, denser loose-fill material or a layer of blown-in blan
ket system (BIBS) insulation; check with local energy codes for requirements. For small projects, vermi
culite and perlite loose-fill insulation is available for hand pouring if rental blowing equipment is unavail
able. No loose fill material creates a vapor retarder or air barrier .
ADVANTAGES: Can be blown-in from one or more central points. V ariable in thickness; usually the least
costly form of attic insulation. Forms a complete blanket of insulation, filling irregular cavities.
DISADVANTAGES: Does not form a vapor retarder or an effective air barrier. Some lower-density insulation
will settle, reducing its R-value accordingly. Low-density blown fiberglass loses some effectiveness during
very cold weather ;because of convection within the insulation.
27

3. INSTALL BATT INSULATION AT ROOF LEVEL IN CATHEDRAL CEILINGS.

Cathedral ceilings can be insulated with fiberglass batts, which are typically installed against ventilation

baffles (Fig. 3). Faced batts provide a partial vapor retarder if the flanges are face- or inset-stapled to the

framing. Unfaced batts need a separate (preferably) 6-mil polyethylene vapor retarder to hold the batts in

place and provide a continuous vapor retarder . Stretched and stapled fishing line can be used to tem

porarily support thin (R-11 through R-19) batts, which are cut 1 inch narrower than thicker batts and

which are less likely to stay in place by friction. At unfinished insulated attic ceilings requiring a vapor

retarder, foil-faced or kraft-paper-faced batts cannot be left exposed to the attic space; use fire-retardant-

faced batts, or (if allowed by local code) poly-faced encapsulated batts or a separate poly vapor retarder.

ADVANTAGES: Least costly way to insulate an open rafter space. Faced batts create a partial vapor retarder

when properly installed. Properly installed insulation at roof level saves energy by keeping all ductwork

and down lights within the conditioned envelope.

DISADVANTAGES: Depends for its effectiveness upon careful installation to avoid gaps and consequent con

vective losses. Requires a finished ceiling.

4. INSTALL ENCAPSULATED FIBERGLASS INSULATION.

Fiberglass insulation is available in rolls or batts, encapsulated with kraft paper or plastic to reduce

mechanical irritation to installers. These can be used in any installation where batts are appropriate. One

face is extended to form attachment tabs. The faces on sound control batts do not have a vapor retarder;

some underfloor batts are vapor retardant on all sides other than the flanged face, and could be useful as

cold-climate attic insulation installed from above; some exterior wall batts have a polyethylene vapor

retarder on the flange side. Some encapsulated batts have a Class A fire-rating and can be left exposed if

allowed by local codes. Owens Corning markets Miraflex, made from loose, virtually itch-free glass fibers

with no binder, contained in a plastic sleeve. Cutting encapsulated batts around obstructions is possible,

but exposes the fiberglass.

ADVANTAGES: Ideal for rehab contractors. Can be left exposed (check local codes). Flange-attached  with

or without a vapor retarder on some products. Unique underfloor product with vapor retarder opposite the

flanged face. Fibers released from cut Miraflex can fill in small voids around obstructions.

DISADVANTAGES: More expensive. Cutting encapsulated batts exposes the fiberglass, and cutting Miraflex

releases the fibers.

5. INSTALL BLOWN-IN LOOSE-FILL INSULA TION INTO CLOSED RAFTER SP ACES
AT ROOF LEVEL.
Loose-fill insulation (fiberglass, cellulose, or mineral wool) can be blown into closed rafter spaces in
cathedral ceilings through openings formed by drilling holes through the interior finish, or by removing
strips of interior finish, at the upper and lower ends of each rafter space. If roof ventilation is required by
code or to protect roof material warranties, the interior finish must be removed to install ventilation baffles,
resulting in an open joist cavity (see Section 3 above). Careful installation is required because material
can bridge over wiring and other obstructions, causing voids and later settlement. At least a moderate
amount of pressure is required to produce sufficient density to inhibit settlement. Fiberglass is typically
blown into a cavity at a density of about 1.5 pcf without creating excess pressure on finishes. In a “dense-
pack” installation of cellulose, dry material is applied at high velocity through a narrow tube inserted
through a single hole at the top and extending to the bottom of the cavity. The tube is gradually withdrawn,
compacting the material to a density of 3 to 3-
1
/2 pcf. Stabilized
TM
cellulose includes an adhesive, and
Fiberized
TM
cellulose is made in strands instead of chunks; both processes are claimed to inhibit or pre-
vent settlement. Insulation packed into and filling wall cavities suppresses air movement within the cavity.
ADVANTAGES: If the cavities are completely filled under sufficient pressure, provides superior insulating
performance without settlement. Properly installed insulation at roof level saves energy by keeping all
ductwork and down lights within the conditioned envelope.
DISADVANTAGES: Some types of installation may leave voids and/or settle after installation. Blown-in mate-
rials do not form a vapor retarder, and form only a partial air barrier. Very difficult to ventilate.
28

6.  INSTALL BLOWN-IN OR SPRA YED-ON INSULA TION INTO OPEN RAFTER
SPACES AT ROOF LEVEL.
An inexpensive material can be applied as a membrane over open rafters to form “see-through” cavities,
within which any blown-in insulation can be applied under moderate pressure. In Ark-Seal’ s “Blow-In-
Blanket System,” fiberglass mixed with some water and adhesive is blown through slits cut in a tightly
stretched nylon netting. In Par -Pac’s Dry-Pac system, dry cellulose is blown at 3 pcf density into a cavity
closed by a reinforced polyethylene vapor retarder. The material is installed from the bottom up to mini
mize settlement. All such installations will cause the membrane to bulge out; make sure this bellying does
not interfere with drywall installation. V arious types of polyurethane- and polyisocyanurate-based insula
tions, such as Icynene, can also be spray-applied into the rafter cavities of cathedral ceilings. A thin layer
of such material can form an air-barrier skin, over which cheaper material can be placed. Excess mater
ial must be scraped off, and windows and electrical devices protected or cleaned. If roof ventilation is
required by code or to protect roof material warranties, ventilation baffles must be installed.
ADVANTAGES: Fills the cavities without settling. V isual inspection is possible to insure filled cavities.
Properly installed insulation at roof level saves energy by keeping all ductwork and down lights within the
conditioned envelope.
DISADVANTAGES: Bellying of the interior membrane may interfere with drywall installation. Sprayed-on
foam products are more expensive than batt or loose-fill installations, and are messy processes, requiring
cleanup and protection.
7. INSTALL RIGID INSULATION BELOW THE ROOF STRUCTURE.

To increase the R-value of a cathedral ceiling, it may be more cost-effective to add a layer of rigid foam

insulation under the rafters than to deepen the rafters and add more cavity insulation. In most climates, it

pays to add foam to 2 by 6 or shallower rafters and not to add foam to 2 by 10 or deeper rafters, with 2

by 8 rafters an in-between case. If the roof framing is steel, it is necessary to add a layer of insulation

between the framing and the ceiling to prevent interior condensation and ghosting in cold climates, and

to minimize condensation on the framing in hot-humid climates. An added layer of foam can improve the

R-value of the assembly by more than the R-value of the foam, since it suppresses cold bridges through

framing members. In cold climates, foil-faced rigid insulation can provide a useful vapor retarder. Do not

use a vapor-retarding foam in hot-humid climates, as any retarder should be on the warm side of the insu

lation.

ADVANTAGES: A useful way to raise the R-value of a cathedral ceiling; an essential adjunct to normal insu

lation at steel framing. If the insulation panel is foil-faced, it can create an excellent vapor retarder in cold

climates. Properly installed insulation at roof level saves energy by keeping all ductwork and down lights

within the conditioned envelope.

DISADVANTAGES: Usually not cost-effective relative to deeper framing in new construction. Foam plastics

cannot be left exposed in an attic or facing living space.

8. INSTALL RIGID INSULATION ABOVE THE ROOF STRUCTURE.

Rigid insulation above the roof structure is the only practical way to insulate an exposed plank-and-beam

roof, and can be used under low-slope Built-up Roof (BUR) membranes, Modified Bitumen (MB) mem

branes, and flexible membrane systems (single-ply roofing systems). Pre-formed insulation boards pro-

vide resistance to heat flow through roof decks and serve as a base for the roofing membrane. Most types

of rigid insulation can be adhered to roof decks with hot or cold asphalt or adhesives, can be mechani

cally attached, and in some cases, can be ballasted with gravel or crushed stone. Industry associations rec

ommend that a fiberboard overlay or venting base sheet be used over foam products when used under

hot-applied BUR or MB systems. Roofing insulation should not be applied over wet roof decks or decks

with moisture in the existing membrane or insulation. When multiple layers are used (which is usually

recommended) the joints of the top layer should be staggered and offset from the layer below. For specific

recommendations, refer to the relevant industry association's guidelines or individual roofing product

manufacturer's specifications (see Further Reading and Product Information). A variety of roof insulation

products is available:
29

■ Polyisocyanurate (ISO): Composed of a plastic foam manufactured from the reaction of an isocyanate

and a polyol formed into a board with a glass reinforced cellulose felt face sheet on both sides. ISO is

available in varying sizes, thicknesses from 1 to 5 inches, and a nominal density of 2 pcf. It is available

tapered to provide the necessary slope for drainage. ISO is the dominant roofing insulation because it has

high thermal resistance.

■ Extruded Polystyrene (XPS): Formed by the expansion of a blowing agent in a plastic (polystyrene) poly

mer in a heated die extruder; available in a variety of sizes, thicknesses and in densities of 1.5 to 3.0 pcf. XPS

is relatively unaffected by occasional immersion in water and can be used in a “Protected Membrane Roof”

(PMR) (at one time referred to as an IRMA roof) in which the insulation is above the membrane, thereby

reducing thermal shock. PMR systems require gravel or crushed rock ballast. XPS should not be installed

with coal tar pitch (except in protected membrane applications) or solvent-based materials.

■ Molded Expanded Polystyrene (EPS): Formed in a large mold by the expansion of a blowing agent and

plastic (polystyrene) polymer under heat and pressure typically cut by hot wires into a variety of sizes and

thicknesses in densities of 1.0 to 2.0 pcf. Less costly than XPS or ISO. Do not install with coal tar pitch or

highly solvent- extended mastics.

■ Fiberglass Insulation: Composed of fiberglass bonded with resin with a glass reinforced asphalt and

kraft paper facer on the top side. Has stable thermal value and is dimensionally stable. Available in a vari

ety of sizes, thicknesses typically from
3
/4 to 3 inches. Fibrous glass roof insulation is an excellent recover

board due to its ability to conform to irregularities.

■ Fiberboard Insulation: Composed of wood, cellulosic, or vegetable fibers bonded together to form

tough, rigid insulating panels suitable for use as a general purpose roof insulation under BUR and MBM

roofing systems and over foam insulation products. A vailable in a variety of sizes and thickness from
1
/2"

to 2 inches. Has R factors considerably below foam insulating products. Boards can be adversely affected

by moisture and require a venting base sheet be used to separate boards from existing roof surfaces when

the likelihood of moisture is present.

■ Expanded Perlite: A rigid board composed of expanded siliceous ore particles, cellulose fibers, starch

and other synthetic binders. Has been used as a base for low slope roofing systems since 1950. Fire and

water-resistant. Excellent base for bituminous roofing materials. Constant insulating value. A vailable in

thicknesses from
1
/2 to 4 inches and a variety of sizes. A vailable in tapered form. Often used for crickets,

saddles, cant strips, and tapered edge strips.

■ Cellular Glass: A rigid, high density board material composed of glass foam blown with hydrogen

sulfide. Available in sizes 2 to 4 feet in length and 1 to 4 inches in thickness.

■ Phenolic Foam: This product performed unsatisfactorily and is no longer produced in the United States

■ Composite Insulation Boards: Composed of perlite fiberboard or oriented strand board OSB typically

laminated to ISO. Adds protective and/or nail base material to ISO products.

9. INSTALL A RADIANT BARRIER.

While radiant barriers and coatings are commonplace in high-temperature industrial applications (typi

cally 500˚ F or more), they are marginally effective at ordinary temperatures. To be cost-effective in building

applications, they must have a very low incremental cost (approximately from 2 to 10 cents/sf, depending

on the application). Radiant barriers are most effective at roof level, facing down toward the attic. These

can be sheets of foil-faced plastic draped over the rafters before sheathing or stapled to the underside of

existing rafters. Louisiana-Pacific makes T echShield
TM
foil-faced OSB sheathing (formerly KoolPly).

Because of elevated daytime temperatures, confirm that warranties on the sheathing, building paper and

roofing remain valid when placed above a radiant barrier. A new form of radiant barrier is Radiance paint,

which contains aluminum dust.

ADVANTAGES: Down-looking radiant barriers at roof level may be cost-effective when air conditioning

ductwork is located in the attic.

DISADVANTAGES: Marginally cost-effective at ordinary temperatures. Not effective in cold climates, except

possibly Radiance paint.

30

10. INSTALL A STRUCTURAL INSULATED PANEL ROOF.
Rigid foam insulation adhered to structural skins can create a structural insulated panel (SIP). SIPs pro-
vide a combination of structure and insulation. Depending upon the configuration, the panels may or may
not be supported by ;beams, trusses, or purlins. V ery tight joints are crucial, since a small amount of air
leakage through a joint is guaranteed to create destructive condensation at the most critical structural
point. SIPs are typically better-insulated and cheaper than structural decking with foam insulation above
it. If ventilation under the roofing is required by code or to protect the roofing warranty, SIPs can be made
with ventilation cavities at extra cost.
ADVANTAGES: A high-R roof can be achieved with an integrated structural product. Properly installed insu
lation at roof level saves energy by keeping all ductwork and down lights within the conditioned envelope.
DISADVANTAGES: Currently more costly than ordinary framing. Requires careful air -sealing at all joints.
Often requires subsidiary support structure. Ventilation between roofing and the insulation adds cost.
FURTHER READING
ASHRAE 1997 Handbook of Fundamentals , Inch-Pound Edition, Chapter 22: Thermal and Moisture
Control in Insulated Assemblies—Fundamentals; Chapter 23: Thermal and Moisture Control in Insulated
Assemblies—Applications; Chapter 24: Thermal and Water Vapor Transmission Data, American Society of
Heating, Refrigerating and Air -Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA; 404–636–8400. W ebsite:
http//www.ashrae.org.
Cushman, Ted, “Fiberglass vs. Cellulose: Making the Choice,” Journal of Light Construction, September
1995, pp 27-31, Builderburg Partners, Ltd., W ashington, DC; 800–552–1951.
Energy Source® Catalog, Iris Communications, Inc.; 800–346–0104.
Energy Star Fact Sheets; Builder Guides ; U.S. Environmental Protection Agency (EP A), Atmospheric
Pollution Prevention Division; 888–STAR–YES.
Home Energy’s Consumer Guide to Insulation, website: http://www .homeenergy.org/eehem/96/9609insu
lation.html.
Residential Energy Efficiency Database (REED), Information Technology Specialists, Inc.; 403–892–3594
website: http://139.142.36.88/reed/index.htm.
Sawnee Energy Library, website:
http://www.energydepot.com/sawnee/library/library.cfm.
Southface Energy Institute, P.O. Box 5506, Atlanta, GA 30307; 404–525–7657.
U.S. Department of Energy (DOE) Energy Efficiency and Renewable Energy Clearing House (EREC);
800–363–3732. Email: doe.erec@nclinc.com. Website: http://erecbbs.nclinc.com.
Insulation Fact Sheet, August 1997, Document DOE/CE–0180
Loose-Fill Insulations, May, 1995, Document DOE/GO–10095–060
Wilson, Alex, “Insulation Materials: Environmental Comparisons;”  Environmental Building News ,
Volume 4, Number 1, January/February 1995, W est River Communications, Inc., Brattleboro, VT ;
802–257–7300.
Wilson, Alex, “Insulation Comes of Age,”  Fine Homebuilding , February/March 1996, No. 100, The
Taunton Press, Inc., Newtown, CT; 800–283–7252.
31

