Cuprul ca metal arhitectural
Cuprul și-a câștigat locul în arhitectură prin patru proprietăți pe care puține alte metale le combină: durabilitate, rezistență la coroziune atmosferică, o suprafață care devine mai atractivă pe măsură ce intemperii și ductilitatea necesară pentru a forma forme complexe. Aceste proprietăți au fost folosite pentru acoperișuri, tăblițe, jgheaburi, burlane, domuri, culmi, bolți, placari de pereți și rosturi de dilatare, de la catedrale istorice și clădiri civice până la birouri și muzee actuale-.
În ultimul sfert de secol, metalul a trecut cu mult dincolo de acoperișurile tradiționale într-un vocabular arhitectural mai larg. Cuprul este acum folosit ca material de placare a peretelui de sine stătător, în panouri plate de blocare, șindrilă, sisteme de cusături în picioare și casete, atât în interior, cât și în exterior, și în culori și texturi care merg de la finisajul de moara prin întreaga gamă de maro naturale până la verdele familiar.
Forme, calibre și standarde
Cuprul arhitectural este comandat ca tablă, bandă și profil format. Tablele și benzile pentru construcția clădirilor sunt specificate în conformitate cu ASTM B370, care acoperă calitățile și calitățile de cupru furnizate pentru acoperișuri, tablie și lucrări similare. Tabla de cupru este în mod tradițional ordonată în funcție de greutate pe unitate de suprafață, ceea ce corespunde unei grosimi nominale.
| Forma produsului | Grosimea nominală | Utilizare arhitecturală tipică |
|---|---|---|
| Tablă de cupru, ecartament ușor | 0,55 mm, echivalent cu 16 oz pe picior pătrat | Panouri standard pentru acoperiș și placare a pereților |
| Tablă de cupru, ecartament mediu | 0,69 mm, echivalentul a 20 oz pe picior pătrat | Acoperișuri, jgheaburi și profile lungi{0}} |
| Tablă de cupru, ecartament mare | 0,82 mm, echivalentul a 24 oz pe picior pătrat | Acoperișuri grele, plăcuțe și detalii expuse |
| Banda de cupru | Comandat pana la detaliu | Tampoane, curse-impermeabile la umezeală, rosturi de dilatare |
| Profil format | Din bandă sau foaie | Sisteme cu cusături în picioare, șindrilă și casete |
Materialul mai gros este specificat acolo unde detaliul trebuie să reziste la deteriorări mecanice sau unde este de așteptat un interval de service mai lung. Sistemul de fixare contează la fel de mult ca și gabaritul: cuprul se mișcă odată cu temperatura, iar clemele, clemele și elementele de fixare trebuie să permită această mișcare în timp ce țin tabla în jos.
Formarea și aspectul patinei
O nouă suprafață de cupru este un metal roșcat strălucitor. Expus la aer, se întunecă printr-o secvență de maronii pe care arhitecții le descriu cu termeni precum ciocolată, prune și mahon, înainte ca la suprafață să se dezvolte un strat verde compact de sulfat și carbonat de cupru bazic. Acest strat verde, patina, este motivul pentru care suprafața rămâne stabilă: este densă, aderentă și grosime de doar câteva miimi de milimetru și încetinește coroziunea în continuare la o rată foarte scăzută.
Secvența nu este uniformă. Rata cu care o suprafață se deplasează prin maronii spre verde depinde de atmosferă, de cât de multă ploaie udă și clătește suprafața și de orientarea panoului. O față adăpostită,-umbrită de ploaie va reține umiditatea și poluanții mai mult timp și poate arăta destul de diferit față de o față spălată adiacentă, motiv pentru care arhitecții acceptă adesea o suprafață vie intenționată neuniformă.
Comportamentul la coroziune și compatibilitatea materialelor
Cuprul rezistă la coroziune în aerul necontaminat, în apă și în multe soluții ne-oxidante, iar rata sa de coroziune atmosferică este suficient de scăzută încât, într-o acumulare convențională-, substratul și elementele de fixare ajung de obicei la sfârșitul duratei de viață înainte de cuprul însuși. Spre deosebire de unele metale, acesta nu suferă coroziunea prin subcoziune care ridică un strat și lasă un acoperiș să cedeze de jos.
