Co vědí architekti o tvorbě plaku a patiny na mědi, budovách a jejich dopadu na odpadní vodu z dešťové vody a životní prostředí? Architekt Chris Hodson, korespondent www.copperconcept.org, žádá hlavního odborníka o přímé odpovědi.
Profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) se již 15 let zabývá rozsáhlým interdisciplinárním polním a laboratorním výzkumem koroze a vymývání kovů z měděných střech a fasád prováděného Fakultou povrchu a koroze Královského technologického institutu ve Stockholmu.
Chris Hodson (CH): Co se stane, když měď při kontaktu s atmosférou zhnědne a poté zezelená?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): Všechny, ale nejcennější kovy, jako je zlato a platina, oxidují a korodují v různé míře venku. Vidíme to ve formě rzi na oceli a bílých usazenin na pozinkované oceli. Oxidace kovů nebo slitin, jako je titan a nerezová ocel, však není pouhým okem viditelná. Při vystavení atmosférickému vzduchu tvoří měď oxid měďnatý (kuprit), který postupně získává tmavší hnědočernou barvu. Poté různé základní sulfáty mědi a chloridy natírají povrch zeleně. Vzorec patiny závisí na atmosférických podmínkách, rozhodující je zejména koncentrace oxidu siřičitého a chloridu sodného. V mořském prostředí vytváří tvorba základních chloridů mědi povrchy modřejší barvy. Přes tyto zelené / modré povrchy zůstává vnitřní vrstva převážně černohnědá měďnatá. Pokud nedojde ke kontaminaci ve vzduchu a mimo pobřeží, může si deska zachovat svou hnědou barvu.
CH: Jak plaketa ovlivňuje povrchovou korozi mědi?
IOW: Povlak pevně přilne k povrchu a působí jako účinná bariéra, která významně snižuje korozi podkladové měděné vrstvy. Pokud se plaketa vytvořila po více než 100 let, potom kov níže nebude stále oxidovat. Toto pravidlo však neplatí v případě snadno korozivních produktů, jako jsou soli mědi, pokud existují.
CH: Proč se deska rychle nerozpustí a nevymyje povrch jako ve vodě rozpustné soli?
IOW: Za prvé, základní sloučeniny mědi vytvořené v ložisku mědi mají velmi odlišné chemické složení od ve vodě rozpustných solí mědi. Za druhé, základní sloučeniny jsou součástí plaku, sestávající hlavně z mědi. Zatřetí, přítomnost tenké filmové vrstvy v kombinaci s opakovanými suchými a mokrými obdobími ovlivňujícími faktory atmosférických podmínek umožňuje částečné rozpuštění mědi uvolněné ze složení plaku k částečnému usazování během cyklů sušení. Tyto podmínky se významně liší od laboratorních podmínek hromadného ponoření, kdy nedochází k žádnému období sušení a rozpuštěná měď má omezenou kapacitu pro opětovné usazování.
CH: Umývá tedy dešťová voda nějaký materiál z měděného povrchu?
IOW: Některé z materiálů jsou smyty z povrchu všech kovů. Ale pouze reakcí dešťové vody s povrchy se může určité množství uvolněné mědi rozpustit. To v zásadě závisí na charakteristikách deště (intenzita, množství vody, doba trvání, kyselost) a převládajících směrech větru, společně s faktory, jako je geometrie budovy, její orientace, sklon a zastínění. Množství materiálů uvolňovaných do vody tedy představuje velmi malý podíl plaku a většina izolovaných produktů je ve vodě špatně rozpustná.
CH: Co se stane s mědí odplavenou z budovy?
IOW: Bylo potvrzeno, že různé materiály v blízkosti budovy - včetně zeminy, betonu a vápence - účinně absorbují uvolněnou měď. Interakce s těmito povrchy také významně snižuje bioakumulaci mědi. Uvolněná měď bude tedy zachycena povrchem již v drenážním systému: účinnost betonových a litinových trubek byla potvrzena. Ve skutečnosti je více než 98% celkové mědi uvolněné v odpadní vodě na betonové povrchy vázáno do 20 m od interakce. Některé země již přijaly udržitelné odvodňovací technologie, včetně absorpčních silničních oděvů, odtoků nebo příkopů, obrácených studní nebo sedimentačních nádrží a odvodňovacích ploch - spíše než odtoku potrubí do potoků a řek. Zde studie prokázaly vysoké procento retence mědi v raných fázích používání těchto technologií. V souhrnu lze říci, že v procesu vázání organické hmoty, absorpce částic a sedimentu zůstává oddělená měď v minerálním stavu jako součást přirozené zásoby mědi v zemi a pokračuje v přirozeném cyklu uvolňování / mineralizace.
CH: Existují situace, kdy architekti musí věnovat zvýšenou pozornost odvodnění z měděné budovy?
IOW: Pokud jste navrhli velkou měděnou střechu, která ústí přímo do jezera s citlivými vodními organismy, bez jakékoli předchozí reakce s organickými látkami nebo různými povrchy, měli byste vyhledat radu. Značnou pomoc a radu lze získat od Evropského institutu mědi, včetně nástrojů pro hodnocení projektů.
CH: Proč mají některé země stále obavy z mědi v odpadních vodách?
IOW: Většina ekotoxikologických studií se provádí na snadno rozpustných solích ve vodě za účelem posouzení nežádoucích účinků na vodní organismy, včetně kovů v jejich iontové formě. Nemají nic společného se skutečnou situací budovy z mědi, která byla vystavena povětrnostním vlivům, jak jsme již dříve diskutovali. Skutečné podmínky odvodňovacího systému, drsné krajinné architektury a prostředí budovy se také velmi liší od podmínek ekotoxikologických testů se solemi mědi, kde je veškerá měď v chemické formě, kterou lze biologicky asimilovat. Chybné normy a právní předpisy proto nyní musí být opraveny s ohledem na skutečnou situaci v oblasti životního prostředí, zejména s ohledem na dopad na povahu mědi.
Publikováno ve vydání „Copper Architectural Forum“# 31 2011. a na www.copperconcept.org
Chris Hodson