PRODUCT INFORMATION
BATT, SPRAY-ON AND LOOSE FILL INSULATION
American Rockwool, Inc., P.O. Box 880, Spring Hope, NC 27882; 919–478–5111.
Ark-Seal International, 2190 South Kalamath, Denver, CO 80223; 800–525–8992.
Building Products Division, The Celotex Corporation, P.O. Box 31602, Tampa, FL 33631; 813–873–4000.
CertainTeed Corporation, 750 East Swedesford Road, Valley Forge, PA 19482; 800–523–7844.
GreenStone Industries Inc., 6500 Rock Spring Drive, Suite 400, Bethesda, MD 20817; 888–592–7684.
Icynene Inc., 376 Watline Avenue, Mississauga, ON L4Z 1X2, Canada; 800–946–7325.
International Cellulose Corp., 12315 Robin Boulevard, Houston, TX 77245–0006; 800–444–1252.
Johns Manville Corporation (formerly Schuller International Inc.), 717 17th Street, Denver, CO 80202; or
P.O. Box 5108, Denver, CO 80217–5108; 800–654–3103.
Knauf Fiber Glass, 240 Elizabeth Street, Shelbyville, IN 46176; 800–200–0802.
Owens Corning, One Owens Corning Parkway, Toledo, OH 43659; 800–354–PINK or 800–GET–PINK.
Rock Wool Manufacturing Co., 203 North Seventh Street, Leeds, AL 35094; 205–699–6121.
Sloss Industries Corporation, 3500 35th Avenue North, Birmingham, AL 35207; 205–808–7803.
U.S. Fiber, Inc., 905 East Martin Luther King Dr., Suite 400, Tarpon Springs, FL 34689; 800–666–4824.
Western Fiberglass Group, 6955 Union Park Center, Suite 580, Midvale, UT 84047; 801–562–9558.
STRUCTURAL INSULATED PANELS
Structural Insulated Panel Association, 1511 K Street NW , Suite 600, W ashington D.C. 20005;
202–347–7800; Email sipadc@aol.com.
RIGID FOAM INSULATION
Celotex Building Products, P.O. Box 31602, Tampa, FL 33631–3602; 813–873–4230.
Dow Chemical Company, Styrofoam Brand Products, 2020 Willard H. Dow Center , Midland, MI 48674;
800–258–2436.
Johns Manville Corporation (formerly Schuller International Inc.), 717 17th Street, Denver, CO 80202; or
P.O. Box 5108, Denver, CO 80217–5108; 800–654–3103.
Owens Corning, One Owens Corning Parkway, Toledo, OH 43659; 800–354–PINK or 800–GET–PINK.
Tenneco Building Products, 2907 Log Cabin Dr., Smyrna, GA 30080; 800–241–4402.
RIGID FOAM COMPOSITE NAILBASE PANELS
Celotex&nbsp;Building Products, P.O. Box 31602, Tampa, FL 33631–3602; 813–873–4230.
Cornell Corporation, P.O. Box 338, Cornell, WI 54732; 715–239–6411.
Homasote Company, Box 7240, West Trenton, NJ 08628; 800–257–9491.
Johns Manville Corporation (formerly Schuller International Inc.), 717 17th St., Denver , CO 80202; or
P.O. Box 5108, Denver, CO 80217–5108; 800–654–3103.
RADIANT BARRIER PRODUCTS
Radiance
TM
Low–E interior paint, ChemRex, 889 V alley Park Drive, Shakopee, MN 55379;
800–433–9517.
Super-R
TM
radiant barriers, Innovative Insulation Inc., 6200 W . Pioneer Parkway , Arlington, TX 76013;
800–825–0123; Email: insulation@earthlink.net.
TechShield
TM
, Louisiana-Pacific Corp., 111 SW Fifth Avenue, Portland, OR 97204; 800–648–6893.
32

33
WOOD SHINGLES
& SHAKES
7
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Wood shingles and shakes (thicker, more rustic versions of shingles) have been used for roofing in this
country for more than 300 years. Originating in England, the technique of making shingles and shakes
involved the radial cutting of large trees, originally including oak, white pine, hemlock, and other soft-
woods. Today, shingles and shakes are milled largely in Canada and are made mostly from western red
cedar, eastern white cedar, and Alaskan yellow cedar. Pressure-preservative-treated southern yellow pine
is also used for shakes. W estern red cedar weathers a darker gray than eastern white cedar or Alaskan
yellow cedar. One or two mills make redwood shingles, but they are not as popular as cedar because they
weather considerably darker (although they perform well). Warranted by the members of the Cedar Shake
and Shingle Bureau (CSSB) against material defects for a minimum of 20 years, wood shingles and shakes
can last longer in colder climates, depending on the building site, local climate, shingle grade, and instal
lation. Wood shingles and shakes perform less well in hot, arid climates. Pressure-preservative-treated
(CCA) shingles perform better than untreated shingles in hot, humid, southeastern states. In areas where
solid sheathing is required for fire, seismic, high wind, or snow conditions, direct attachment to solid
sheathing is acceptable, especially if the shakes or shingles are pressure treated with preservatives or pres
sure impregnated with fire-retardant polymers.
Shingles and shakes can be applied over existing roofing materials with&nbsp;the use of furring strips,
but the preferred application is directly over sheathing. For optimum service life, CSSB recommends that
cedar shakes and shingles be attached over spaced sheathing such as 1 by 6 boards (Fig. 1 and 2) or hori
zontal furring strips over solid sheathing or insulating sheathing (Fig. 3). Alternatively , shingles can be
installed over a plastic mesh product such as Cedar Breather
TM
. The use of spaced sheathing in combination
with soffit and ridge vents will allow the shingles and shakes to “breathe” and will reduce excessive mois
ture. Horizontal furring will also allow for air circulation under the shingles and shakes, prolonging their life.
FIGURE 1 SHAKE APPLICATION

34
Wood shingles generally perform better in high wind locations than some other roof coverings
such as asphalt shingles, because they are rigid and do not curl. T esting with normal two-nail fastenings
show resistance to 120+ mph winds. Under severe conditions, heavier than normal roofing felt underlay
ment, such as two layers of 15# felt, one layer of 30# felt, or a self-sealing reinforced fabric such as an
ice and water barrier, is recommended at eaves, roof protrusions, valleys, and other critical areas.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING CEDAR SHINGLES.
It is relatively easy to judge the condition of wood shingles and shakes, although alternate exposures of
the roof may wear differently. Very mossy shingles can sometimes be cleaned of moss or lichen with the
use of pressure washing; however, pressure washing can erode shingles. The CSSB has a list of products
and techniques that can assist in shingle maintenance. When shingles or shakes begin to split and curl
excessively, or become soft, spongy , or crumbly , they should be replaced. Individual cracked, split, or
defective shingles or shakes are easily removed and replaced using simple tools such as prybars.
ADVANTAGES: Repairs are easy to make and are cost-effective over small areas.
DISADVANTAGES: If large areas need replacement, or if serious leaks develop, postponing replacement
can cause damage to the building’s structural elements or finishes.
FIGURE 3 APPLICATION OVER SOLID OR INSULATED SHEATHING
FIGURE 2 SHINGLE APPLICATION

2. INSTALL NEW CEDAR SHINGLES.

Cedar shingles are available in four grades. No. 1 BLUE ;LABEL with 100% heartwood, 100% clear , and

100% edge (vertical) grain. This recommended grade will have the longest life and is least likely to curl

and split due to the content of vertical grain and heartwood. No. 1 shingles are available natural or pressure

impregnated with fire retardants for Class A, B, and C roof requirements or they can be obtained with a .40

CCA pressure preservative treatment warranted for 30 years against rot and fungal decay by the treating

company. Pressure fire retardant treatments and pressure preservative treatments cannot be combined. No. 2

RED LABEL is satisfactory for some less exposed siting situations, but has significant amounts of flat grain

and will not perform as well as No. 1. Since the installation costs are the same, No. 1 or premium shingles

will be more cost-effective in the long-term. No. 3 BLACK LABEL is a utility grade for economy applications

and secondary buildings. No. 4 UNDER COURSING is used for under coursing, or shimming. (NOTE: A num

ber of suppliers are not members of CSSB and their grading specifications may vary somewhat.)

ADVANTAGES: Preferred for its natural appearance for both traditional and modern houses, often simulated

but never duplicated. Long history of satisfactory performance. Can be treated with preservative, shingle oil,

stain, CCA, or fire-retardant, or can be left to weather naturally. Can be obtained in a variety of butt configura

tions. Western red cedar shingles are warranted for 20 to 30 years (depending on product) against material

defects by CSSB members and independent suppliers or their treatment applicators. A vailable with premanu

factured hip and ridge caps, wood shingles and shakes are more resistant to damage from high wind and hail

than asphalt shingles. Being made from a renewable resource, cedar shingles are a sustainable choice.

DISADVANTAGES: More expensive than most other roofing materials. Can weather unevenly under certain

conditions. More combustible, unless treated, than most other roofing products. Eastern white cedar is

normally available only in random lengths with only 50 percent to 66 percent vertical grain, requiring the

expense of culling out unacceptable pieces.

3. INSTALL NEW CEDAR SHAKES.

There are four basic types of cedar shakes available: No. 1 Handsplit & Resawn is the most popular , with

hand-split faces and sawn backs. No. 1 Tapersawn are sawn on both sides and resemble thick butt shingles

(also available in No. 2 and No. 3 utility grades). No. 1 T apersplit shakes are produced largely by hand

and are popular in preservation applications in a three-ply system, which does not require building paper

in snow-free areas. No. 1 Straight Split shakes are the same thickness throughout and are used primarily

on exterior walls, but occasionally on roofs. Shakes are thicker than shingles and are warranted against

product defects (but not installation) for 25 years. They are used primarily when a more rustic or rugged

roof character is desired than that possible with shingles.

ADVANTAGES: Material imparts deep shadows and strong texture to roof surface. Classic, natural material

for both traditional and contemporary buildings. Much copied, but never replicated. Can be treated with

preservative, stain, CCA, or fire-retardant, or can be left to weather naturally . Treated heavy shakes are

warranted for 50 years by some manufacturers. Available with premanufactured hip and ridge caps. Being

made from a renewable resource, cedar shakes are a sustainable choice.

DISADVANTAGES: More expensive than other roofing types including shingles. Can weather unevenly. More

combustible than other roofing materials unless treated with fire retardant. Some warping and cupping

will occur.

4. INSTALL NEW SOUTHERN YELLOW PINE SHAKES.

Southern yellow pine shakes have been available since the 1970s, but were not actively promoted until the

late 1980s. Initial interest out-stripped manufacturing capabilities and the capacity remains limited to a

relatively small market within the Eastern and Midwestern states. A vailable taper sawn in No. 1 and No. 2

grades in lengths of 18 and 24 inches with a butt thickness of
13
/16 inch Southern yellow pine shakes are

heavier, thicker, and denser than cedar shingles. All shakes are pressure treated with CCA preservative and

are warranted against rot and decay by the treating agency for 30 years. The material weathers a natural

gray. Southern yellow pine shakes can be applied on solid sheathing because they are treated, but venting

by means of furring strips is recommended. Shakes can be applied over existing wood or composition shin

gles, but application over sheathing is preferred.
35

ADVANTAGES: An attractive, heavily textured roof used in high-end custom housing and historic restoration
projects. Material is warranted for 30 years against decay , rot, and termites. Performs better than other ,
lighter materials in high winds and hail storms. Approximately the same cost as untreated cedar shakes.
Being made from a renewable resource, pine shakes are a sustainable choice.
DISADVANTAGES: Heavier than cedar shakes; roof structure may require strengthening. More expensive
than some other roofing products. Cannot be treated with fire retardant when treated with CCA. Some
warping and cupping will occur.
FURTHER READING
Cedar Shake and Shingle Bureau Design and Application Manual for New Roof Construction, Cedar
Shake and Shingle Bureau, 515 116th A venue, NE, Suite 275, Bellevue, W A 98004; 425–453–1323;
www.cedarbureau.org.
Cedar Shake and Shingle Bureau Membership Directory and Buyer’s Guide, Cedar Shake and Shingle
Bureau, 515 116th Avenue, NE, Suite 275, Bellvue, WA 98004; 425–453–1323; www.cedarbureau.org.
“A Guide to Southern Pine Shakes,” Southern Forest Products Association, P .O. Box 641700, Kenner, LA;
504–443–4464; www.southernpine.com.
“Long Lasting Wood Roofs,” Patricia Hamilton, Journal of Light Construction, May 1997.
“Wood Shingle Roofs—Best Job Specifications and Care,” Old House Journal, May/June 1990, pp. 34–41.
PRODUCT INFORMATION
Cedar Breather
TM
and Roll V ent for Cedar , Benjamin Opdyke, Inc., 65 Steamboat Drive, John Fitch
Industrial Park, Warminister, PA 18974–4889; 800–346–7655.
Ice & W ater Shield
TM
, W.R. Grace & Co., Construction Products, 62 Whitemore A venue, Cambridge, MA
02140; 617–876–1400.
Winterguard
TM
, Certainteed Corp., Roofing Products Group, P.O. Box 860, Valley Forge, PA 19482.
PARTIAL LIST OF CSSB MEMBER AND NON-MEMBER
SUPPLIERS OF WOOD SHINGLES*
Amaraut Wood Products, Inc., P.O. Box 1008, 4935 Boyd Road, Arcarta, CA 95521; 707–822–4849 (red-
wood shingles and shakes).
Ambrook Industries Ltd., 17360 Frazer Dyke Road, Pitt Meadows, B.C., Canada V3Y 1Z1; 604–465–5657
(Western red cedar, wholesale and retail).
Clarke Group Marketing, Inc., P .O. Box 515, Sumas, W A 98295; 800–963–3388; www .cedarplus.com
(largest manufacturer of cedar shake and shingle products).
Sovbec, Inc., 9201 Center Hospilalier Boulevard, Chary , Quebec, Canada G6X 1L5; 418–832–6181
(Largest supplier of Eastern white cedar, representing 26 mills).
Teal Cedar Products, 17897 Trigg Road, Surrey, B.C., Canada V3T 5J4; 604–581–6161 (Western red cedar
and yellow cedar; wholesale only; good source of information about shingle and shake products).
Watkin Sawmills, P .O. Box 314, Sumas, W A 98295; 800–663–8301 (W estern red cedar; wholesale and
retail).
*A complete list of the approximately 608 supplier and installer members of the Cedar Shake and Shingle
Bureau is found in the Cedar Shake and Shingle Bureau’s Membership Directory and Buyer’s Guide.
36

37
ESSENTIAL KNOWLEDGE
Asphalt shingles were introduced into the roofing market in the late-1800s as a by-product of making tar
and asphalt-impregnated felts for flat roofs. Early shingles contained up to 33 percent cotton or wool
fibers derived from rags, hence the term “rag felt.” From the early 1940s to the late 1970s asphalt shin
gle mat was comprised of organic cellulose fibers derived from recycled waste paper and/or wood fiber .
Although organic mat is still available, the dominant base material since the late 1970s has been inorganic
(fiberglass) mat. According to recent sales information from the Asphalt Roofing Manufacturing
Association (ARMA), fiberglass mat shingles comprise approximately 82 percent of the residential asphalt
shingle roofing  market, and organic mat shingles (still popular in the Midwest and Northeast because they
are more flexible and considered easier to install in cold weather) 18 percent. ARMA estimates that asphalt
shingles represent 80 to 85 percent of the total residential roofing market.
The fiberglass mat typically used in the asphalt shingle industry is lighter than organic mat.
Fiberglass mat doesn’t necessarily perform better but does allow shingles to meet Class A fire resistance
ratings, while organic mat only meets Class C. Organic mat is presaturated with asphalt and then coated
with a mineral-stabilized material (limestone, slate, flyash, or traprock). Inorganic (fiberglass) mat is
coated with mineral-stabilized material but not presaturated. The mineral-stabilized coating fills the voids
between individual mats while at the same time providing increased resistance to fire and weather .
The typical asphalt shingle has been for many years a 36 by 12-inch three-tab strip shingle. The
cut-outs between the tabs create the illusion of individual shingles (Fig. 1). Within the last&nbsp;five or ten years,
“Architectural” or laminated shingles that simulate wood and slate shingles or shakes have become
increasingly popular for higher end housing. These shingles are made of two or even three layers laminated
into a single unit. The multiple laminate reinforces the impression of individual shingles and the protective
granules are toned to simulate weathered material. Dark colored granules are added to create the impres
sion of shadows, thereby enhancing the three-dimensional, “high definition” effect (Fig. 2). Dark colored
granules are also added to some three-tab shingles, such as Owens Corning’s Prominence® series to sim
ulate the appearance of premium shingles (Fig. 3). Other recent developments include the increasing use
of larger-sized “metric” shingles, longer “multi-tabbed” shingles, and distinctly-styled, non-rectangular ,
diamond and hexagonal (scalloped) shingles (Fig. 4).
The proliferation of different asphalt roofing shingle types and styles has made the selection of
these materials difficult. In the recent past shingles were categorized by weight, such as 235, 240, 280
pounds, etc. The weight was generally related to service life. Currently shingles are classified by warranty
duration, such as 20, 25, 30, or 40-year. There is no direct relationship between base mat thickness, shin
gle weight, performance, and warranty . Furthermore, asphalt coatings, the type of fillers, mat thickness,
and shingle weight vary from one manufacturer to another , making it difficult to estimate relative perfor
mance. Most of the laminated shingles have been on the market for only the past five to ten years, and
there is no long-term history of their performance (the Insurance Institute for Property Loss Prevention
assumes that the effective life of an average asphalt shingle is 17 years). There is also no applicable
American Society for Testing Materials (ASTM) accelerated wear test that is appropriate for asphalt shin
gles. Manufacturer warranties are apt to differ in terms of what is warranted (material, labor , or both),
against what defect, for what period (pro-rated or not), with what exclusions (rain, hail, and other
variables), or whether the warranty is transferrable.
In response to widespread reports of product failure in the early 1990s, the Midwest Roofing
Contractors Association (MRCA) ran shear strength tests on a number of shingle types (asphalt fiberglass,
asphalt organic, asphalt laminated fiberglass, and asphalt laminated organic shingles) in accordance with
ASPHALT SHIN GLES8