Există condiții pentru care trebuie proiectate. Acizii oxidanți, soluțiile de săruri de metale grele, oxizii de sulf și azot, amoniacul și compușii de amoniu pot accelera atacul. Apa de ploaie mai acidă decât aproximativ pH 5,5 poate ataca cuprul proaspăt înainte de a se forma o peliculă de protecție, iar scurgerile acide de la un acoperiș inert adiacent, cum ar fi țiglă, ardezie sau asfalt, se pot concentra pe o zonă mică de cupru și o pot păta. Remediile sunt detaliere convenționale: ridicați marginea inferioară a materialului învecinat, asigurați o bandă de sacrificiu înlocuibilă între materiale diferite și detaliați drenajul astfel încât apa să nu se iaz.
Cuprul și zincul, aluminiul, oțelul moale sau oțelul galvanizat trebuie separate, deoarece apa care curge din cupru poate accelera coroziunea acelor metale.
Plumbul, oțelul inoxidabil, titanul și majoritatea speciilor de cherestea sunt compatibile cu cuprul în utilizare externă normală.
Scurgerea din cupru poate păta piatra poroasă, betonul și suprafețele vopsite de dedesubt, iar acest lucru ar trebui luat în considerare în faza de proiectare.
Elementele de fixare, clemele și stratul de bază trebuie selectate pentru aceeași durată de viață ca și foaia.
Detalierea, instalarea și valoarea clădirilor verzi
Acoperișul și placarea din cupru sunt instalate ca o peliculă de ploaie peste un substrat ventilat sau drenat, cu totuși pentru mișcarea termică. Îmbinările sunt aranjate astfel încât apa să fie îndreptată departe de elementele de fixare, iar panourile sunt dimensionate astfel încât metalul să se poată extinde și contract fără flambaj. Cusăturile lipite sunt folosite acolo unde este necesară o îmbinare complet etanșă, iar cusăturile mecanice sunt folosite acolo unde mișcarea este mai mare. Ca material, cuprul nu este-combustibil și nu alimentează focul, este stabil din punct de vedere dimensional și este reciclat în mod normal la sfârșitul vieții, cu o valoare reziduală mare. Aceste caracteristici susțin argumentul de-durată lungă de viață și de întreținere redusă-pe care evaluările clădirilor ecologice îl recompensează.
FAQ
Î: Cât durează un acoperiș de cupru?
Se așteaptă ca un acoperiș de cupru corect detaliat să servească timp de multe decenii și adesea supraviețuiește substratului de sub el, deoarece coroziunea atmosferică a cuprului are o rată foarte scăzută odată ce suprafața s-a stabilizat.
Î: De ce cuprul devine verde?
Suprafața verde este o patina de sulfat și carbonat de cupru de bază care se formează în mod natural pe măsură ce metalul reacţionează cu atmosfera și protejează cuprul de dedesubt de alte atacuri.
Î: Care standard acoperă tabla de cupru pentru utilizarea în clădiri?
ASTM B370 acoperă foile și benzile de cupru pentru construcția clădirilor și este referința obișnuită pentru materialul de acoperiș, bliț și placare.
Î: Poate fi folosit cuprul lângă alte metale de pe o fațadă?
Cuprul ar trebui să fie separat electric de zinc, aluminiu, oțel moale și oțel galvanizat, deoarece scurgerea poate conduce la coroziunea galvanică, în timp ce oțelul inoxidabil, plumbul și majoritatea lemnului sunt compatibile.
Î: Este cuprul potrivit pentru utilizarea arhitecturală interioară?
Da. Cuprul este folosit în interior pentru căptușeală de pereți, capace de coloane, interioare de lift, mobilier de uși și ecrane decorative, unde aceeași ductilitate și gamă de culori de suprafață se aplică într-un mediu mai puțin agresiv.
Î: Ce beneficii pentru mediu oferă cuprul arhitectural?
Este un material incombustibil-de lungă durată, cu întreținere redusă{-, cu o rută de reciclare- bine stabilită și cu o valoare ridicată a deșeurilor, ceea ce reduce impactul materialului pe durata de viață al anvelopei clădirii.
