Ką architektai žino apie vario, pastatų ir apnašų susidarymą bei jų poveikį lietaus nuotekoms ir aplinkai? Www.copperconcept.org korespondentas architektas Chrisas Hodsonas paprašo tiesioginio atsakymo iš pagrindinio eksperto.
Jau 15 metų profesorė Ingre Odnywall Wallinder (IOW) dalyvavo stambių tarpdisciplininių lauko ir laboratorijos korozijos ir metalo plovimo nuo varinių stogų ir fasadų tyrimuose, kuriuos atliko Stokholmo Karališkojo technologijos instituto Paviršiaus ir korozijos fakultetas.
Chrisas Hodsonas (CH): Kas nutinka, kai varis tampa rudas, o po to žalias, susilietęs su atmosfera?
„Inegra Onewall Wallinder“(IOW): visi, išskyrus brangiausius metalus, tokius kaip auksas ir platina, oksiduojasi ir įvairiai korozuoja, kai yra lauke. Tai galime pamatyti rūdžių pavidalu ant plieno ir baltų nuosėdų ant cinkuoto plieno. Tačiau plika akimi nematyti metalų ar lydinių, tokių kaip titanas ir nerūdijantis plienas, oksidacijos. Veikiamas atmosferos oro, varis sudaro vario oksidą (kupritą), kuris palaipsniui įgauna tamsesnę rusvai juodą spalvą. Tada įvairūs baziniai vario sulfatai ir chloridai paviršių nudažo žaliai. Patinos formulė priklauso nuo atmosferos sąlygų, ypač lemiama sieros dioksido ir natrio chlorido koncentracija. Jūros aplinkoje susidarius pagrindiniams vario chloridams, paviršiai tampa melsvesni. Nepaisant šių žalių / mėlynų paviršių, vidinis sluoksnis išlieka daugiausia juodai rudas kupritas. Jei ore nėra užteršimo ir toli nuo kranto, apnašos gali išlaikyti rudą spalvą.
CH: Kaip apnašos veikia vario paviršiaus koroziją?
IOW: danga tvirtai priglunda prie paviršiaus ir veikia kaip veiksminga kliūtis, žymiai sumažinanti pagrindinio vario sluoksnio koroziją. Jei plokštelė susiformavo per 100 metų, žemiau esantis metalas vis tiek neoksiduos. Tačiau ši taisyklė netaikoma lengvai ėsdinantiems produktams, pavyzdžiui, vario druskoms, jei tokių yra.
CH: Kodėl plokštelė netirpsta greitai ir nenuplauna paviršiaus, kaip vandenyje tirpios druskos?
IOW: Pirma, baziniai vario junginiai, susidarantys vario nuosėdose, labai skiriasi nuo vandenyje tirpių vario druskų cheminės sudėties. Antra, baziniai junginiai yra plokštelės dalis, daugiausia sudaryta iš cuprito. Trečia, plonos plėvelės sluoksnio buvimas kartu su pakartotiniais sausais ir drėgnais laikotarpiais, turinčiais įtakos atmosferos sąlygų veiksniams, leidžia iš dalies ištirpusiam variui, išsiskiriančiam iš plokštelės sudėties, iš dalies nusistovėti džiovinimo ciklų metu. Šios sąlygos smarkiai skiriasi nuo laboratorinio bandymo su panardinimu, kai nėra džiūvimo laikotarpių ir ištirpusio vario pakartotinio nusodinimo galimybės yra ribotos.
CH: Taigi ar lietaus vanduo nuplauna medžiagas nuo vario paviršiaus?
IOW: Kai kurios medžiagos nuplaunamos nuo visų metalų paviršiaus. Bet tik per lietaus vandens reakciją su paviršiais gali ištirpti tam tikras išsiskyrusio vario kiekis. Tai iš esmės priklauso nuo lietaus savybių (intensyvumo, vandens kiekio, trukmės, rūgštingumo) ir vyraujančių vėjo krypčių bei tokių veiksnių kaip pastato geometrija, jo orientacija, nuolydis ir šešėliai. Taigi į vandenį išleidžiamų medžiagų kiekis yra labai maža apnašų dalis, o dauguma izoliuotų produktų blogai tirpsta vandenyje.
CH: Kas nutiks variui, nuplautam iš pastato?
IOW: Patvirtinta, kad įvairios šalia pastato esančios medžiagos, įskaitant dirvožemį, betoną ir kalkakmenį, efektyviai absorbuoja išsiskyrusį varį. Sąveika su šiais paviršiais taip pat žymiai sumažina vario bioakumuliaciją. Taigi išsiskyręs varis bus įstrigęs jau drenažo sistemoje esančiu paviršiumi: patvirtintas betono ir ketaus vamzdžių efektyvumas. Tiesą sakant, daugiau kaip 98% viso vario, išsiskyrusio nuotekose ant betono paviršių, yra susieta per 20 m sąveikos. Kai kurios šalys jau priėmė tvarias drenažo technologijas, įskaitant sugeriančius kelių drabužius, kanalizaciją ar griovius, apverstus šulinius ar sedimentacinius rezervuarus ir drenažo žemes, o ne vamzdžių nuotėkį į upelius ir upes. Tyrimai parodė didelį vario susilaikymo procentą ankstyvosiose stadijose naudojant šias technologijas. Apibendrindami galime pasakyti, kad organinių medžiagų surišimo, dalelių ir nuosėdų absorbavimo procese atskirtas varis lieka mineralinėje būsenoje kaip natūralaus vario telkinio žemėje dalis, tęsdamas natūralų išsiskyrimo / mineralizacijos ciklą.
CH: Ar yra situacijų, kai architektai turi daug dėmesio skirti drenažui iš vario pastato?
IOW: Na, jei suprojektavote didelį varinį stogą, kuris teka tiesiai į ežerą su jautriais vandens organizmais, be išankstinės reakcijos su organinėmis medžiagomis ar įvairiais paviršiais, turėtumėte kreiptis patarimo. Daug pagalbos ir patarimų galima gauti Europos vario institute, įskaitant projektų vertinimo priemones.
CH: Kodėl kai kurios šalys vis dar jaudinasi dėl vario nuotekose?
IOW: Dauguma ekotoksikologinių tyrimų atliekami su vandenyje lengvai tirpstančiomis druskomis, siekiant įvertinti neigiamą poveikį vandens organizmams, įskaitant metalus jų joninės formos. Jie mažai ką turi bendro su faktine variu apvilkto pastato, veikiamo oro sąlygų, padėtimi, kaip aptarėme anksčiau. Faktinės drenažo sistemos sąlygos, tvirta kraštovaizdžio architektūra ir pastato aplinka taip pat labai skiriasi nuo ekotoksikologinių bandymų su vario druskomis sąlygų, kai visas varis yra cheminės formos, kurią galima biologiškai įsisavinti. Todėl dabar reikia ištaisyti klaidingas normas ir teisės aktus, atsižvelgiant į realią aplinkos situaciją, ypač atsižvelgiant į poveikį vario prigimčiai.
Paskelbta 2011 m. Leidinyje „Vario architektūros forumas“# 31. ir www.copperconcept.org
Autorius Chrisas Hodsonas