INDIVIDUAL TILE TILE PATTERN

THREE-TAB SHINGLE
LAMINATED SHINGLE
“SHADOWED” THREE-TAB SHINGLE
FIGURES 1–4
(TOP–BOTTOM) “SHAPED” SHINGLE
Section 8.1.2 of ASTM D3462, “Standard Specification for Asphalt Shingles Made from Glass Felt and
Surfaced with Mineral Granules.” All but two of the 20- to 25-year warranted three-tab asphalt fiberglass
shingles, and all of the 25- and 30-year warranted asphalt laminated fiberglass shingles failed to meet the
test. The ARMA maintains that tensile strength, tensile elongation, and shingle flexibility are better indica
tors of potential resistance to shingle splitting than tear strength, and is working through ASTM to improve
the D3462 standard to more accurately reflect shingle performance. ARMA maintains that some shingles
that don’t meet D3462 perform adequately . Most manufacturers currently produce shingles that meet
ASTM D3462, and this standard is increasingly referenced by model code agencies. However, some man
ufacturers, responding to requests for inexpensive products, make “commodity” 20- and 30-year shingles
that do not meet this standard. These shingles, of varying quality , are often sold through discount whole-
sale and retail outlets stores that supply very price sensitive markets. Until the standards are revised, MRCA
and some other industry representatives recommend purchasing organic or fiberglass shingles that are
certified as meeting the tear-strength requirements of ASTM D3462.
A recent development in asphalt shingles is algae-retardant surfacing. Manufacturers have in the
past experimented with zinc granules to retard algae growth, but these sometimes resulted in white
patches and uneven staining. At least one manufacturer , 3M, that provides granules for roofing manufac
turers has developed ceramic-coated granules that release copper ions over a 10-year period to help
reduce the darkening of roofs from algae in hot, humid climates. For the additional cost of $150 to $300
per house, 3M claims that roofs will not require as frequent cleaning, which can remove surface granules.
It is too early to evaluate the long-term effectiveness of this material, but there are indications that in the
short term it helps retard algae discoloration.
If installing asphalt roofs in hurricane-prone regions, it should be noted that manufacturers gen
erally do not warrant their products for wind speeds greater than 80 mph. Asphalt shingles have frequently
38

39
performed poorly in high winds, and can be a significant source (along with other roofing products) of
wind-blown debris. Such performance, manufacturers point out, is frequently attributed to improper
application, substrates, or fasteners (staples are not recommended). The industry and some regional stan
dards (such as the “Blue Sky” guidelines developed by the Town of Southern Shores, North Carolina) rec
ommend doubling up on weight of shingle underlayments, using polymer-modified asphalt underlayment
membranes (such as Ice & W ater Shield
TM
or WinterGuard
TM
) instead of, or in addition to, roofing felts,
and increasing the nailing pattern from 4 to 6 per shingle and the nail size to 1-
1
/4-inch #12 nails with
3
/8-inch head diameter . Shingles at roof boundaries such as rakes, ridges, hips, and valleys should be
secured with hand tabbing of an asphaltic roof cement. Existing shingles should be removed prior to
reroofing and the existing sheathing inspected for deterioration. Some municipalities, such as Metro Dade
County, Florida, have special requirements, such as allowing only shingles that pass 110 mph testing (but
which are not typically warranted by manufacturers beyond 80 mph).
Partly in response to cold temperature and high-wind performance requirements, some manu
facturers produce shingles derived from recent flat roof technology developments, with different base mat
materials and configurations, as well as modified asphalt formulae. Malarkey Roofing Co. (with distribu
tion largely in the Northwest) offers a shingle that has a base mat of fiberglass and polyester and an SBS
rubberized asphalt (modified with styrene-butadiene-styrene) that it claims increases shingle flexibility to
resist tearing and cracking under normal as well as low temperatures. Malarkey makes a three-tab and
laminated shingle that is warranted against material failure in up to 100 mph winds. Another manufacturer,
IKO, produces a plastic polymer-modified asphalt shingle (atactic polypropylene) with similar enhanced
performance claims.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING&nbsp;ASPHALT SHINGLES.
Isolated small holes or cracks in shingles can be temporarily repaired by troweling on plastic roofing
cement. Curled shingles can often be cemented back in place. Individual shingles that are badly damaged
can be replaced by slipping a pry bar under the damaged shingle, removing the nails, sliding the shingle
out, replacing the shingle, and applying roofing cement to the new nail heads and the bottom edge of the
new shingle, and the one above. If a large number of shingles exhibit excessive drying out, curling, loss
of protective granules, cracking, or other deterioration, or if there is evidence of significant leaks that are
not due to faulty flashing, then a complete shingle replacement is likely to be required.
ADVANTAGES: Repairs are easy to make and are cost-effective over small areas.
DISADVANTAGES: If large areas need replacement, or if serious leaks develop, postponing replacement may
cause damage to the building’s structural elements or finishes.
2. INSTALL NEW ASPHALT SHINGLES.
A critical decision will be whether or not to remove the existing shingles or apply the new shingles over
the existing layer. According to ARMA, in many cases it is not necessary to tear off the old shingles if the
roof has only one layer of shingles, is laying flat and the decking is in good condition. In this instance, the
existing asphalt shingles can provide a secondary moisture barrier and the cost of removing and disposing
of the old shingles will be eliminated. The existing shingles will probably have to be removed, however , if
an inspection of the roof sheathing/substrate reveals significant rotting or warping of sheathing members,
if there is more than one existing layer of asphalt shingles on the roof, if the roof structure shows signs of
sagging along the ridge or truss lines, or if the condition of the existing shingles is so rough and distorted
that new roof shingles would not lay flat. If the roof does not look straight and feel solid, it should be
inspected for structural adequacy by a professional engineer or architect. The advice of an experienced
roofing consultant or contractor can assist in the determination of the appropriate installations. If there is
any serious doubt, a complete removal will lead to the most satisfactory application, as it allows a complete
assessment of the condition of the existing roof and will provide the base for a level and flat installation.

40
In any case, adequate roof ventilation should be provided (see “Further Reading”). Ideally , asphalt shin
gles should be installed only when the temperature ranges between 40 ˚F and 85 ˚F. At temperatures lower
than 40 ˚F shingles become brittle, crack easily, and are hard to cut. At ground-level temperatures of 85 ˚F
and above, roof temperatures can be in the mid-100s and the granular material is easily disfigured and
scuffed by handling and walking on the roof’s surface. In hot climates, roofers usually begin work at day-
break and quit early . In colder climates during the winter , the seal tab adhesives may not set up initially ,
especially on light, reflective roofs. Seal tabs may also not set up properly on very steep roofs with slopes
over 21 on 12. These installations often require additional applications of roofing cement (see “Further
Reading” for cold weather and high slope application recommendations). Application procedures are crit
ical: incorrect nailing above the seal tab line or over-driven nails can lead to product failure. Shingle man
ufacturers and ARMA recommend against directly applying asphalt shingles on insulation or radiant bar
rier decks (see Further Reading).
ADVANTAGES: Available in a wide range of types, colors, and patterns, asphalt shingles are by far the most
popular residential roofing material. Under most conditions asphalt shingles perform satisfactorily .
Laminated shingles can dramatically enhance the building’s appearance, especially those with higher roof
pitches. Can be applied over one layer of flat existing asphalt shingles, but reroofing directly over sheathi ng
is best. Relatively economical material with low first costs, compared to other materials. Easily installed.
DISADVANTAGES: Confusing claims and warranties, and the proliferation of material types and specifica
tions, make it difficult to compare and evaluate different manufacturers’ products. Competing products
are not necessarily equal, and warranties, specifications, and testing data should be carefully examined
and compared. Some asphalt shingle products may perform unsatisfactorily, especially in hot, arid climates
where thermal shock conditions (high&nbsp;heat with rapid cooling from thunderstorms) occur . Roofs m ay
darken or stain from excessive moisture or humid conditions. Being a product of nonrenewable fossil
materials, asphalt shingles are not the best choice from a sustainability standpoint.
FURTHER READING
“Algae Discoloration of Roofs,” ARMA Technical Bulletin #217-RR-89.
“Blue Sky Construction Guidelines,” Town of Southern Shores, NC.
“Builder Tips—How to Minimize the Buckling of Asphalt Composition Shingles,” AP A, the Engineered
Wood Association, Form No. K310F/revised April 1994; www.apawood.org/buildertips/
buckling.html.
Certainteed Shingle Application Manual , Certainteed Corp., P.O. Box 860, Valley Forge, PA 19482, 3rd
edition, 1997-98.
“Cold Weather Recommendations for Application of Asphalt Roofing Shingles,” ARMA T echnical Bulletin
#225-RR-97.
“Direct Application of Asphalt Shingles Over Insulation or Insulated Decks,” ARMA T echnical Bulletin
#211-RR-86.
Residential Asphalt Roofing Manual , Asphalt Roofing Manufacturers Association, 1997, www .asphalt
roofing.org.
Residential Steep-Slope Roofing Materials Guide , National Roofing Contractors Association; www .roof
online.org.
“Recommendations for Application of Asphalt Shingles on Steep Slopes and Mansard Construction,” ARMA
Technical Bulletin #213-RR-87.
“Reroofing: Tear-Off vs. Re-Cover,” ARMA Technical Bulletin #223-RR-96.
“Shingles and Siding: How to Know When Y ou Need Them—Costs, Product T ests,” Consumer Reports,

August 1997, P.O. Box 2015, Yonkers, NY 10703–9015.
The Steep Roofing Manual, National Roofing Contractors Association, www.roofonline.org.
“Ventilation and Moisture Control for Residential Roofing,” ARMA T echnical Bulletin #209-RR-86.
PRODUCT INFORMATION
ASPHALT SHINGLES
Atlas Roofing Corp., 1775 The Exchange, #160, Atlanta, GA 30339; 770–993–4479.
Bird Inc., 1077 Pleasant Street, Norwood, MA 02062; 800–BIRD–INC.
BPCO, P.O. Box 3177, Wayne, NJ 07474–3177.
Celotex Corp., P .O. Box 31602, T ampa, FL 33631; 800–CELOTEX (phone); 813–873–4080 (fax);
www.celotex.com.
ELK, 14643 Dallas Parkway, Suite 1000, Dallas, TX 75240; 972–851–0400; www.elcor.com.
GAF Materials Corp., 1361 Alps Road, W ayne, NJ 07470; 800–766–3411; www.gaf.com.
Georgia-Pacific Corp., 4300 Wildwood Parkway , Suite 300, Atlanta, GA 303TK; 800–839–2588;
www.gp.com.
Globe Building Materials, Inc., 2230 Indianapolis Boulevard, Whiting, IN 46394; 219–473–4500.
GS Roofing Products Co., 5525 MacArthur Boulevard, Suite 900, Irving, TX 75038; 972–580–5600;
www.gsroof.com.
Herbert Malarkey Roofing Co., P .O. Box 17217, Portland, OR 97217; 800–545–1191 (phone);
503–283–5405 (fax); www.malarkey-rsg.com.
IKO Manufacturing, Inc., 120 Hay Road, Wilmington, DE 19809; 302–764–3100.
Owens Corning, One Owens Corning Parkway , T oledo, OH 43659; 800–438–7465 (phone);
419–248–7354 (fax); www.owenscorning.com.
PABCO Roofing Manufacturers, 1718 Thorne Rd., Takoma, WA 98421; 206–272–0374.
ICE AND WATER BARRIERS*
Ice & Water ShieldTM, W.R. Grace & Co. Construction Products, 62 Whitemore A venue, Cambridge, MA
02140; 800–472–2391.
WinterguardTM, Certainteed Corp., Roofing Products Group, P.O. Box 860, Valley Forge, PA 19482.
*For a more comprehensive list of ice and water barriers, see Section 5:  Underlayments and Moisture
Barriers.
ALGAE MITIGATION
3M
TM
, Algae Block
TM
, System, 3M Industrial Mineral Products Division, 3M Center 225-2N-07, P .O. Box
33225, St. Paul, MN 55133–3225; 800–447–2914.
41

ESSENTIAL KNOWLEDGE
All roofing systems are subject to leaks, but low-slope roofs do not shed water as effectively as high-slope
roofs and are more susceptible to damage from water infiltration. Some of the causes of water leaks can
be mitigated by careful maintenance, but others such as those caused by deficient design and installation;
long-term weathering and Ultraviolet (UV) exposure; extreme weather conditions including snow, hail,
high winds, and drenching rains (that raise the water level above base flashing height); structural deficien-
cies and changes; and excessive thermal expansion and contraction, cannot. The causes of roof leaks are
often difficult to determine accurately and leaks frequently result in damage at some distance from their
source.
An inspection for roof leaks should begin in the building’s interior, noting all signs of moisture
infiltration, such as stained or deteriorated roof decks, structure, ceilings, and walls. Before corrective work
is undertaken, roofs should be inspected by a qualified roofing consultant or contractor to document general
problem areas beginning with the obvious ones. These include obstructed or non-performing drains, scup-
pers, gutters, or leaders; the existence of foreign matter such as tree limbs, debris, leaves, and pine needles
that block drains and puncture roof membranes; displaced ballast or walkway pavers; wear and tear on roofs
used for recreation; and uneven, settled, or depressed roof areas that prevent proper drainage and lead to
ponding. If the roof is under a manufacturer’s warranty, the roofing membrane manufacturer should be con-
tacted as soon as possible about any roof leaks. Upon completion of a general survey, a more detailed inspec-
tion should address the condition of each roof component, including: copings, cap and counter flashings;
gravel stops, roof edging and fascia; base flashing, pitch pockets and boots at roof penetrations; deteriorated
sealants; and roof membranes, including unbonded or unsealed seams, the existence of ridges, blisters, wrin-
kles, worn spots, holes, or deteriorated areas. The National Roofing Contractors Association (NRCA), the
Asphalt Roofing Manufacturer’s Association (ARMA), and the Single Ply Roofing Institute (SPRI) have jointly
produced a useful checklist of items to be surveyed (see Further Reading).
The low-slope roofing materials discussed below include built-up roof membranes, modified
bitumen membranes, and thermoset and thermoplastic single-ply membranes.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING BUILT-UP ROOF (BUR) MEMBRANE.
Spot repairs address deficient or degraded conditions at isolated locations in the roof membrane or base
flashings. Most repairs of punctured, cracked, blistered, wrinkled, or otherwise distressed areas involve
similar repair strategies including: the removal of debris, contaminants or aggregates; checking for water
damage to the insulation or decking; removal and replacement if necessary; cutting out of damaged section
of membrane; priming the membrane and installation of new plies (to match the number removed) in hot
bitumen or cold-applied adhesive. A variety of resaturants and liquid coatings exist that extend the life of
existing surface coatings. Some contain pigments that reflect solar radiation. The National Roofing
Contractors Association and the Asphalt Roofing Manufacturers Association have both produced a num-
ber of comprehensive manuals of maintenance procedures and recommended repairs (see Further
Reading). Permanent repairs should be undertaken by a professional roofing contractor.
42
LOW -SLOPE
ROOFING
9

FIGURE 1 BUR BEING INSTALLED
ADVANTAGES: Spot repair can be cost-effective in increasing the service life of both new and worn roofs.
DISADVANTAGES: As with all roofing systems, if roof problems are widespread, or if serious water prob
lems exist, spot repairs may not be effective.
2. REPLACE EXISTING ROOF WITH BUILT-UP ROOFING MEMBRANE.
Built-up roofing (BUR) systems comprise multiple overlapping layers of roofing felt coated with asphalt or
coal tar pitch (Fig. 1). BUR systems are classified into two major categories: asphalt systems and coal tar
systems. Asphalt is derived from the refining of crude oil, coal tar is derived from the refining of coal.
Although they are both used in conjunction with plies of roofing felt, with fiberglass or polyester fabric
reinforcement, they have quite different properties and are not necessarily interchangeable. Asphalt-based
products should typically be used for the repair of asphalt BURs and coal tar products for the repair of
coal tar BURs, with the exception that asphaltic-based products are routinely used for the construction of
base flashings in coal tar BURs. BURs have been in use over 150 years; many 50-year-old and older roofs
are still in service. Coal tar roofing pitch comes in three grades or types that have varying viscosities. Type
I is the most prevalent. Coal tar is used basically for low slopes and is not recommended for slopes greater
than
1
/4 in 12 inches. In warm climates this slope factor is reduced to
1
/8 in 12 inches. Coal tar roofing
pitch is the only material with true cold-flow properties which give it self-healing characteristics beginning
at surface temperatures of approximately 60 ˚F (experienced during winter months due to solar radia
tion). Asphalt is also available in a variety of types according to their viscosity and softening points. T ype
I asphalt’s softening point is 135 ˚F and is used only on roofs with no appreciable slope. T ype III asphalt,
called “steep asphalt”, can be installed on roofs with a maximum slope of 3 in 12 inches. Its softening
point is between 185 ˚F and 205 ˚F. Type III is the most commonly used asphalt in BUR because of its in-
service softening point. Asphalt BURs are available in both conventional hot-applied and cold-process roof
systems which mix asphalt with petroleum distillates, polymers, fibers, and fillers. Cold-process roof sys
tems are usually brush-applied or applied by commercial airless spray equipment, instead of being hand-
mopped or applied by mechanical asphalt spreaders; they normally require fewer plies; undesirable fumes
and the danger of hot spills are said to be eliminated.
ADVANTAGES: BUR systems, properly designed and applied, have a long history of successful use and can
perform well for many years. Cold-process systems can minimize undesirable fumes, and are economical.
BUR systems can be relatively easily maintained and repaired, and can be more forgiving of installation
errors, due to the redundancy of multiple plies, than other systems.
43

DISADVANTAGES: Built-up roofing systems, as with all roofing systems, depend on close adherence to
specifications and require careful workmanship for their performance. Air pockets must be limited and
applying the proper amount of adhesives is critical. Aggregate surfaces on coal tar and some asphalt BUR
systems make identification of source of leaks difficult.
3. REPAIR EXISTING MODIFIED BITUMEN (MB) MEMBRANE

The ARMA/NRCA/SPRI’s recommended repair strategies for MB membranes include: inspection of the roof

membrane for water infiltration; removal and replacement of damaged or wet insulation or deteriorated

decking; removal of debris, contaminants, ballast, aggregate, or loose granules; priming of the membrane

surface; patching surface with a similar material 8“ wider in all dimensions with 3” radius corners; instal

lation of the patch in hot asphalt (if styrene butadiene styrene [SBS] but not atactic polypropylene [APP],

cold adhesive, or by heat welding in accordance with the roofing manufacturer’ s recommendations [see

Further Reading].

