Kaj arhitekti vedo o nastanku zobnih oblog in patine na bakru, stavbah in njihovem vplivu na odpadne vode deževnice in okolje? Arhitekt Chris Hodson, dopisnik www.copperconcept.org, prosi vodilnega strokovnjaka za neposredne odgovore.
Profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) je že 15 let vključen v obsežne interdisciplinarne terenske in laboratorijske raziskave korozije in izpiranja kovin z bakrenih streh in fasad, ki jih je izvedla Fakulteta za površino in korozijo Kraljevskega tehnološkega inštituta v Stockholmu.
Chris Hodson (CH): Kaj se zgodi, ko baker ob stiku z ozračjem postane rjav in nato zelen?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Vse razen najplemenitejših kovin, kot sta zlato in platina, v različni meri oksidirajo in korodirajo na prostem. To lahko vidimo v obliki rje na jeklu in belih nanosov na pocinkanem jeklu. Vendar oksidacija kovin ali zlitin, kot sta titan in nerjaveče jeklo, s prostim očesom ni vidna. Ko je baker izpostavljen atmosferskemu zraku, tvori bakrov oksid (kuprit), ki postopoma dobiva temnejšo rjavo-črno barvo. Nato različni bazični bakrovi sulfati in kloridi površino pobarvajo v zeleno. Formula patine je odvisna od atmosferskih razmer, zlasti odločilna je koncentracija žveplovega dioksida in natrijevega klorida. V morskem okolju nastajanje bazičnih bakrovih kloridov naredi površine modrejše barve. Kljub tem zelenim / modrim površinam ostaja notranji sloj pretežno črno-rjavi kupit. Če v zraku in zunaj obale ni onesnaženja, lahko oblog ohrani svojo rjavo barvo.
CH: Kako obloge vplivajo na površinsko korozijo bakra?
IOW: Premaz se tesno oprime površine in deluje kot učinkovita pregrada, kar znatno zmanjša korozijo osnovne plasti bakra. Če je plošča nastajala več kot 100 let, potem spodnja kovina še vedno ne bo oksidirala. Toda to pravilo ne velja za lahko jedke izdelke, kot so bakrene soli, če sploh.
CH: Zakaj se obloga hitro ne raztopi in ne spere s površine kot vodotopne soli?
IOW: Prvič, osnovne bakrove spojine, ki nastanejo v bakrovem nahajališču, imajo zelo drugačno kemično sestavo kot v vodi topne bakrove soli. Drugič, bazične spojine so del plaka, ki je večinoma sestavljen iz kupita. Tretjič, prisotnost tankoplastne plasti v kombinaciji s ponavljajočimi se suhimi in mokrimi obdobji, ki vplivajo na dejavnike atmosferskih razmer, omogoča, da se delno raztopljen baker, ki se sprošča iz sestave plošče, med cikli sušenja delno usede. Ti pogoji se bistveno razlikujejo od laboratorijskih pogojev potopitve v razsutem stanju, ko ni obdobja sušenja in ima raztopljeni baker omejeno sposobnost ponovnega usedanja.
CH: Torej, ali deževnica spira vse materiale z bakrene površine?
IOW: Nekateri materiali se sperejo s površine vseh kovin. Toda le z reakcijo deževnice s površinami se lahko določena količina sproščenega bakra raztopi. To je načeloma odvisno od značilnosti dežja (intenzivnost, količina vode, trajanje, kislost) in prevladujoče smeri vetra, skupaj z dejavniki, kot so geometrija stavbe, njena orientacija, naklon in senčenje. Tako je količina materialov, ki se sproščajo v vodo, zelo majhen delež zobnih oblog in večina izoliranih izdelkov je v vodi slabo topna.
CH: Kaj se zgodi z bakrom, odplavljenim iz stavbe?
IOW: Potrjeno je bilo, da različni materiali v bližini zgradbe - vključno z zemljo, betonom in apnencem - učinkovito absorbirajo sproščeni baker. Interakcija s temi površinami tudi znatno zmanjša bioakumulacijo bakra. Tako bo izpuščeni baker površino ujel že v drenažni sistem: potrjena je učinkovitost betonskih in litoželeznih cevi. Dejansko je več kot 98% celotnega bakra, ki se sprosti v odpadnih vodah na betonskih površinah, vezanih v 20 m interakcije. Nekatere države so že sprejele trajnostne drenažne tehnologije, vključno z vpojnimi cestnimi oblačili, odtoki ali jarki, obrnjenimi vodnjaki ali usedlinami za sedimentacijo in drenažnimi zemljišči - namesto odtekanja cevi v potoke in reke. Tu so študije pokazale visok odstotek zadrževanja bakra v zgodnjih fazah pri uporabi teh tehnologij. Če povzamemo, lahko rečemo, da v procesu vezave organske snovi, absorpcije delcev in usedlin ločeni baker ostane v mineralnem stanju kot del naravnega bazena bakra v zemlji in nadaljuje naravni cikel sproščanja / mineralizacije.
CH: Ali obstajajo situacije, ko morajo arhitekti pozorno spremljati odvodnjavanje iz bakrene stavbe?
IOW: No, če ste zasnovali veliko bakreno streho, ki teče neposredno v jezero z občutljivimi vodnimi organizmi, brez kakršne koli predhodne reakcije z organskimi snovmi ali različnimi površinami, poiščite nasvet. Veliko pomoči in nasvetov je mogoče dobiti pri Evropskem inštitutu za baker, vključno z orodji za ocenjevanje projektov.
CH: Zakaj nekatere države še vedno skrbijo glede bakra v odpadni vodi?
IOW: Večina ekotoksikoloških študij se izvaja na vodotopnih solih, da se ocenijo škodljivi učinki na vodne organizme, vključno s kovinami v njihovi ionski obliki. O dejanskem položaju z bakrom oblečene stavbe, izpostavljene vremenskim vplivom, nimajo veliko opraviti, kot smo že omenili. Dejanski pogoji drenažnega sistema, robustne krajinske arhitekture in gradbenega okolja se prav tako zelo razlikujejo od pogojev ekotoksikoloških preskusov z bakrovimi solmi, kjer je ves baker v kemični obliki, ki ga je mogoče biološko asimilirati. Zato je treba napačne norme in zakonodajo zdaj popraviti ob upoštevanju dejanskih okoljskih razmer, zlasti ob upoštevanju vpliva na naravo bakra.
Objavljeno v "Bakreni arhitekturni forum" št. 31 iz leta 2011. in na www.copperconcept.org
Chris Hodson
