Čo vedia architekti o tvorbe plaku a patiny na medi, budovách a ich vplyve na odpadové vody z dažďovej vody a životné prostredie? Architekt Chris Hodson, korešpondent www.copperconcept.org, žiada priameho odborníka od hlavného experta.
Profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) sa už 15 rokov podieľa na rozsiahlom interdisciplinárnom odbore a laboratórnom výskume korózie a vymývania kovov z medených striech a fasád, ktorý vedie Fakulta povrchových a koróznych úprav Kráľovského technologického inštitútu v Štokholme.
Chris Hodson (CH): Čo sa stane, keď meď pri kontakte s atmosférou zhnedne a potom zmení farbu na zelenú?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Všetky, okrem najcennejších kovov, ako je zlato a platina, vonku oxidujú a korodujú v rôznej miere. Môžeme to vidieť v podobe hrdze na oceli a bielych usadenín na pozinkovanej oceli. Oxidácia kovov alebo zliatin, ako je titán a nehrdzavejúca oceľ, však nie je viditeľná voľným okom. Pri vystavení atmosférickému vzduchu vytvára meď oxid meďnatý (kuprit), ktorý postupne nadobúda tmavšiu hnedočiernu farbu. Potom rôzne zásadité sírany a chloridy medi natierajú povrch zelenou farbou. Vzorec patiny závisí od atmosférických podmienok, najmä je rozhodujúca koncentrácia oxidu siričitého a chloridu sodného. V morskom prostredí vytvára tvorba zásaditých chloridov medi povrchy modrejšie. Napriek týmto zeleno-modrým povrchom zostáva vnútorná vrstva prevažne čiernohnedou kupritou. Ak nedôjde ku kontaminácii vo vzduchu a mimo pobrežia, môže si doska zachovať svoju hnedú farbu.
CH: Ako plaketa ovplyvňuje koróziu povrchu medi?
IOW: Povlak pevne prilieha k povrchu a pôsobí ako účinná bariéra, ktorá výrazne znižuje koróziu podkladovej medenej vrstvy. Ak sa doska vytvorila viac ako 100 rokov, potom kov uvedený dole stále neoxiduje. Toto pravidlo sa však neuplatňuje v prípade ľahko korozívnych výrobkov, ako sú napríklad soli medi, ak existujú.
CH: Prečo sa doska rýchlo nerozpustí a nevymyje povrch ako vo vode rozpustné soli?
IOW: Po prvé, základné zlúčeniny medi vytvorené v depozite medi majú veľmi odlišné chemické zloženie od vo vode rozpustných solí medi. Po druhé, základné zlúčeniny sú súčasťou plaku, ktorý pozostáva hlavne z kupritu. Po tretie, prítomnosť vrstvy tenkého filmu v kombinácii s opakovanými suchými a mokrými obdobiami ovplyvňujúcimi faktory atmosférických podmienok umožňuje čiastočne rozpustenej medi uvoľnenej zo zloženia plaku čiastočne sa usadiť počas cyklov sušenia. Tieto podmienky sa významne líšia od laboratórnych podmienok ponorenia v malom množstve, keď nedochádza k periódam sušenia a rozpustená meď má obmedzenú kapacitu na opätovné usadzovanie.
CH: Umýva dažďová voda z medi nejaký povrch?
IOW: Niektoré z materiálov sa zmyjú z povrchu všetkých kovov. Ale iba reakciou dažďovej vody s povrchmi sa môže určité množstvo uvoľnenej medi rozpustiť. To v zásade závisí od charakteristík dažďa (intenzita, množstvo vody, doba trvania, kyslosť) a prevládajúcich smerov vetra spolu s faktormi, ako je geometria budovy, jej orientácia, sklon a zatienenie. Množstvo materiálov uvoľnených do vody teda predstavuje veľmi malý podiel plaku a väčšina izolovaných produktov je vo vode zle rozpustná.
CH: Čo sa stane s meďou odplavenou z budovy?
IOW: Bolo potvrdené, že rôzne materiály v blízkosti budovy - vrátane pôdy, betónu a vápenca - účinne absorbujú uvoľnenú meď. Interakcia s týmito povrchmi tiež významne znižuje bioakumuláciu medi. Uvoľnená meď bude teda zachytená povrchom už v drenážnom systéme: účinnosť betónových a liatinových rúr bola potvrdená. V skutočnosti je viac ako 98% celkovej medi uvoľnenej v odpadovej vode na betónové povrchy viazané do 20 metrov od interakcie. Niektoré krajiny už prijali udržateľné odvodňovacie technológie, ako napríklad absorpčné cestné odevy, odtoky alebo priekopy, obrátené studne alebo sedimentačné nádrže a odvodňovacie plochy - a nie odtoky riek do potokov a riek. Tu štúdie preukázali vysoké percento zadržiavania medi v počiatočných fázach používania týchto technológií. Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že v procese viazania organickej hmoty, absorpcie častíc a sedimentu, zostáva oddelená meď v minerálnom stave ako súčasť prírodnej zásoby medi v zemi a pokračuje v prirodzenom cykle uvoľňovania / mineralizácie.
CH: Existujú situácie, keď architekti musia venovať osobitnú pozornosť odvodneniu z medenej budovy?
IOW: Pokiaľ ste navrhli veľkú medenú strechu, ktorá ústi priamo do jazera s citlivými vodnými organizmami, bez akejkoľvek predchádzajúcej reakcie s organickými látkami alebo rôznymi povrchmi, mali by ste vyhľadať radu. Mnoho pomoci a rád možno získať od Európskeho inštitútu medi, vrátane nástrojov na hodnotenie projektov.
CH: Prečo majú niektoré krajiny stále obavy z medi v odpadových vodách?
IOW: Väčšina ekotoxikologických štúdií sa vykonáva na ľahko vo vode rozpustných soliach s cieľom posúdiť nepriaznivé účinky na vodné organizmy vrátane kovov v ich iónovej forme. Nemajú veľa spoločného so skutočnou situáciou budovy potiahnutej meďou vystavenej poveternostným podmienkam, ako sme už diskutovali. Skutočné podmienky odvodňovacieho systému, členitej krajinnej architektúry a stavebného prostredia sa tiež veľmi líšia od podmienok ekotoxikologických skúšok so soľami medi, keď je všetka meď v chemickej forme, ktorú je možné biologicky asimilovať. Chybné normy a právne predpisy preto teraz treba opraviť, aby sa zohľadnila skutočná situácia v životnom prostredí, najmä vzhľadom na vplyv na povahu medi.
Publikované vo vydaní „Copper Architectural Forum“# 31 2011. a na www.copperconcept.org
Chris Hodson