ADVANTAGES: Can increase the service life of new and worn roofs. Cost-effective.

DISADVANTAGES: If roof problems are widespread or if serious leaks persist, localized repairs may not be

effective and more general repairs or replacement may be necessary .

4. REPLACE EXISTING ROOF WITH MODIFIED BITUMEN (MB) MEMBRANE

Modified bitumen (MB) membranes are made from asphalt or coal tar pitch bitumens modified with

chemicals (polymers) to provide enhanced weatherability , flexibility, tensile strength, and resistance to

flow at high temperatures. The most common polymers used to modify asphalt bitumen are APP and SBS.

Other modifiers include SBR, EIP, and SEBS. Coal tar pitch bitumen can be modified with Tardyne® poly

mers to create a MB that is compatible with coal tar BUR roofing systems. However , most MBs combine

asphalt, reinforcing fabric such as polyester or fiberglass, and APP or SBS polymers. Most MBs are sup-

plied in rolls covering 100 sf (one square), installed in multiple plies. Although they differ significantly

from single-ply thermoset and thermoplastic membranes, MBs are sometimes grouped with those systems

into a new classification, “flexible membrane systems.”

APP systems are normally applied with an open-flame torch process, but are also installed with
hot-air welding equipment and can be obtained in a peel-and-stick sheet form or in rolls compatible with
cold-process adhesives. SBS systems are normally installed with hot asphalt moppings, but can also be
installed with open-flame, hot-air self adhesive, and cold adhesive process. A variety of surfacings is avail-
able, including asphalt cutback aluminum coatings, ceramic granule or mineral surfacing (similar to
asphalt composition shingles) and occasionally with aggregate toppings. MBs with factory-applied ceramic
granules are more expensive than unsurfaced sheets but are cost-effective from a life-cycle cost view . Life
expectancy of roofs can be increased with additional layers of MB (or smooth surfaced sheets) in the
roof’s field or at flashings. Currently MB systems  are frequently combined with BURs into a hybrid roof,
i.e., two plies of BUR&nbsp;and a MB cap sheet for a high tensile strength (BUR), highly flexible (MB) system.
Coatings, such as reflective aluminum roof coatings, can also increase service life, although they require
periodic renewal.
ADVANTAGES: Available in a variety of configurations and surface coatings. An increasingly popular alter-
native to BUR systems. Easier to install and detect possible roof leaks than aggregate-surfaced BUR roofs.
Can accommodate some roof traffic.
DISADVANTAGES: Requires installers familiar with its use. Requires careful attention to installation details,
particularly seaming. Life expectancy may be greatly reduced by ponding water . Products containing new
polymer types should be carefully researched due to limited history of satisfactory use.
5. REPAIR EXISTING THERMOSET AND THERMOPLASTIC SINGLE-PL Y ROOFING
MEMBRANE.
Emergency patching of single-ply roofing systems can be made with duct tape, roofing tape, polyethylene
sheets, wood blocking, or butyl or polyurethane sealants, depending on size and severity of damage.
Plastic roofing cement and fabric patches are acceptable if other means are not possible, but roofing
44

cement may deteriorate some types of single-ply membranes (particularly PVC) and possibly insulation as

well. Avoid the use of liquid or pourable asphalt repair products. Single-ply roofing systems require per

manent repairs that are compatible with the individual materials and systems chosen. An excellent source

of permanent repair guidelines is provided in ARMA/NRCA/SPRI’ s  Repair Manual for Low-Slope

Membrane Roof Systems. Permanent repairs should be undertaken with professional roofing contractors

experienced with the systems at hand. Roofing manufacturers should be consulted to confirm the appro

priateness of individual repair techniques (See Further Reading).

ADVANTAGES: Permanent spot repairs can be relatively simply made and are cost-effective in increasing

the service life of both new and worn roofs.

DISADVANTAGES: If roof problems are widespread, or if serious water problems exist, spot repairs may

not be effective.

6. REPLACE EXISTING ROOFS WITH NEW THERMOSET AND THERMOPLASTIC
SINGLE-PLY ROOFING MEMBRANES.
Single-ply roofing membranes, currently promoted as “flexible membranes,” were first used in the US dur
ing the late 1950s on such architecturally significant projects as Dulles Airport. Widespread commercial
applications developed in the 1970s spurred&nbsp;on by oil shortages and increases in the cost of petroleum-
based products (such as BUR) caused by the Arab Oil embargo. Currently, according to the SPRI, flexible
membranes comprise approximately 55 percent of the total commercial roofing market. While their use
is largely in commercial projects, they are also used on low-sloped multifamily and townhouse projects,
both for rehabilitation and new construction.
In addition to modified bitumen, previously discussed, flexible membranes are grouped into
thermoset and thermoplastic categories (Table 1). Thermoset membranes include EPDM and CSPE, first
introduced in 1951 under the trade name Hypalon and neoprene (also known as chloroprene rubber).
In thermoset materials, polymers are cross-linked during the manufacturing process for EPDM and dur
ing exposure to heat and light (curing) in the case of CSPE. Seaming of thermoset materials has tradi
tionally been accomplished by means of liquid adhesives, or more recently by the use of specially formu
lated tape. Newer formulations of CSPE are seamed by means of heat welding.
TABLE 1 POLYMERS USED IN FLEXIBLE ROOFING MEMBRANES
Polymer Category
Butadiene Acrylonitrile Polymers

Chlorinated Polyethylene Polymers

Chlorosulfonated Polyethylene Polymers

Copolymer Alloys

Epichlorohydrine Polymers

Ethylene Propylene Polymers

Ethylene Interpolymers

Isobutylene—Isoprene Polymers

APP Modified Bitumen

SBS Modified Bitumen

Polyvinyl Chloride Polymers

Thermoplastic Polyolefin

Abbreviation Generic Classification
NBP
CPE
CSPE
CPA
ECH
EPDM
EIP
PIB, IIR
MB
MB
PVC
TPO
Thermoplastic
Thermoplastic
Thermoset
Thermoplastic
Thermoset
Thermoset
Thermoplastic
Thermoplastic
Modified Bitumen
Modified Bitumen
Thermoplastic
Thermoplastic
Certain materials may be derived by combining two or more of the polymers shown.
Thermoplastic membranes include PVC, PVC blends, or alloys such as CPA, EIP, and NBP. PIB and
TPO are based on polypropylene and ethylene propylene polymers. Thermoplastic membranes differ from
thermosets in that there is no cross-linking or vulcanizing—they can be repeatedly softened by heating
and will reharden when cooled. This allows them to be seamed together by special heat welding equipment
45

which is an increasingly efficient, economical and popular form of sealing that provides more uniform
attachment than that usually attained by the use of solvents. Flexible membrane roofing systems can be
attached to the deck and roof insulation with mechanical fasteners; adhesives including special glues; hot
asphalt or cold adhesive; or loosely laid with gravel ballast or concrete pavers. Each installation has its
advantages and disadvantages which should be carefully researched.
Some flexible membranes such as PVCs, EPDMs, and CSPEs have been successfully used for over
30 years. Some are new formulations of existing products (CP As, EIPs, and NBPs). Others including TPOs
are quite recent developments, and even newer products and formulations are continuously being devel
oped. A comparison of individual products is made difficult because of the complexity and large number
of competing products, the lack of comprehensive qualitative comparative data and continuing product evo
lution. Some data is available from SPRI (in particular its reference manual titled  Flexible Membrane
Roofing: A Professional Guide to Specifications) and individual product manufacturers, but an informed
choice will require an evaluation of comparative data including product history (successes and failures);
weatherability; chemical and flame spread resistance; slope characteristics; tear and puncture repairabil
ity; ability to resist roof traffic wear; compatibility with associated materials (flashings and insulation); color
and roll size; warranties; installation choices, procedures, and details; availability of reinforcing screens;
life-cycle costs; and availability of experienced applicators (sometimes the most critical determinant of all).
ADVANTAGES: Broad range of products, colors, surfacings, application methods, and engineering/design
solutions. Can be applied to complex roof profiles and can accommodate building movement. Lightweight,
can be used over existing roofing. Easy to install and inspect. Continuous research and development of
systems in use and new systems. History of satisfactory performance.
DISADVANTAGES: It is difficult to obtain accurate comparative data between systems; requires very careful
quality control during product installation—poor application procedures have led to a number of failures,
particularly at seams between rolls of materials. Some newer materials have limited history of successful use.
FURTHER READING
“Everything You Always Wanted to Know About Flexible Membrane Roofing, but Didn’t Know Who to Ask,”
The Roofing Specifier, July 1998.
Flexible Membrane Roofing: A Professional’ s Guide to Low-Slope Membrane Roofing Construction
Details, Fourth Edition, NRCA Specifications, Single-Ply Roofing Institute, 1998.
Manual for Inspection and Maintenance of Built-up and Modified Bitumen Roof Systems: A Guide
for Building Owners, NRCA/ARMA, 1996.
Manual of Low-Slope Roofing Systems, 3d ed., Griffen, C.W., and Fricklas, Richard C., McGraw-Hill, 1995.
Modified Bitumen Roofing Systems Design Guide, ARMA, 1997.
SPRI/NRCA Manual of Roof Inspection, Maintenance, and Emergency Repair for Existing Single-Ply
Roofing Systems, NRCA/SPRI, April 1992.
Repair Manual for Low-Slope Membrane Roof Systems , ARMA/NRCA/SPRI, 1997.
Residential Asphalt Roofing Manual, ARMA, revised 1997.
Quality Control Guidelines for the Association of Thermoset Single-Ply Roof Membrane, NRCA, March
1996.
The NRCA Roofing and Waterproofing Manual—Fourth Edition, NRCA, 1996.
Time-Saver Details for Roof Designs, Steve Hardy, McGraw-Hill, 1998.
The Manual of Low-Slope Roof Systems, NRCA, 1996.
46

PRODUCT INFORMATION
MODIFIED BITUMEN MEMBRANE SUPPLIERS
GAF Materials Corporation, 1361 Alps Road, Wayne, NJ 07470; 973–628–3000; www.ispcorp.com.
Monsey-Bakor, 336 Cold Stream Road, Kimberton, PA 19442; 800-523–0268; www.monsey.bakor.com.
Siplast, 222 W. Las Colinas Boulevard #1600, Irving, TX 75039; 972–506–6212; www.siplast.com.
Tamko Roofing Products, 313 Wall Street, P.O. Box 1404, Joplin, MO 64802; 417–624–6644;
www.tamko.com.
THERMOPLASTIC MEMBRANE SUPPLIERS
Bondcote Roofing Systems, 106 Lukken Industrial Drive, West, La Grange, GA 30240; 800–368–2160;
706–882–3410; www.bondcote.com.
Canadian General Tower Limited, 52 Middleton Street, Cambridge, Ontario N1R ST6; 516–623–1630.
Cooley Engineered Membranes, Inc., PO Box 939, 50 Esten Avenue, Pawtucket, RI 02862–0939;
800–444–4023; 401–724–0490.
Duro-Last Inc., 525 Morley Drive, Saginaw, MI 48601; 800–248–0280, www.duro-last.com.
Sarnafil Inc., 100 Dan Road, Canton, MA 02021; 781–828–5400; www.sarnafilus.com.
Seaman Corporation, 1000 Venture Boulevard, Wooster, OH 44691–9360; 330–262–1111; www.sea-
mancorp.com.
THERMOSET MEMBRANE SUPPLIERS
Carlisle Syntec Inc., 1285 Ritner Highway, P.O. Box 7000, Carlisle, PA 17013–0925; 717–245–7000;
www.carlisle-syntec.com.
THERMOPLASTIC AND THERMOSET MEMBRANE
ERSystems, 2950 Niagara Lane North, Plymouth, MN 55447; 800–403–7747; 612–550–0038; www.ersys-
tems.com.
Genflex Roofing Systems, 1722 Indian Wood Circle, Suite A, Maumee, OH 43537; 800–443–4272;
www.genflex.com.
JPS Elastomerics Corp., Stevens Roofing Systems, Nine Sullivan Road, Holyoke, MA 01040–2800;
413–533–8100; www.stevensroofing.com.
Kelly Energy Systems, Inc., PO Box 2583, Waterbury, CT 06723; 800–537–7663; 203–575–9220.
Verisco, Inc., 3485 Fortuna Drive, Akron, OH 44312; 800–992–7662.
MODIFIED BITUMEN, THERMOSET & THERMOPLASTIC SUPPLIERS
Firestone Building Products, 525 Congressional Boulevard, Carmel, IN 46032–5607; 317–575-7000;
www.firestonebpco.com.
Johns-Manville Corporation, Roofing Systems Group, 717 17th Street, P.O. Box 5108, Denver, CO 80217;
303–978–2000; www.jm.com.
47

