Какво знаят архитектите за образуването на плаки и патина върху медта, сградите и тяхното въздействие върху отпадъчните води от дъждовната вода и околната среда? Архитект Крис Ходсън, кореспондент на www.copperconcept.org, пита водещ експерт за преки отговори.
В продължение на 15 години професор Ingre Odnywall Wallinder (IOW) участва в мащабни интердисциплинарни полеви и лабораторни изследвания на корозия и измиване на метали от медни покриви и фасади, проведени от Факултета по повърхности и корозия, Кралския технологичен институт, Стокхолм.
Крис Ходсън (CH): Какво се случва, когато медта стане кафява и след това зелена при контакт с атмосферата?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Всички с изключение на най-благородните метали като злато и платина окисляват и корозират в различна степен, когато са на открито. Можем да видим това под формата на ръжда върху стомана и бели отлагания върху поцинкована стомана. Окисляването на метали или сплави като титан и неръждаема стомана обаче не се вижда с просто око. Когато е изложена на атмосферния въздух, медта образува меден оксид (куприт), който постепенно придобива по-тъмен кафеникаво-черен цвят. След това различни основни медни сулфати и хлориди боядисват повърхността в зелено. Формулата на патина зависи от атмосферните условия, по-специално концентрацията на серен диоксид и натриев хлорид са определящи. В морската среда образуването на основни медни хлориди прави повърхностите по-сини. Въпреки тези зелени / сини повърхности, вътрешният слой остава предимно черно-кафяв куприт. При липса на замърсяване във въздуха и далеч от брега, плаката може да запази кафявия си цвят.
CH: Как плаката влияе върху корозията на медната повърхност?
IOW: Покритието прилепва плътно към повърхността и действа като ефективна бариера, значително намалявайки корозията на подлежащия меден слой. Ако плаката се е образувала в продължение на 100 години, тогава металът отдолу все още няма да се окисли. Но това правило не се прилага в случай на лесно корозивни продукти като медни соли, ако има такива.
CH: Защо плаката не се разтваря бързо и не се отмива от повърхността като водоразтворими соли?
IOW: Първо, основните медни съединения, образувани в медното находище, имат много различен химичен състав от водоразтворимите медни соли. На второ място, базовите съединения са част от плаката, състояща се главно от куприт. На трето място, наличието на тънък филмов слой, комбиниран с повтарящи се сухи и влажни периоди, влияещи на факторите на атмосферните условия, позволява частично разтворена мед, отделена от състава на плаката, да се утаи частично по време на циклите на сушене. Тези условия се различават значително от лабораторните условия на потапяне в насипно състояние, когато няма периоди на сушене и разтворената мед има ограничен капацитет за повторно утаяване.
CH: Така че дъждовната вода измива ли някакъв материал от медната повърхност?
IOW: Някои от материалите се отмиват от повърхността на всички метали. Но само чрез реакцията на дъждовната вода с повърхности може да се разтвори известно количество освободена мед. Това по принцип зависи от характеристиките на дъжда (интензивност, количество вода, продължителност, киселинност) и преобладаващите посоки на вятъра, заедно с фактори като геометрията на сградата, нейната ориентация, наклон и засенчване. По този начин количеството материали, отделяни във водата, е много малка част от плаката и повечето от изолираните продукти са слабо разтворими във вода.
CH: Какво се случва с отнесената от сградата мед?
IOW: Потвърдено е, че различни материали в близост до сграда - включително почва, бетон и варовик - ефективно абсорбират отделената мед. Взаимодействието с тези повърхности също значително намалява биоакумулацията на мед. Така освободената мед ще бъде уловена от повърхността вече в дренажната система: ефективността на бетонните и чугунените тръби е потвърдена. Всъщност над 98% от общото количество мед, отделено в отпадъчните води върху бетонни повърхности, е свързано в рамките на 20 метра от взаимодействието. Някои държави вече са възприели устойчиви дренажни технологии, включително абсорбиращи пътни дрехи, дренажи или канавки, обърнати кладенци или седиментационни резервоари и дренажни земи - вместо оттичане на тръби в потоци и реки. Тук проучванията показват висок процент задържане на мед в ранните етапи при използване на тези технологии. Обобщавайки, можем да кажем, че в процеса на свързване на органични вещества, абсорбиращи частици и утайки, отделената мед остава в минерално състояние като част от естествения басейн на медта в земята, продължавайки естествения цикъл на освобождаване / минерализация.
CH: Има ли ситуации, при които архитектите трябва да обърнат голямо внимание на отводняването от медна сграда?
IOW: Е, ако сте проектирали голям меден покрив, който се влива директно в езеро с чувствителни водни организми, без предварителна реакция с органични вещества или различни повърхности, трябва да потърсите съвет. Много помощ и съвети могат да бъдат получени от Европейския меден институт, включително инструменти за оценка на проекти.
CH: Защо някои страни все още имат притеснения относно медта в отпадъчните води?
IOW: Повечето екотоксикологични проучвания се провеждат върху лесно разтворими във вода соли, за да се оценят неблагоприятните ефекти върху водните организми, включително металите в тяхната йонна форма. Те нямат много общо с реалното положение на медно облечена сграда, изложена на атмосферни влияния, както обсъждахме по-рано. Действителните условия на дренажната система, здравата ландшафтна архитектура и строителната среда също са много различни от условията на екотоксикологичните тестове с медни соли, където цялата мед е в химическа форма, която може да бъде асимилирана биологично. Следователно грешните норми и законодателство сега трябва да бъдат коригирани, като се вземе предвид реалната екологична ситуация, особено като се вземе предвид въздействието върху естеството на медта.
Публикувано в "Меден архитектурен форум" № 31 от 2011 г. и на www.copperconcept.org
От Крис Ходсън