ESSENTIAL KNOWLEDGE
Long a roofing choice in many parts of the world, metal was introduced into the&nbsp;US in the 18th century as
a craft industry using small sheets of lead or copper fabricated on site into flat-seamed roofs. By the begin
ning of the 20th century, factory-formed sheets of flat and corrugated galvanized steel became available that
were economical and did not require a full supporting roof deck. Used primarily for rural housing and
utility buildings, steel roofing was initially considered a somewhat inferior product that often leaked, had
a limited life, and wasn’t very attractive. Copper was too expensive for all but the most costly housing and
institutional projects.
In the years since World War II a number of factors have transformed residential metal roofing:
the use of zinc/aluminum alloys has lead to better corrosion resistance; improvement in coating systems
that has reduced fading and chalking; better quality sealants that have increased weathertightness; and the
use of fastening clips that has allowed for increased roof movement. In addition, the development of
sophisticated site roll-forming equipment has allowed for longer , site-formed sections of roof panels, and
the development of economical metal tile products that simulate other traditional roofing materials such
as slate, clay tiles, wood shingles, and shakes has increased the range of roofing options.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING METAL ROOFS.
All metal roofs and their fastenings will eventually fail due to the effects of normal weathering, severe wind
and hail storms, corrosive airborne pollutants, rapid expansion and contraction and UV radiation.
Localized problems can be repaired by replacing sections of damaged panels with patches of similar mate-
rials (applied with a sealant and screws if steel or aluminum, soldered if zinc or copper), or, preferably, by
replacing the entire affected panel. Asphaltic patches or acrylic “elastomeric” repairs can be unsightly and
are not normally long-term solutions. Some acrylic or polyurethane systems are available to recoat entire
roofs, but many of these systems have limited lifetimes (1 to 5 years), are relatively unattractive, and gen
erally appropriate primarily for low slope applications where the roof is not visible.
ADVANTAGES: Repairs can be cost-effective if limited to a few localized areas.
DISADVANTAGES: Repairs are not cost-effective if large sections of roof or flashings have deteriorated and
structure or interior finishes are at risk. Replacement panels will not match color of existing panels.
2. REPLACE EXISTING ROOF WITH NEW STANDING SEAM METAL ROOF.
Standing seam roofing has become increasingly popular for both multifamily and high end, single-family
housing, because it performs well and adds texture and color to simple roofs and continuity to complicated
roofing profiles and elevations. It is available in pre-formed sheets and site-formed panels up to 100 feet
long in a wide variety of materials including aluminum, copper , galvanized steel, Galvalume, Zincalume,
painted steel, stainless steel, and zinc. Aluminum is sometimes specified for dry maritime areas where there
is little rainfall to wash off the salt. Copper and zinc, the longest lasting materials, are sometimes specified
for very high-end projects. Zincalume and Galvalume are also specified where their color characteristics
are desired, but the dominant standing seam roofing material is pre-painted steel. Pre-painted steel roofing
is made from cold-rolled coils of steel of varying thicknesses from 0.013 to 0.024 inch, coated in a contin
uous  hot-dipped process with zinc, or zinc/aluminum alloys such as Zincalume and Galvalume (similar
products). The coils are then finished with various paint systems including polyvinyl fluoride products
48
MET AL ROOFING10

such as Kynar 500 and Hylar 5000 (similar products) or siliconized modified polyester (SMP). Polyvinyl
fluorides with at least 70 percent resin content (some have less) are warranted to retain 85 percent of
their original color for 20 years, SMPs will retain 80 percent of their color for 10 years (both have lifetime
warranties against chipping or peeling).
Metal roofing systems are fabricated either at manufacturing facilities dedicated to that purpose,
at the roofing contractor’ s own sheet metal facility , or at the job site using portable roll-forming equip
ment. Standing seam roofing systems are typically divided into two categories: architectural and structural.
Architectural systems are usually installed on solid sheathing at slopes greater than 3:12 (although lower
slopes can be accommodated) and are designed to shed water rapidly over the surface of the panels so
the seams do not have to be watertight. Structural systems have more pronounced profiles, may be of ;heav
ier gauge, may use sealants applied to the seams, and generally span between purlins. Because they are
for commercial applications, structural systems are not covered here. T raditional architectural standing
seams include: overlap (bent flat to form a flat seam)(Fig. 1); single-lock (Fig. 2); and double-lock (Fig.
3). Single and double-locked seams are mechanically crimped with electric crimping tools. Double-
locked seams are the most watertight of the residential systems. For very low slopes, butyl tape or sealant
is sometimes used in the seam to increase the watertightness. Architectural panels typically have ribs
3
/4
to 1
1
/2 inches high, are 12 to 16 inches wide (wider panels can allow oil-canning and substrate uneven
ness to show) and have clips at 36 inches o.c. to allow the roofing to “float” and compensate for expan
sion and contraction. Some systems use continuous clips and some less costly systems fasten directly to the
substrate (which can cause fastener backout or tearing of the metal at the fastener penetration from
expansion and contraction). Architectural panels are available in a number of gauges including: 28 ga.
(sometimes used for utility buildings); 26 ga. (typically available only with siliconized modified polyester
coatings) used in some cool climates such as the Pacific Northwest; and 24 ga., the most typical gauge,
specified in hot, sunny, dry climates where maximum fade resistance is required (Kynar 500 or Hylar 5000
are unavailable from many suppliers in 26 ga. material).
FIGURE 1 OVERLAP (SEAM)
FIGURE 2 SINGLE LOCK (SEAM)
49

FIGURE 3 DOUBLE LOCK (SEAM)
Two more recently developed standing seam systems include the snap-on cap and the snap-lock.
Snap-on cap systems (sometimes referred to as the mansard system because they were developed for high
slopes) use a simple cap (in one system with a continuous vinyl weather seal) to cover the joint between
panels (Fig. 4). A wider snap-on batten system is also available to provide a more pronounced rib (Fig.
5). Snap-lock systems employ specially formed ribs that snap and lock together (Figs. 6 and 7). Snap-lock
and snap-on cap systems are less weathertight than double-locked systems and are usually restricted to
slopes over 3:12. NRCA recommends a highly water -resistant underlayment be used under snap-on or 

snap-lock systems where leak-free performance is required. The NRCA also recommends that ventilation be
provided between the underside of metal panels and the substrate, due to the great potential for condensa
tion on the underside of the panel (the panels are an excellent thermal conductor and when temperatures
fall below the dew point, condensation can occur on the panel underside).
ADVANTAGES: Attractive, available in a great variety of colors and materials. Easy to install, in some instances
over existing roofing. Relatively long lasting, non-combustible. Resistant to decay , discoloration, and
mildew. Wind resistant and water , snow, and ice shedding. Lightweight. Can be structural and placed over
spaced purlins. Potentially recyclable.
DISADVANTAGES: Higher first cost than asphalt shingles and some other roofing products. Zinc/aluminum
alloys may not be warranted within
1
/4 mile of coast. Steel is a vapor barrier and can trap moisture leading
to condensation if not ventilated. Careful detailing is required to mitigate condensation, excessive expan
sion and contraction, and uplift in high wind areas. Some installers may not be qualified. W arranties vary
considerably and should be carefully reviewed. Roof warranties with longer duration (5 to 10 years) are
preferred.
VINYL GASKET
FIGURE 4 SNAP-ON CAP WITH CLIP SNAP-ON CAP WITH VINYL GASKET
50

FIGURE 5 SNAP-ON BATTEN
FIGURES 6,7 SNAP LOCK SNAP LOCK
3. REPLACE EXISTING ROOFS WITH METAL SHAKES AND TILES.

Metal roll-formed shakes and S-tiles were introduced more than 20 years ago. They have generated consid

erable interest recently because of their non-combustibility, light weight, and generally good performance

in high wind areas. Typically made of 24 ga. galvanized or galvalumed steel with smooth polyvinyl fluoride

coatings to simulate tile or with textured granules set in acrylic resins to simulate shakes. Metal tiles are

available in small panels approximately 16 by 46 inches (Figs. 8 and 9) or in large panels up to 40 feet

long (Figs. 10 and 11). Large panels can be placed on battens over solid sheathing, on battens on

existing roofs, or over purlins spanning between roof rafters or trusses.

ADVANTAGES: Lightweight and strong due to molded surface. Non-combustible, wind, mildew , and rot-

resistant. Available in a variety of textures, profiles, and colors. Economical,&nbsp;considering ease and speed

of installations. Long-term material warranties.

DISADVANTAGES: Tiles may not closely resemble the materials they simulate. Requires ceiling insulation

to reduce sound transmission.

FIGURES 8,9 TILE SHAKE
51

FIGURES 10,11 “S” TILE—LARGE PANEL SHAKE —LARGE PANEL
4. REPLACE EXISTING ROOF WITH FLAT METAL SHINGLES.

Several manufacturers make flat specialty shingle panels, including copper panels by Revere Copper

Products, Inc. and Vail Metal Systems; a “V ictorian” shingle made of prepainted or plain galvalume steel

by the Berridge Manufacturing Co.; and a diamond shaped tile, “Castle Top,” made in aluminum, copper,

zinc, and pre-painted steel by Atas International, Inc. The copper shingles are nominally 12 by 48 inche

panels embossed to look like individual shingles (Figs. 12 and 13). V ail Metal System’ s product was

designed to function well in high snow and high wind environments. It is also available in prepainted

metal. Berridge’s Victorian shingle was developed for restoration applications (Fig. 14). All shingles are

installed over conventional roof sheathing.

ADVANTAGES: Distinctive appearance, high wind and weather resistance, non-combustible, durable, will

not decay, peel, or rot. Lightweight, easy to install.

DISADVANTAGES: More costly than other materials (copper is more than twice the cost of prepainted metal),

takes longer to install than some other metal roofing products.

FIGURES 12,13 COPPER SHINGLE PANEL COPPER SHINGLE PANELS
FIGURE 14 “VICTORIAN” TILE
52

FURTHER READING
“Alternative Roofing Materials,” Journal of Light Construction, August 1997.
Architecture Sheet Metal Manual , Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association
(SMACNA); www.smacna.org.
Copper in Architecture Handbook, Copper Development Association, Inc.; www.copper.org.
The Metal Roofing Manual, National Roofing Contractors Association, 1996.
Prepainted Metal Roofs, Video, National Coil Coaters Association, 1996.
Roof it With Steel, American Iron & Steel Institute; 800–79–STEEL.
PRODUCT INFORMATION
Atas International, Inc., 4559 Federal Boulevard, San Diego, CA 92102; 800–468–1441; www .atas.com
(s-tile and shake panels, metal shingles, standing seam).
Berridge Manufacturing Co., 1720 Maury Street, Houston, TX 77026; 800–231–8127 (full line of metal
roofing products).
Custom-Bilt Metals, 9845 Joe V argus Way, South El Monte, CA 91733; 800–826–7813, www .custombilt
metals.com (full line of roofing products, 15 branches nationwide).
Dura-Loc Roofing Systems Limited, Box 220, RR 2, Courtland, Ontario, Canada N0J 1E0; 800–265–9357;
www.duraloc.com (s-tile and shake panels).
Met-Tile, Inc., 1745 Monticello Court, P .O. Box 4268, Ontario, CA 91761; 800–899–0311; www .met
tile.com/roof (s-tile panels).
Perfection Co., 8512 Industry Park Drive, P .O. Box 1524, Piqua, OH 45356; 888–788–2427 (“Country
Manor” aluminum shake).
Rheinzink Canada, Ltd., 4560 Dawson Street, Burnaby, British Columbia, Canada V5C 4C1; 604–291–8171
(zinc standing seam roofing).
Revere Copper Products, Inc., P.O. Box 300, Rome, NY 13442–0300; 800–490–1776.
Vail Metal Systems, LLC, P.O. Box 6521, Vail, CO 81658; 888–245–6385, www.vailmetal.com/roofing
COMPREHENSIVE LISTS OF MANUFACTURERS*
Product Capability Directory, National Coil Coaters Association, 1997.
Residential Steep-Slope Roofing Material Guide, National Roofing Contractors Association, 1997.
* There are many manufacturers of metal standing seam roofs and metal tiles. A list of manufac
turers and their products can be found in the above-referenced publications.
53

ESSENTIAL KNOWLEDGE
Originally introduced into this country from England in the 18th century, slate has been a favorite roofing
material for all types of buildings for more than 200 years. Its use peaked around the turn of the 19th cen
tury, when wood shingles were scarce because of clear -cutting of Eastern forests, and a noncombustible
material was sought for the fast-growing cities of the East and Midwest. Demand abated after the 1929
Depression with the fall off in housing starts and introduction of lower cost asbestos and asphalt compo
sition shingles. According to the National Roofing Contractor’ s Association, slate’s share of the current
residential roofing market is approximately 5 percent for new construction and 3 percent for reroofing.
The most common types of slate were formed millions of years ago from marine deposits of clay
and sand. Less common types were formed from layers of volcanic ash. Slate is typically quarried in the
U.S. in Virginia, Pennsylvania, New York, and Vermont along the Appalachian Mountain chain, as well as
in Canada and Newfoundland. U.S. quarried slate roofs have a service life from 60 years for Pennsylvania
soft vein slate (hard vein has not been quarried since the 1950s) to more than 125 years for New Y ork
and Vermont slate, to more than 175 years for Virginia Buckingham slate. Weathering of some slates’ high cal
cium carbonate content can discolor slate; high iron oxide concentrations can lead to permanent discol
oration due to the effect of acid rain. Some manufacturers will provide long-term warranties against
delamination and softening due to freeze/thaw cycling.
In the last decade the increased interest in slate for use in high-end housing and restoration pro
jects has led to the reactivation of some dormant quarries and the importation of tile from Spain, England,
Newfoundland, Canada, and increasingly from countries with low labor costs such as Brazil, China, and
India. The quality of imported tiles varies considerably depending on the specific quarry in the country of
origin. Slate is graded largely according to hardness under ASTM C406-89. The grade normally specified
for housing is S1. The other grades, S2 and S3, are typically specified for utility buildings. When specifying
imported tile it is advisable to order from a reputable U.S. distributor to avoid substandard material. Slate
is also classified into two categories: weathering, which can change color as the slate is exposed to the
elements; and non-weathering (unfading), which will not discolor significantly.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING SLATE ROOFS.
As a rule, most slate roofs last about 75 to 100 years. A great number of slate roofs built in the early 1900’s
are likely to need reroofing due to deterioration of the slate, the flashings, the fasteners, or a combination
of all three. The condition of slate roofs can be preliminarily assessed from the ground with the use of
binoculars. Critical areas to assess for missing, chipped, cracked, or slipped slates include the ridge, each
horizontal row, valleys, and where the roof changes direction. When evaluating a slate roof, note previ
ously repaired areas. Some of these old repairs may not have been done correctly and may need to be
reworked. Fasteners and flashings should also be surveyed. Check flashings at valleys, chimneys, dorm
ers, vent pipes, and other roofing protrusions. Check also for the condition of gutters and leaders (on a
rainy day for best results). Inspect the attic for structural distress, water stains, rot, or other indications
of problems. If there are only a few damaged slates, and if the roof is less than 50 years old, it is likely
that replacement slates are available, either salvaged or new that can match the color of the existing roof.
Slate replacement is usually a project for an experienced roofer, especially if the damaged slates are in the
roof’s field—slate can be easily broken by roof traffic and the surface is dangerous to walk on.
Inexperienced contractors may recommend the removal of a slate roof when, in fact, it is still serviceable.
54
SLA TE11

In some instances, even when substantial areas have suffered from neglect, slate can be removed, flashings

and underlayment repaired, and the salvaged material reinstalled with new slate.

ADVANTAGES: Repairs are cost-effective over small areas. In some instances tiles can be removed and reused.

DISADVANTAGES: Requires experienced contractors. Difficult to estimate costs in advance of doing repair

work. Can be very costly. Existing slates may be difficult to match. If large areas need replacement, or if

serious leaks develop, postponing replacement may cause damage to the building’s structural elements or

finishes.

2. REPLACE EXISTING SLATE ROOF WITH NEW SLATE.
Available in a range of colors from gray, blue-gray, black, green, deep purple, red, and variations of these
shades, depending on where the material was quarried. T ypically available in
1
/4- and
3
/8-inch thickness,
slates can be obtained in up to 2-inch thickness for high-end housing where deep shadow lines are
desired. The material is heavy (weighing approximately 7 to 8.5 pounds per square foot) and brittle,
requiring careful handling. It is installed by hand using copper or stainless steel roofing nails on mini-
mum
3
/4 inch roof sheathing over trusses or rafters at 16 inches o.c. Slate can be installed directly over
sheathing, on spaced sheathing (with a moisture barrier), or on battens over sheathing. Most manufac
turers supply installation details based on industry standards developed in the 1920s by the now defunct
National Slate Association. A new , comprehensive and authoritative guide to installation techniques and
materials, The Slate Book, is well regarded ;by industry representatives(see Further Reading). Slate is avail-
able in a number of patterns, sizes, shapes, and thickness. A standard layout is shown in Fig. 1., and a cus
tom “French” or hexagonal shape in Fig. 2. The standard layout ensures that a single slate is overlapped
by two other slates (Fig. 1). An economy installation employing an absolute minimum overlap and
asphaltic underlayments interlaced between slates is sometime encountered (Fig. 3.). This system
depends on the underlayment lasting the life of the roof, which is usually unrealistic. An important detail
in the design of slate roofs is the use of a cant strip at the eaves to elevate the starter course into the same
plane as the rest of the slate on the roof. Without the cant strip the slate will not lie properly and will break.
New slate products include a ridge vent designed especially for slate (T op Slate™), manufactured by
Peterson Aluminum (Fig. 4), and a new attachment and ventilation system, Fastrack for Slate™, promoted
by Slate International, Inc. (Fig. 5).
FIGURE 1 STANDARD LAYOUT
FIGURE 2 “FRENCH” OR HEXAGONAL LAYOUT
55

ADVANTAGES: Very long service life makes slate cost-effective on a life-cycle basis, considering the cost of
repeated stripping, removal, and reinstallation of other materials with shorter life spans. Will permanently
add to the quality and character of a house. Low maintenance under normal conditions. Individual broken
slates are relatively easily replaced by experienced roofers. Noncombustible, impervious to rot, mold, and
mildew.
DISADVANTAGES: High initial material and labor cost. Installation prices vary widely depending on avail-
ability of qualified roofers and competitive bidding environment. Requires experienced installers. Roof
structure may require strengthening to support slate. Some imported slate may be of lesser quality than
domestic material, without warranties against fading, discoloration, or delamination. Slate is heavy , brittle,
and sharp edges make handling difficult. Corners of slates can be easily chipped. Slate color on existing roofs
may be difficult to match.
FURTHER READING
“A Chip Off the Old Slate,” Michael J. Crosbie, Construction Specifier, Nov. 1997, pp. 49-54.
Laying Slate, National Slate Association (defunct). A vailable from Buckingham-V irginia Slate Corp. and
other slate manufacturers.
The Repair , Replacement and Maintenance of Historic Slate Roofs —Preservation Brief #29—
Technical Preservation Service, National Park Service; www2.cr.nps.gov.
The Slate Roof Bible, Joseph Jenkens, Chelsea Green Publications, 1997; 800–639–4099.
The Slate Book—How to Design, Specify, Install, and Repair a Slate Roof, Brian Stearns, Alan Stearns,
and John Meyer, Vermont Slate and Copper Services, Inc.; 1998; 888–766–4273.
The Steep Roof Manual, National Roofing Contractors Association, 1996.
56
FIGURE 3 ECONOMY INSTALLATION
FIGURES 4,5 TOP SLATE
TM
RIDGE VENT FASTRACK
TM
FOR SLATE

PRODUCT INFORMATION
MANUFACTURERS/SUPPLIERS
Buckingham-Virginia Slate Corp., One Main Street, P.O. Box 8, Arvonia, VA 23004–0008; 800–235–8921;
www.bvslate.com.
Greenstone Slate, P.O. Box 134, Pultney, VT, 05764; 802–287–4333.
Hilltop Slate Co., Route 22A, P.O. Box 201, Middle Granville, NY 12849; 518–642–2270.
Newfoundland Slate Co. Inc., 8800 Shepard A venue East, Scarborough, ON, Canada, M1B5R4;
800–975–2835.
Structural Slate Co., 222 East Maine Street, Pen Argyl, P A 18072; 610–862–4145.
DISTRIBUTORS/INSTALLERS
Allied Building Products, Route 17 North, East Rutherford, NJ 07073; 201–935–0800; www .alliedbuild
ingproducts.com (distributor).
Durable Slate Co., 1050 North Forth Street, Columbus, OH 43201; 800–666–7445 (new and salvaged slate
and tile distributor and installer).
Evergreen Slate Co., 68 East Potter Avenue, Granville, NY 12832; 518–642–2530, www.evergreenslate.com
(distributor).
New England Slate Co., RDI Burr Pond Road, Sudbury , VT 05733; 888–637–5283; www .neslate.com
(distributor of United States, Quebec, and Newfoundland tile).
Roof Tile & Slate Co., 1209 Carroll, Carrolltown, TX 75006; 800–446–0220 (new and salvaged slate distributor).
Slate International, Inc., 15106 Marlboro Pike, Upper Marlboro, MD 20772; 800–343–9785 (distributor).
SNOW GUARDS & SLATE ACCESSORIES
Berger Building Products Corp., 805 Pennsylvania Avenue, Feasterville, PA 19053; 800–523–8852.
Sieger Snow Guard Co., #63 Ziegler Road, Leesport, PA 19533; 610–926–2074 (heavy duty snow guards).
Vermont Slate & Copper Services, Inc., P.O. Box 430, Stowe, VT 05672–0430; 888–766–4273 (heavy duty
snow guards).
SLATE RIDGE VENTS
Petersen Aluminum Corporation, 9060 Junction Drive, Anapolis Junction, MD 20701; 800–344–1400.
VENTED ATTACHMENT SYSTEM
Slate International, 15106 Marlboro Pike, Upper&nbsp;Marlboro, MD 20877; 800–343–9875 (Fastrack for
Slate™).
57

ESSENTIAL KNOWLEDGE
Tile roofing accommodates various building traditions and climatic conditions, and now accounts for over
8 percent of the residential steep-slope roofing market in the U.S. for new construction and about
3 percent for re-roofing. Concrete tile, used mostly in the Southeast, Southwest, and California, now dom
inates the tile roofing market due primarily to its lower cost. Concrete tile does not have to be baked in a
kiln as does clay tile, and the materials for production are more readily available. Fiber-cement and com
posite shingles are also gaining acceptance because of their lighter weight and lower cost, although some
manufacturers have not found these products profitable and have discontinued them.
Roofing tile is differentiated by its shape and composition. Other important characteristics are
breaking strength, absorption or porosity , resistance to freeze-thaw , joining methods, and installation
details. Clay and concrete roofing tiles are generally available in two shapes: profile and flat. Profile tile
can be further divided into pan and cover, S-Tile, and interlocking (Fig. 1). Flat tile can be subdivided into
interlocking and non-interlocking. Interlocking is preferred in areas with heavy rains and snow , because
it is inherently a more weather-tight system.
CLA Y, CONCRETE,
FIBER -CEMENT &
COMPOSITE TILE
12
58
FIGURE 1
FLAT TILE
PROFILE TILE
PAN & COVER  INTERLOCKING
INTERLOCKING NON-INTERLOCKING
The porosity of roof tiles is very important in climates with a repetitive freeze-thaw cycle. The
more porous a roof tile is, the more water it will absorb. W ater that freezes in a roof tile can cause the
material to spall or crack. According to American Society for T esting Materials (ASTM) Standard C 1167
there are three grades of resistance to frost: Grade 1 “Provides resistance to severe frost action;” Grade 2
“Provides resistance to moderate frost action;” Grade 3 “Provides negligible resistance to any frost
S-TILE

action.” The selection of a tile should reflect an appropriate grade. Some fiber cement tiles have delami
nated in climates with severe freeze/thaw cycles and most manufacturers will not warrant their products
in these areas. The best indication of a roof tile’ s durability is a service&nbsp;record of similar tile used in a
comparable climate.
The roof installation method should be based upon roof slope, type of roof deck or substrate,
climate, seismic considerations, local building codes, and manufacturer’ s recommendations. Methods
include lug-hung, bedding in mortar, nails, screws, wire, clips, and adhesives. Nails are the least expensive
and most widely used installation system. Adhesives outperform mortar bedding in hurricane force winds
and are used extensively in Southern Florida. They cost the same as two nails and a hurricane clip, but
installation is faster. Adhesives are new on the market so little field knowledge of their durability exists.
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPLACE EXISTING CLAY OR CONCRETE TILES.
The condition of tile roofs can be preliminarily assessed from the ground with the use of binoculars.
Critical areas to assess for missing, cracked, or slipped tiles and missing mortar include the ridge, each
horizontal row, valleys, and where the roof changes direction. Fasteners and flashings should also be sur
veyed. Check flashings at valleys, chimneys, dormers, vent pipes, and other roofing protrusions. Check
also for the condition of gutters and leaders (on a rainy day for best results). Faulty gutters and leaders
will direct water onto roof and wall surfaces which were not designed for high water flows. These areas
should be inspected carefully for damage and deterioration. Inspect the attic for water stains, rot, or other
indications of problems. If there are only a few damaged tiles, and if the roof is less than 100 years old,
it is likely that replacement tiles are available and individual tiles can be replaced. This is usually a project
for an experienced roofer, especially if the damaged tiles are in the roof ’s field, because tiles can be easily
broken from roof traffic and the surface is dangerous to walk on. The isolated replacement of a few tiles
is relatively easy, but for more extensive work, a contractor experienced in the installation and maintenance
of tile should be engaged (suppliers of roofing tile can frequently be a good referral source). Inexperienced
contractors may recommend the removal of a tile roof when, in fact, it is still serviceable. In some instances,
even when substantial areas have suffered from neglect,&nbsp;tiles can be removed, flashings and underlayment
repaired, and the tiles reinstalled with new tiles placed in areas where they are less visible.
ADVANTAGES: Repairs require more skill than other roof materials, but are cost-effective over small areas.
In some instances tiles can be removed and reused.
DISADVANTAGES: Requires experienced contractors. Difficult to estimate costs in advance of doing repair
work. Can be very expensive. Existing tile may be difficult to match.
2. INSTALL NEW CLAY ROOF TILE.
Because of the long service life of clay tile, it is recommended that a high performance underlayment be
installed. Clay roof tiles come in a variety of colors in both earth tones and glazed primary colors. Unlike
some other roofing products, clay roof tiles maintain their color over time. Celadon Ceramic Slate produces
a clay tile that weighs 580 pounds per square. This product looks like slate, and costs around $220 to
$260 per square. Costs are a function of tile size, and the manufacturer’s production volume and processes.
On a per square basis, smaller tiles cost more to purchase and install than large tile.
ADVANTAGES: Traditional roofing material. Comes in a variety of types and styles (Fig. 2) Perceived as a
high end, quality construction material. Long lasting and virtually maintenance free. Fireproof and imper
vious to insects and rot. Will withstand hurricane winds better than other roofing products, and many
resist the effects of freeze-thaw cycles.
DISADVANTAGES: More difficult to install than other roofing products. Not recommended for roofs with
less than a 4-in-12 pitch. Heavy , can weigh anywhere from 520 to 1,250 pounds per square. Additional
roof supports may be needed for existing roofs before installing clay tile roofs. Clay roofing tile has a high
first cost ranging from $180 to $1,800 per square. Due to the limited number of clay roofing tile manu
facturers, the material may have to be shipped long distances, increasing costs dramatically .
59

GREEK TILE ROMAN TILE
S-TILE PAN & COVER
FLAT INTERLOCKING TILE, PLAIN TILE, FRENCH INTERLOCKING TILE
FIGURE 2 CLAY TILES
3. INSTALL NEW CONCRETE ROOF TILE.

Concrete tile makes up about 6 percent of the U.S. residential steep-slope roofing market, with California

representing the largest market. Studies show that concrete&nbsp;tile life-cycle costs are significantly less than

other roofing products. Because of the long service, it is recommended that a high performance under

layment be installed. The Southeast is particularly vulnerable to the underlayment cracking due to high

levels of heat and humidity. Concrete tile comes in a variety of shapes, colors, and textures, simulating clay

roof tile (Fig. 3) as well as wood shakes and slate. The material typically weighs 1,000 pounds per square,

although Westile’s FeatherStone® product weighs 690 pounds per square (costs 30 percent more than its

standard tile).

ADVANTAGES: Generally less expensive than clay tile. Long lasting, estimated 40 to 50 years in California and

INTERLOCKING
CHANNELED TILE
S-TILE
SIMULATING
SLATE SHAKE
SIMULATING
FIGURE 3 CONCRETE TILES

the Southwest, and 20 to 30 years in the Southeast. Fireproof, can withstand insects, rot, and hurricane winds
better than other roofing products. Some products are designed to resist the effects of freeze-thaw cycles.
DISADVANTAGES: More difficult to install than other roofing products. Not recommended for roofs with
less than a 4-in-12 pitch. Has a high first cost, three times the cost of asphalt shingles and 150 percent
that of cedar roofing. Because of the limited number of concrete tile manufacturers, the material may have
to be shipped, raising the cost dramatically. Existing roofs may require additional support. Sealant covered
roof tile will change from a glossy to a mat finish as the sealant wears off.
4. INSTALL NEW FIBER-CEMENT ROOF TILES.

Fiber-cement shingles are made from a blend of portland cement, synthetic or natural wood fibers and,

on occasion, lightweight aggregate. The material can simulate natural slate and wood shakes. One prod

uct, Cembrit B7, is made in 24- by 93-inch panels that simulate clay barrel tiles. There is conflicting infor

mation about which manufacturing process produces the most durable product. Some manufacturers

claim that the steam-curing autoclave process increases the strength and durability of fiber cement while

greatly reducing water absorption. Others claim this creates a more brittle product than air -cured fiber

cement, and is more likely to break from seismic stresses or when walked on. Air -cured products are

pressed to increase density and therefore reduce absorptivity . Fiber-cement roofing is available with a

manufacturer’s warranty of from 25 to 60 years. Some manufacturers are finding that fiber -cement pro

duction is not profitable. GAF Materials Corporation has recently discontinued sales of its roofing prod

uct, UltraSlate® and American Cemwood Corporation has also discontinued its fiber -cement roofing

products, Cascade® and Royal® shakes and Pacific® slates.

ADVANTAGES: Lighter and can be less costly than clay or concrete roofing tile. Some products can be

installed over asphalt shingles. Will not rot, split, or curl. Material can be cut with a saw and fastened with

conventional fasteners. Simulates quite accurately the texture of shakes and especially slate.

DISADVANTAGES: Fiber-cement shingles are more porous than cement and clay tiles and may crack or

delaminate in repeated freeze-thaw cycles. The appropriateness of specific products for use in cold climates

should be confirmed with the manufacturer. Repeated dry-wet cycling could also cause some products to

deteriorate. May appear different from the products they simulate. Some fiber -cement products are sus

ceptible to breakage from foot traffic and should not be used for recover applications. Not recommended

for slopes with less than 4-in-12 pitch.

5. INSTALL NEW COMPOSITE ROOF SHINGLES.

In a process parallel to the development of fiber-cement shingles, some manufacturers now make products

that are composites of various materials. One such product from Owens Corning, MiraVista™ shake shin

gle, is made of slate and clay reinforced with fiberglass and bonded under pressure with polymeric resin.

ADVANTAGES: Configured with rough texture, uneven shape and detailing that is quite similar in appear

ance to wood shakes. Lightweight, available in natural, non-fading colors that will weather to a natural

looking weathered tone. Lightweight, Class A rating, will not absorb water . Installs like wood shakes.

Competitively priced with fiber-cement.

DISADVANTAGES: New product without history of durability . May not be available nationally . May appear

different from the products they simulate.

6. INSTALL NEW PLASTIC COMPOSITE ROOF TILES.

A number of new plastic composite products have become available recently , including Eco-Shake®,

made from recycled pallet wood, shower curtains, and plastic bottles; Authentic Roof Shakes® made from

100% post-consumer waste; and Perfect Choice® 21- by 40-inch molded panels of Noryl plastic made to

look like 13 individual hand-split shakes.

ADVANTAGES: Very lightweight, easy and fast to install with conventional fasteners. Appearance is reasonably

close to shakes and tiles. Wind and hail resistant. Recycled content makes it environmentally sound.

DISADVANTAGES: Most materials have class C ratings; new untested materials; may require special cutting

equipment. May not have model code approvals. May appear different from the products they simulate.

61

FURTHER READING
“Alternative Roofing Materials,” Journal of Light Construction, August 1997, pp. 33-37.
“Choosing Roofing,” Fine Homebuilding, Jan. 1995, Volume 92, pp. 46-51.
“Clay in Context,” Mary Ellen Polson,  Old Home Journal, April 1998, pp. 39-43.
“Roofing Materials: A Look at the Options for Pitched Roofs,”  Environmental Building News, Vol. 4,
No. 4, July/August 1995.
“Stu’s Tile Talk,” Northern Roof Tile Sales, Blasdell, NY.
The NRCA Steep Roofing Manual, National Roofing Contractors Association, Rosemont, IL.
“The Top Choice,” National Tile Roofing Manufacturer’s Association, Eugene, OR.
PRODUCT INFORMATION
National Tile Roofing Manufacturers Association, P.O. Box 40337, Eugene, OR 97404; 541-689-0366.
CLAY TILE
Altusa Tile, 6645 Northwest 77th Avenue, Miami, FL 33166; 305–471–5830; www.altusa.com.
Ameri-Clay Roof T ile, 2905 47th A venue, North, St. Petersburg, FL 33714–3131; 813–522–3900;
www.americlay.com.
Celadon, P.O. Box 309, New Lexington, OH 43764–0309; 800–235–7528; www.celadonslate.com.
Gladding, McBean, P.O. Box 97, 601 Seventh Street, Lincoln, CA 95648; 800–776–1133; www .gladding
mcbean.com.
Ludowici Roof T ile, P.O. Box 69, 4757 T ile Plant Road, New Lexington, OH 43764; 800–945–8453;
www.ludowici.com.
Maruhachi Ceramics of America, Inc. (MCA), 1985 Sampson Avenue, Corona, CA 91719; 800–736–6221;
www.mca-tile.com.
U.S. Tile Company, 909 West Railroad Street, Corona, CA 91720; 909–737–0200; www.ustile.com.
SALVAGED AND NEW CLAY TILE
Renaissance Roofing, Box 5024, Rockford, IL 61125; 800–699–5695; http://members.ad.com/roof
tiles/home.html.
The Roof Tile and Slate Co., 1209 Carroll, Carrollton, TX 75006; 800–446–0220.
Tile Roofs Inc., 12056 South Union Avenue, Chicago, IL 60623; 708–479–4366.
Tilesearch, P.O. Box 1694, Roanoke, TX 76262; 817–491–2444.
The Tile Man, Inc., 520 Vaiden Rd., Louisberg, NC 27549; 919–853–6923; www.thetileman.com.
CONCRETE TILE
Boral Life T ile, Inc., 4685 MacArthur Court, Suite 300, Newport Beach, CA 92660; 800–LIFETILE;
www.lifetile.com.
62

Columbia Concrete Products, Ltd., 8704 120th St., Surry , British Columbia, Canada V3W 3N7;
604–596–3388; www.crooftile.com.
Eagle Roofing Products Co., 3546 North Riverside A ve., Rialto, CA 92376; 909–355–7010; www .eagle
roofing.com.
Entegra Roof Tile Corp., 1201 Northwest 18th Street, Pompano Beach, FL 33069; 800–586–7663.
Metro Roof Tile, Inc., 11501 Northwest 117th Way, Medley, FL 33178; 305–863–0021.
Monier Lifetile LLC, One Park Place, Suite 900, Irvine, CA 92714; 714–756–1605.
Pioneer Roofing Tile, Inc., 10650 Poplar Ave., Fontana, CA 92337; 909–350–4238; www.piotile.com.
Vande Hey-Raleigh, 1665 Bohm Drive, P .O. Box 263, Little Chute, WI 54140; 800–236–8453; www .vhr
roof-tile.com.
Westile, 8331 West Carder Court, Littleton, CO 80125; 800–433–8453; www.westile.com.
FIBER-CEMENT TILE
California Shake Company , 5355 North V incent A venue, Irwindale, CA 91706; 818–969–7544 (Cal-
Shake® and Cal-Slate®).
Eternit, Excelsior Industrial Park, P .O. Box 679, Blandon, P A 19510–0679; 800–233–3155 (Eternite
Slates®).
FireFree, P.O. Box 1094, Sumas, WA 98295; 800–347–3373 (FireFree®).
James Hardie Building Products, 26300 La Alameda, Suite 250, Mission Viejo, CA 29691; 800–942–7343;
www.JamesHardie.com (Hardishakes®).
Louisiana-Pacific Corp., 111 Southwest Fifth A venue, Portland, OR 97204; 800–579–8401;
www.lpcorp.com (Nature Guard®).
Northern Roof T ile Sales Co., 4408 Mile Strip Road, Suite 266-Blasdell, NY 14219, 905–627–4035
(Cembrit B7).
COMPOSITE TILE
American Sheet Extrusion Corporation, 1618 Lynch Road, Evansville, IN 47711; 800–347–3390 (Perfect
Choice® plastic shake).
Crowe Industries, Ltd, 116 Burris Street, Hamilton, Ontario L8M 2J5; 905–529–6818 (Authentic Roof®
plastic slates).
Owens Corning, One Owens Corning Parkway , Toledo, OH 43659; 800–766–3464; www .housenet.com,
(MiraVista™ shakes).
Re-New W ood, P.O. Box 1093, W aggoner, OK 74467; 800–420–7576 (ECO-Shakes® wood and plastic
shake).
FOREIGN-MADE TILE
HG Roofing and Consulting, P.O. Box 406, Lakeville, IN 46536; 219–784–2006.

Northern Roof Tile Sales Co., Inc., 4408 Mile Strip Road, Suite 266, Blasdale, NY 14219; 905–627–4035.

63

GUTTER AND
LEADER SYSTEMS
13
ESSENTIAL KNOWLEDGE
The purpose of gutter and leader (downspout) systems is to collect rainwater from the roof and direct it
away from the building foundation by means of leader extensions, splash blocks, or underground drain
lines. An improperly functioning gutter and leader system can contribute to water and ice backing up
against fascias and under roof shingles, can damage soffits, and can discolor or deteriorate siding materials.
Faulty gutters and leaders can also lead to soil erosion adjacent to buildings and serious water and foun
dation displacement problems in basements and crawl spaces. Unfortunately , gutter systems take more
abuse from extreme weather conditions, particularly ice and snow, than any other component of the build
ing envelope. They are also subject to damage from ladders and being stepped on, as well as from falling
treel limbs and debris.
Gutters should be sloped a minimum of 1 inch for every 40 feet of run. Standing water may indi
cate a sagging or incorrectly pitched gutter. Gutters are often sized according to the roof area they drain.
Five-inch-wide K-style gutters are the residential industry’s standard. Six-inch-wide K-style gutters are used
for larger roofs. Half-round gutters are typically sized 1 inch wider than K-style to provide the equivalent
capacity. Therefore, 6-inch half-round gutters are equivalent to 5-inch K-style. Four -inch-wide K-style and
64
HALF-ROUND FIGURE 3
SQUARE (BOX) K-STYLE FIGURES 1,2

5-inch half-round gutters (with equivalent capacity) are rarely used except for small roofs. Wider gutters
may be required for certain hard surface roofing materials, such as slate and tile, or used on steeply-
pitched roofs, to prevent water from shooting over the gutter . Gutters should be positioned tight against
roofing materials and the fascia. In heavy snow areas, snow guards should be used to prevent gutter tear-off.
Vertical leaders (downspouts) are used to capture and distribute rain water to storm drainage
systems, or by means splash blocks, to areas away from the building’s foundation walls to prevent the build
up of water in the soil and possible resulting structural or basement moisture problems. Leaders are typ
ically rectangular and of the same material as the gutter to prevent destructive galvanic actions.
Connections between gutters and leaders and leaders and storm drains require continuing maintenance
to assure the drain is free of leaves and debris and the connection has not become loose. Other mainte
nance points include the connections of leaders to the building.  Leader diameters are sized according to
the roof area they drain. A rule of thumb used in the industry is that a 2- by 3-inch leader will suffice for a 600
sq. ft. roof and a 3- by 4-inch leader for 1,200 sq. ft. The typical leader size for a 5-inch K-style gutter is 2 by
3 inches, but 3 by 4 inches is preferable because it is less likely to become clogged and is easier to clean out.
Before 1960, most gutters were made of wood or metal in a “half-round” shape. During the 1960s,
roll-formed metal gutter technology was introduced that allowed metal gutters to be made lighter and less
expensively. Initially available primarily in galvanized steel, roll-formed gutters are now available in copper ,
aluminum, galvanized, and painted steel. Gutter profiles include half-round and square, but the K-style (also
called formed, Ogee, or OG) (Figs. 1,2,3) predominates because it is visually compatible with recently-built
housing and adds interest to simple fascia details. Recent developments in truck-mounted roll-forming
equipment have allowed gutter installers to form continuous, seamless metal gutters to fit site-measured field
dimensions and individual roof profiles. Other recent developments include the use of vinyl (PVC) snap-
together gutter systems used primarily in the rehab/do-it-yourself market because of their ease of installa
tion. Another relatively new product, Rainhandler™ claims to eliminate the need for gutters by deflecting
rain away from the building (Fig. 4). Each gutter system has its own special characteristics and uses.
65
TECHNIQUES, MATERIALS, TOOLS
1. REPAIR EXISTING GUTTER SYSTEMS.
Other than keeping gutters clean of leaves, pine needles, and debris, gutter maintenance usually involves
refastening hangers that have become unfastened, repairing broken hangers, or adding new hangers where
hanger spacing was excessive. Hangers come in a variety of types, including hanger and strap, hanger and
bracket, spike and ferrule, and concealed hanger (Figs. 5,6,7,8). The spike and ferrule, because it fastens
through the gutter, is more apt than other&nbsp;hanger types to pull out of the fascia due to expansion and con-
traction of the gutter . Concealed fasteners are becoming increasingly popular because they are easy to
install, are not visible, are relatively strong, allow the gutters to expand and contract, and come in a variety
FIGURE 4 RAINHANDLER
TM

of sizes and configurations with different screw and nail attachment details. Other maintenance and repair

items include keeping gutter and downspout screens in place, refastening leaders, and maintaining splash

blocks or connections to underground drains. Gutters deteriorate over time — wood gutters need to be

oiled, metal gutters may need local repairs. At some time, usually when new roofing is required, the gutters

may have weathered to the point where they are not functioning, are unsightly , or have significantly dete

riorated. The choice of a replacement will be dictated by the appearance, value, physical characteristics,

and age of the existing house.

ADVANTAGES: Repairs are generally easy to make and are cost-effective if the damage is localized.

DISADVANTAGES: When gutter systems show wide-spread deterioration and become unsightly, they should

be replaced in their entirety.

FIGURES 5,6 HANGER AND BRACKET (FASTENER) HANGER AND STRAP (FASTENER)
FIGURES 7,8 SPIKE AND FERRULE (FASTENER) CONCEALED (FASTENER)
2. INSTALL NEW WOOD GUTTERS AND LEADERS.

Wood gutters are still a favorite for some traditional homes. Typically available in a 4 by 6 inches in clear

fir, gutters can also be milled from cedar or redwood. One supplier , Blue Ox Millwork, offers redwood

gutters in any one of 16 standard patterns or can customize to suit. The company recommends a scarfed

joint with both sides of the splice beveled
1
/4 inch on the inside to allow a depression to be filled with butyl

or other high-quality sealant. The sealant can be cut out and replaced when it fails (Fig. 9). The interior

leg of a gutter should be
1
/8 to
1
/4 inch higher than the outside leg in order to spill water outward. Blue

Ox recommends that, in lieu of lining gutters, a product called Chevron Shingle Oil be used in the gutter’ s

interior. This product will prolong gutter life by reducing the weathering while at the same time allowing

the gutter to breathe. Other products, including single-ply roofing membranes, are available that can be

66

FIGURE 9 SCARFED JOINT
used to line new or deteriorated wood gutters. One of these, Deck Seal®, a SBS rubberized asphalt mem
brane, as offered in 1.5-, 3.5-, and 6-inch rolls (see Product Information). Leaders, which can be cop-
per, black iron, or PVC, are attached to the gutter by means of a nipple screwed into the gutter’ s interior.
Some traditionalists recommend boxing (enclosing) the leaders with wood to conceal the metal leader .
ADVANTAGES: Appropriate for more traditional housing or where the “shingle style” predominates. A
strong, straight material that provides a crisp edge detail. Properly maintained, fir can last 50 years or more
and redwood twice that. The front face can be painted to match adjacent trim.
DISADVANTAGES: May not be readily available in some areas. More costly initially than other alternatives
(redwood gutters are approximately $10 to $12/lineal ft. for 4 by 4 inches (used on West Coast) and $16
to $18 for 4 x 6 inches (plus $175 set up). Fir gutters are approximately $10/lineal ft. Gutters and lead
ers require maintenance to prevent wood from drying out and checking. Heavier than other gutter mate-
rials. Not typically the choice for non-custom housing.
3. INSTALL NEW STEEL GUTTERS AND LEADERS.

Steel gutters and leaders are available in a variety of styles, including K-style, square (box gutters), and

half-round. A vailable materials include electroplated and hot-dipped galvanized and Galvalume®

(approximately 55 percent aluminum, 45 percent zinc by weight). Finishes also include plain galvanized,

baked enamel, modified siliconized acrylic and polyester , and fluoropolymer coatings such as Kynar .

Gauges run from a lightweight 28 ga. to heavier 24 ga., with 26 ga. being the most typical. Gutter assem

blies include “stick” systems of components sold through lumber yards or home centers (Fig. 10) with

typically 10- to 20-feet gutter lengths, for installation by homeowners or small contractors, as well as

seamless systems provided by installers with truck-mounted roll-formers. While both stick and seamless

FIGURE 10 “STICK” SYSTEM 67

systems can work satisfactorily, seamless systems have fewer joints, are apt to leak less, and are faster to

install. Stick systems are, however, apt to be less expensive on single houses or small projects.

ADVANTAGES: Steel is stronger than aluminum at equivalent thickness and contracts one-half as much.

Some newer coating systems allow limited guarantees up to 50 years. Steel is popular in Northern states

with snow and ice conditions.

DISADVANTAGES: Some galvanized finishes have a limited life span (5-10 years). Hot-dipped galvanized

gutters are preferred over other galvanized finishes, but are not recommended for maritime environments

unless the coil has been pre-coated. Galvanized finishes are rarely cleaned or primed properly and when

field painted, the paint can fail prematurely.

4. INSTALL NEW K-STYLE ALUMINUM GUTTERS.

Aluminum gutters and leaders are by far the most popular gutter systems. A vailable in a variety of styles,

including K-style, half-round, and a K-style modified to replace a fascia board (Fig. 11). Coatings include

baked enamel, polyester, and acrylic. Gutter thicknesses run from a lightweight 0.019 to a heavier 0.032

inch, often specified on higher-end housing. The most typical thickness is 0.027 inch. Thicknesses below

0.027 inch are sometimes used on low-end housing and are available through price-sensitive home centers

for the do-it-yourself markets. Aluminum gutters are available “stick” style and seamless, with the latter

being more common, especially on larger projects. “Stick” systems are frequently offered in greater thick

nesses than seamless (0.032 versus 0.027 inch) and are stronger . The benefit of seamless systems is the

lack of joints (which are points of potential leaks if not maintained). Concealed hangers are becoming

more popular because they are invisible and allow the gutter to expand and contract. Expansion and con-

traction at bracket support types that surround the gutter can lead to discoloration and wear at those

points. Spike and ferrule fittings are sometimes unsightly due to sloppy installation, and can pull out of the

fascia from the significant movement of aluminum resulting from temperature swings.

ADVANTAGES: Widely available. Low cost, and relatively easily maintained. Comes as both “stick” and

seamless in many color options. Easily installed. Long-term warranties on coatings are common.

DISADVANTAGES: Expands twice as much as steel and 50 percent more than copper. Less strong than steel

or copper. Can be dented (especially&nbsp;in lighter thickness) more easily than other gutter materials.

FIGURE 11 K-STYLE AND FASCIA
5. INSTALL NEW K-STYLE COPPER GUTTERS.

Copper has been a traditional gutter material for institutional buildings and large houses and continues to

be popular for high-end custom housing. T ypically specified in 16 or 20 ounces, K-type or in half-round

styles up to 8 inches wide, copper is available in “stick” as well as seamless systems. Copper has also been

used as sheet flashing in “boxed” or built-in gutters (Fig. 12). T ypically allowed to weather naturally, cop-

per develops a blue-green coloration resulting from the formation of a protective copper oxide patina.

Lead-coated copper gutters are also available from some suppliers for those preferring a grey color .

68

FIGURE 12
BOX CORNICE WITH BUILT-IN COVER
According to the Copper Development Association, copper gutters are affected by the acids in red cedar

shingles only to the extent that the acid may retard patination. Pitting of the gutter will not occur if rec

ommended details are followed (see Further Reading). Copper joints and connections are usually sol

dered, providing continuous surfaces, which limit the potential for leaks.

ADVANTAGES: Considered a quality, premium product. An appropriate material for historic preservation

projects. Copper patina blends well with many roofing products. Low maintenance, does not require paint.

Will not rust and is well suited for maritime environments.

DISADVANTAGES: Significantly more costly than alternative materials. Requires skilled installers for cutting

and soldering of joints and transitions. Not a normal choice for other than custom applications.

6. INSTALL NEW HALF-ROUND COPPER & ALUMINUM GUTTERS.
Half-round gutters were the traditional gutter style on homes built before 1950 and remain a popular
choice on historic renovation projects, traditional renovations, and new upscale custom housing. The sim
ple lines of half-round gutters compliment heavily textured materials such as slate, shakes, and tiles. Where
crown moldings exist in lieu of fascias, half-round gutters are hung from the roof. Where fascia exist, fas
cia brackets are used to attach gutters. One company, Classic Gutter Systems, sells specially designed over-
sized 5- or 6-inch half-round gutters made of heavy weight 20 ounce copper and heavy weight .032 alu
minum. They supply an extremely durable hanging systems as well as heavy weight cast brass and aluminum
functional brackets in decorative and plain styles (Fig. 13). These are lag bolted with stainless-steel lags
into the fascia board. A full line of accessories, decorative components, and screens is also available.
ADVANTAGES: Half-round gutters are the most efficient gutter shape and least affected by ice and snow .
Appropriate for both historic rehabilitation and new construction, both contemporary and traditional.
Attractive and durable.
FIGURE 13 HANGING SYSTEM 69

DISADVANTAGES: Higher initial material cost than some other gutter products. Approximately $2.25 to
$2.75 for aluminum and $5 to $5.50/lineal foot for copper (not including hardware — direct from Classic
Gutter Systems). Not generally used on non-custom housing.
7. INSTALL NEW VINYL (PVC) GUTTERS.

Originating in Europe, vinyl gutter systems have a small but growing following, largely among do-it-your

selfers. One U.S. company , Plastmo, has been the leading supplier of vinyl gutters in Scandanavia since

1959. Gutters can run the gamut from flexible to quite strong depending on the material’ s thickness, that

runs from 0.062 to 0.089 inch. Its great appeal is its snap-together simplicity and the limited number of

tools required to cut and assemble it. Vinyl gutters are available in K-style, contemporary (“U” shapes), and

half-round styles. One small manufacturer has a half-round gutter system that can be emptied from the

ground by means of a hooking device that engages a gutter that rotates on its support brackets allowing

leaves and debris to fall out (see Product Information).

ADVANTAGES: Strong and resists dents. Will not rust, chip, or peel. Lightweight and low maintenance. In

use for over 35 years. A vailable direct from some manufacturers and at most home centers. Effective in

corrosive environments. Low cost. Easy to assemble. Can be painted if necessary .

DISADVANTAGES: Gutter stock is only available in 10-foot lengths. Visually different from more traditional

gutter systems. Basically a do-it-yourself technology, with most gutter contractors committed to aluminum

and/or steel because of their investment in those systems. Perceived by some to be a lower -end product.

Limited number of colors.

8. REPLACE/PROVIDE GUTTER SCREENS/GUARDS.

A variety of products are available to retard the build-up of leaves, twigs, dirt, and asphalt roofing granules

in gutters. Historically these have been galvanized or vinyl-coated metal or plastic screening material, but

recently a host of “gutter guard” products has emerged. These products range from slotted or perforated

vinyl or metal extrusion to nylon mat filters. Additionally , some manufacturers and distributors of roll-

forming equipment and metal coils have produced gutters that include protective hoods. One manufac

turer, Englert, Inc., fabricates and sells through franchised dealers a 0.032-inch aluminum gutter called

Leaf Guard™ that incorporates a hood (Fig. 14). The Leaf Guard™ system is guaranteed against the need

to be cleaned for 20 years (or the dealer clears it). The system is claimed to be strong and to resist snow

and ice damage. The cost is over three times that of conventional gutter systems. Another new system

developed by Knudson Manufacturing Inc. called K-Guard™ is made from 0.027-inch aluminum, has a

similar profile to Leaf Guard®, but has a snap-in top that can be opened for cleaning (Fig. 15). The other

gutter guard systems are typically aluminum “hats” that cover the gutter and allow water to run down

through slots at the gutter’ s front edge. One manufacturer, DCI Products and Services, produces a nylon

mat that covers the top of the gutter trough, but allows water through (Fig. 16).

ADVANTAGES: Reduces need and danger of inspecting gutters. Generally keeps leaves, twigs, and other

debris out of gutters. Performs satisfactorily in light to moderately heavy rains. Some products guaranteed

for 20 years against debris build-up. Designed to be self-flushing with 3 by 4-inch leaders.

FIGURE 14 LEAF GUARD
TM

DISADVANTAGES: Do not keep out all small twigs, dirt, asphalt roofing granules, and pine needles. Perform
less well in very heavy rains or on steep roofs. May not be considered visually appealing. Difficult to
remove gutter guards to access gutters.
FURTHER READING
“Copper in Architecture Handbook,” Copper Development Association, Inc., www.copper.org.
“Gutters, Flashing and Roof Details” video, Copper Development Association, Inc., www .copper.org.
“Architectural Sheet Metal Manual,” Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association
(SMACNA), www.smacna.org.
PRODUCT INFORMATION
WOOD GUTTERS
Blue Ox Millworks, 1X Street, Eureka, CA 95501–0897; 800–248–4259 (redwood gutters).
ALUMINUM GUTTERS
Alcoa Building Products, Box 3900, Peoria, IL 61612; 800–962–6973, www .alcoahomes.com
(stick systems).
71
FIGURE 15 K–GUARD
TM
FIGURE 16 GUTTER GUARD

Berger Building Products, 805 Pennsylvania Boulevard, Feasterville, P A 19053; 800–523–8852,
www.bergerbros.com.
Classic Gutter Systems, 5621 East “D.E.” Avenue, Kalamazoo, MI 49004; 616–382–2700 (half-round alu
minum gutters and accessories).
Custom-Bilt Metals (corporate office), 9845 Joe Vargas Way, South El Monte, CA 91733; 800–826–7813.
STEEL GUTTERS & ACCESSORIES
Berger Building Products, 805 Pennsylvania Blvd., Feasterville, P A 19053; 800–523–8852.

Custom-Bilt Metals (corporate office), 9845 Joe Vargas Way, South El Monte, CA 91733; 800–826–7813.

Klauer Manufacturing, P.O. Nox 59, Dubuque, IA 52004–0059; 319–582–7201 (stick systems).

COPPER GUTTERS & ACCESSORIES
Berger Building Products, 805 Pennsylvania Blvd., Feasterville, P A 19053; 800–523–8852, www.berger
bros.com.
Classic Gutter Systems, 5621 East “D.E.” Avenue, Kalamazoo, MI 49004; 616–382–2700,(half-round gut
ters and accessories).
VINYL (PVC) GUTTER SYSTEMS
Bemis Manufacturing Co., 300 Mill Street, Sheboygan Falls, WI 53005–0901; 800–558–7651,
www.bemismfg.com, (K-style and “U” shaped).
Genova Products, Inc., 7034 East Court Street, Davison, MI 48423;

800–521–7488, www.genovaproducts.com, (K-style and “U”-shaped gutters and vinyl gutter guards).

GSW Thermoplastic Co., 1735 Highwood E., Building J, Pontiac, MI 48340; 800–662–4479,(K-style and
“U”-shaped gutters and accessories).
Plastmo Vinyl Raingutters, 8246 Sandy Court #B, Jessup, MD 20794; 800–899–0992, (K-style and half-
round systems).
Tilt ’N Clean, Rain Gutter Systems™, 280 Kenwood Drive, W ayne, PA 19087; 800–454–TILT, (half-round
gutter systems that can rotate for cleaning from the ground).
GUTTER GUARD PRODUCTS
FLO-FREE™, DCI Products and Services, Sycamore & Mill Street, Clifton Heights, P A 19018;
800–622–4455, www.flofree.com.
Gutter Helmet™, American Metal Products, 8601 Hacks Cross Road, Olive Branch, MS 38654;
800–423–4270.
Gutter ProTech™, Absolute Gutter Protection, P.O. Box 568, Woodbury, NJ 08096–7568; 800–283–7791.
Gutter Topper™, Gutter Topper Ltd., P.O. Box&nbsp;349, Amelia, OH 45102; 800–915–5888.
Waterfall®, Crane Plastics Co., 2141 Fairwood A venue, Columbus, OH 43207; 800–307–7780,
www.crane-plastics.com.
72

GUTTER-LESS DEFLECTING SYSTEMS
Rainhandler™, Savetime Corporation, 2710 North Avenue, Bridgeport, CT 06604; 800–942–3004.
CONCEALED GUTTER HANGERS
White Oak Manufacturing, LLC, 809 Glenwood Drive, Ephrata, P A 17522; 800–245–4086.
SHINGLE OIL
Chevron Products Company, Global Lubricants, 1716 South 5th Street, Louisville, KY 40208; 800–LUBETEX,
www.chevron.com.
GUTTER LINERS
Heckman Industries, 405 Spruce Street, Mill Valley, CA 94941; 800–841–0066.
SNOW GUARDS AND ROOFING ACCESSORIES
Berger Building Products, 805 Pennsylvania Boulevard, Feasterville, P A 19053; 800–523–8852;
www.bergerbros.com.
Vermont Slate and Copper Services, Inc., P .O. Box 430, Stowe, VT 05672; 888–SNOGARD; www .CAD-
SPEC.com.
73

74
AMERICAN INSTITUTE OF TIMBER
CONSTRUCTION
7012 South Revere Pkwy, Suite 140
Englewood, CO 80112
303–792–9559
www.aitc-glulam.org
APA—THE ENGINEERED WOOD ASSOCIATION
P.O. Box 11700
Tacoma, WA 98411–0700
253–565–6600
www.apawood.org
AMERICAN GALVANIZERS ASSOCIATION
12200 East Iliff Avenue, Suite 204
Aurora, CO 80014
303–750–2900
www.galvanizeit.org
AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE
1101 17th Street, N.W., Suite 1300
Washington, DC 20036–4700
800–79–STEEL
www.steel.org
AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE
11 West 42 Street, 13th Floor
New York, NY 10036
212–642–4900
www.ansi.org
AMERICAN SOCIETY OF HEATING,
AIR CONDITIONING, AND
REFRIGERATION ENGINEERS
1791 Tullie Circle, N.E.
Atlanta, GA 30329
404–636–8400
www.ashrae.org
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND
MATERIALS
100 Barr Harbor Drive
West Conshohocken, PA 19428
610–832–9500
www.astm.org
AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS
1801 Alexander Bell Drive
Reston, VA 20191–4400
800–548–2723
www.asce.org
AMERICAN WOOD COUNCIL
1111 19th Street, NW
Washington, DC
800–292–2372
www.awc.org
ASPHALT ROOFING MANUFACTURERS
ASSOCIATION
4041 Powder Mill Road, Suite 404
Calverton, MD 20704–3106
301–231–9050
www.asphaltroofing.org
ASSOCIATED SHEET METAL & ROOFING
CONTRACTORS
One Regency Drive
P.O. Box 30
Bloomfield, CT 06002
860–243–3977
BUILDING SEISMIC SAFETY COUNCIL
National Institute of Building Sciences
1090 Vermont Avenue, NW, Suite 700
Washington, DC 20055
202–289–7800
www.@nibs.org
CALIFORNIA REDWOOD ASSOCIATION
405 Enfrente Drive, Suite 200
Novato, CA 94949
415–382–0662
www.calredwood.org
CANADA MORTGAGE AND HOUSING
CORPORATION
Housing Information Center
700 Montreal&nbsp;Road
Ottawa, ON, Canada K1A 0P7
613–748–2367
www.cmhc-schl.gc.ca
APPENDIX
PROFESSIONAL ASSOCIATIONS & RESEARCH CENTERS

CANADIAN CONSTRUCTION MATERIALS CENTRE

Institute for Research in Construction

National Research Council

Montreal Road, Bldg. M-24

Ottawa, ON, Canada K1A 0R6

613–993–6189

www.nrc.ca/ccmc

CEDAR SHAKE AND SHINGLE BUREAU

515 116th Avenue, NE, Suite 275

Bellevue, WA 98004–5294

425–453–1323

www.cedarbureau.org

CELLULOSE INSULATION MANUFACTURERS

ASSOCIATION

136 South Keowee Street

Dayton, OH 45402

937–222–2462

www.cellulose.org

CONSTRUCTION SPECIFICATIONS INSTITUTE

601 Madison Street

Alexandria, VA 22314

703–684–0300

www.csinet.org

COPPER DEVELOPMENT ASSOCIATION

260 Madison Avenue

New York, NY 10016

800–232–3282

www.copper.org

COUNCIL OF AMERICAN BUILDING OFFICIALS

5203 Leesburg Pike, Suite 708

Falls Church, VA 22041

703–931–4533

www.cabo.org

ENERGY EFFICIENT BUILDING ASSOCIATION

Northcentral Technical College

1000 Campus Drive

Wausau, WI 54401–1899

715–675–3331

www.northcentral.tech.wi.us

EXPANDED POLYSTYRENE (EPS)

MOLDERS ASSOCIATION

1926 Waukegan Road, Suite 1

Glenview, IL 60025–1770

800–607–3772

FOREST PRODUCTS LABORATORY

U.S. Dept. of Agriculture

One Gifford Pinchot Drive

Madison, WI 53705–2398

608–231–9200

www.fpl.fs.fed.us/

HOME VENTILATING INSTITUTE

Div. of the Air Movement Control Association

30 West University Drive

Arlington Heights, IL 60004

847–394–0150

www.amca.org

INSTITUTE FOR BUSINESS AND

HOME SAFETY (IBHS)

73 Tremont Street

Boston, MA 02100–3910

617–292–2003

www.ibhs.com

INTERNATIONAL CONFERENCE OF BUILDING

OFFICIALS

5360 South Workman Mill Road

Whittier, CA 90601

800–336–1963

www.icbo.org

INTERNATIONAL FIRESTOP COUNCIL

25 North Broadway

Tarrytown, NY 10591

914–332–0040

www.firestop.org

INTERNATIONAL REMODELING

CONTRACTORS ASSOCIATION

17 South Main Street

East Granby, CT 06026
75

800–937–4722

www.remodelingassociation.com

LEAD INDUSTRIES ASSOCIATION

295 Madison Avenue, Suite 808

New York, NY 10017

212–578–4750

www.leadinfo.com

LIGHTNING PROTECTION INSTITUTE

3335 North Arlington Heights Road, Suite East

Arlington Heights, IL 60004

800–488–6864

www.lightning.org

METAL ROOFING SYSTEMS ASSOCIATION

1300 Sumner Avenue

Cleveland, OH 44115

216–241–7333

www.taol.com/mbma

NAHB REMODELORS COUNCIL

1201 15th Street, NW

Washington, DC 20005

202–822–0212

NAHB Research Center

400 Prince George’s Boulevard

Upper Marlboro, MD 20772–8731

800–638–8556

www.nahbrc.org

NATIONAL ASSOCIATION OF THE

REMODELING INDUSTRY

3800 North Fairfax Drive, Suite 2

Arlington, VA 22203–1627

703–276–7600

www.ebtech.com

NATIONAL COIL COATERS ASSOCIATION

401 North Michigan Avenue

Chicago, IL 60611

312–321–6894

www.coilcoaters.org

NATIONAL FRAME BUILDERS ASSOCIATION

4840 West 15th Street, Suite 1000

Lawrence, KS 66049–3876

800–844–3781

www.knight.idir.net

NATIONAL INSTITUTE OF BUILDING SCIENCES

1090 Vermont Avenue, NW, Suite. 700

Washington, DC 20005

202–289–7800

www.nibs.org

NATIONAL PARTICLEBOARD ASSOCIATION

18928 Premiere Court

Gaithersburg, MD 20879–1569

301–670–0604

www.pbmdf.com

NATIONAL ROOFING CONTRACTORS

ASSOCIATION

10255 West Higgins Road, Suite 600

Rosemont, IL 60018–5607

847–299–9070

www.roofonline.org

NATIONAL TECHNICAL INFORMATION SERVICE

U.S. Department of Commerce

5285 Port Royal Road

Springfield, VA 22161

800–553–6847

www.ntis.gov

NATIONAL TILE ROOFING MANUFACTURERS

ASSOCIATION

P.O. Box 40337

Eugene, OR 97404–0049

541–689–0366

NATIONAL TRUST FOR HISTORIC PRESERVATION

1785 Massachusetts Avenue, N.W.

Washington, DC 20036

202–588–6000

www.nationaltrust.org

76

NORTH AMERICAN INSULATION

MANUFACTURERS ASSOCIATION

44 Canal Center Plaza, Suite 310

Alexandria, VA 22314

703–684–0084

www.naima.org

POLYISOCYANURATE

INSULATION

MANUFACTURERS ASSOCIATION (PIMA)

1001 Pennsylvania Avenue, N.W.

Fifth Floor

Washington, DC 20004

202–624–2709

www.pima.org

ROOF COATINGS MANUFACTURERS

ASSOCIATION

Center Park, Suite 404

4041 Powder Mill Road

Calverton, MD 20705

301–230–2501

www.roofcoatings.org

ROOF CONSULTANTS INSTITUTE

7424 Chapel Hill Road

Raleigh, NC 27607

800–828–1902

www.rci@rci-online.org

ROOFING INDUSTRY COMMITTEE OF

WIND ISSUES

13303 U.S. 19N

Clearwater, FL 34624

813–536–0456

ROOFING INDUSTRY EDUCATIONAL

INSTITUTE

14 Inverness Drive East, Buiding H, Suite 110

Englewood, CO 80112

303–790–7200

www.rieiroof@aol.com

SEALANT, WATERPROOFING, AND

RESTORATION INSTITUTE

2841 Main

Kansas City, MO 64108

816–472–7974

www.swrionline.org

SHEET METAL AND AIR CONDITIONING

CONTRACTORS NATIONAL ASSOCIATION

(SMACNA)

P.O. Box 221230

Chantilly, VA 20153

800–336–0855

www.@smacna.org

SINGLE PLY ROOFING INSTITUTE

200 Reservoir Street, Suite 309A

Needham, MA 02494

781–444–0242

www.spri.org

SOUTHERN FOREST PRODUCTS ASSOCIATION

PO Box 641700

Kenner, LA 70064–1700

504–443–4464

www.sfpa.org

STEEL JOIST INSTITUTE

3127 10th Avenue, North

Myrtle Beach, SC 29577–6760

803–626–1995

www.steeljoist.org

STRUCTURAL INSULATED PANEL ASSOCIATION

1511 K Street, NW, Suite 600

Washington, DC 20005

202–347–7800

www.sipadc@aol.com

SWEDISH COUNCIL FOR

BUILDING RESEARCH

P.O. Box 12866, S-112-98

Stockholm, Sweden
77

46 8 617 73 00

www.bfr.se

TECHNICAL PRESERVATION SERVICE BUREAU

National Park Service

1849&nbsp;C Street, Suite 200 NW

Washington, DC 20240

202–343–9578

www2.cr.nps.gov

TIMBER FRAME BUSINESS COUNCIL

c/o Jerry Rouleau

P.O. Box B1161

Hanover, NH  03755

603–643–5033

TRUSS PLATE INSTITUTE

583 D’Onofrio Drive, Suite 200

Madison, WI 53719

608–833–5900

WESTERN RED CEDAR LUMBER ASSOCIATION

1100-555 Bayard Street

Vancouver, BC, Canada V7X 1S7

604–684–0266

www.coti.org/WRCLA

WESTERN WOOD PRODUCTS ASSOCIATION

522 Southwest 5th Avenue

Portland, OR 97204–2122

503–224–3930

www.wwpa.org

78

U.S. Department of Housing and Urban Development
Washington, DC 20410–6000
Official Business
Penalty for Private Use, $300
THE REHAB GUIDE
VOLUME ONE: FOUNDATIONS
VOLUME TWO: EXTERIOR WALLS
VOLUME THREE: ROOFS
VOLUME FOUR: WINDOWS AND DOORS
VOLUME FIVE: PARTITIONS, CEILINGS, FLOORS, AND STAIRS
VOLUME SIX: KITCHENS & BATHS
VOLUME SEVEN: ELECTRICAL/ELECTRONICS
VOLUME EIGHT: HVAC/PLUMBING
VOLUME NINE