Медь в архитектуре

Наружная медная облицовка современного здания на улице Ифэй Оригинальность ^[1], одного из художественных, культурных и развлекательных центров Шанхая .

Посольства северных стран в Берлине , Германия. ^[2]

Медный фасад Публичной библиотеки Оук-Парк , ^[3] США.

Гравюра на архитектурной медной оболочке в музее руин Инь, Аньян, провинция Северный Хэнань, Китайская Народная Республика. ^[4]

Юрский музей Астурии (MUJA) в Испании с трехлепестковой медной крышей, напоминающей ногу динозавра. ^[5]

Церковь Клауккала в Клауккале , Финляндия, в основном покрыта медным листом с машинным швом. ^{[6] [7]}

Медь заняла почетное место в смежных областях архитектуры , строительства и дизайна интерьера . ^[8] Из соборов до замков и от домов до офисов , медь используется для различных архитектурных элементов, в том числе крыш , отливов , желобов , водосточных труб , куполов , шпилей , сводов , обшивки стен , а также создание компенсаторы .

История меди в архитектуре связана с ее прочностью, коррозионной стойкостью , престижным внешним видом и способностью формировать сложные формы. ^[9] На протяжении веков мастера и дизайнеры использовали эти атрибуты для создания эстетически приятных и долговечных строительных систем. ^[10]

За последнюю четверть века медь использовалась в гораздо более широком диапазоне зданий, включая новые стили, разновидности цветов, а также различные формы и текстуры. ^[11] Стены, облицованные медью, являются элементом современного дизайна как внутри, так и снаружи помещений.

Некоторые из самых выдающихся современных архитекторов мира сделали ставку на медь. Примеры включают Фрэнк Ллойд Райт , который указывал медные материалы во всех своих строительных проектах; ^[9] Майкл Грейвс, золотой медалист AIA, спроектировавший более 350 зданий по всему миру; ^[12] Ренцо Пиано , который разработал предварительно патинированную плакированную медь для музея науки NEMO -Metropolis в Амстердаме ; ^[13] Малькольм Хольцман, чья патинированная медная черепица в Центре телевизионных коммуникаций WCCO сделала это сооружение выдающимся архитектурным сооружением в Миннеаплисе; ^[14] и Марианна Дальбек и Йоран Монссон, которые проектировали музей Васа., характерная черта горизонта Стокгольма, с медной облицовкой площадью 12 000 квадратных метров (130 000 квадратных футов). ^[15] Огромная скульптура медной рыбы, созданная архитектором Франком О. Гери на вершине Вила Олимпика в Барселоне, является примером художественного использования меди. ^{[16] [17] [18]}

Самая известная черта меди - это ее отображение от яркого металлического цвета до радужно-коричневого, почти черного и, наконец, до зеленоватой патины . Архитекторы описывают коричневый цвет как красновато-коричневый, шоколадный, сливовый, красное и черное. ^[19] Характерная зеленая патина металла давно стала желанной для архитекторов и дизайнеров.

В этой статье описаны практические и эстетические преимущества меди в архитектуре, а также ее использование в наружных работах, элементах дизайна интерьера и зеленых зданиях.

История [ править ]

Медь играет важную роль в архитектуре на протяжении тысяч лет. Например, в Древнем Египте массивные двери храма Амен-Ре в Карнаке были покрыты медью. В 3 веке до нашей эры медная черепица была установлена ​​на вершине храма Лова Маха Пайя в Шри-Ланке . ^[10] И римляне использовали медь в качестве кровельного покрытия Пантеона в 27 г. до н.э. ^[20]

Спустя столетия медь и ее сплавы стали неотъемлемой частью средневековой архитектуры. Двери церкви Рождества Христова в Вифлееме (VI век) покрыты бронзовыми пластинами, вырезанными по узорам. Театры собора Святой Софии в Константинополе , построенные в VIII и IX веках, выкованы из бронзы. Бронзовые двери Ахенского собора в Германии относятся к 800 году нашей эры. Бронзовые двери баптистерий во Флорентийском соборе были завершены в 1423 году нашей эры Гиберти . ^[21]

Медная крыша Хильдесхайм собора , установленный в 1280 г. н.э., выживает по сей день. ^[22] И крыша на Кронборг , один из самых важных в Северной Европе ренессансных замков , который был увековечен в замке Эльсинор в Шекспире «с Гамлетом , был установлена в 1585 AD ^[23] Медный на башне был отремонтирован в 2009 году ^[24]

В течение многих лет медь использовалась в основном для государственных учреждений, таких как церкви, правительственные здания и университеты. Медные крыши часто являются одной из самых архитектурно отличительных черт этих конструкций. ^[9]

Сегодня архитектурная медь используется в кровельных системах, примыканиях и перекрытиях , водостоках и водостоках , компенсаторах в зданиях , облицовке стен , куполах , шпилях , сводах и различных других элементах дизайна. Одновременно с этим металл превратился из погодного барьера и элемента внешнего дизайна в внутреннюю среду здания, где он меняет способ оформления коммерческих и жилых интерьеров. ^[25]

В 21 веке использование меди в помещениях продолжает развиваться. Его недавно доказанные антимикробные свойства уменьшают количество патогенных бактерий на таких изделиях, как поручни , перила, сантехника, столешницы и т. Д. Эти антимикробные продукты на основе меди теперь используются также в общественных учреждениях ( больницах , домах престарелых , общественном транспорте ). как в жилых домах из-за пользы для здоровья населения. (Основную статью см .: Антимикробные сенсорные поверхности из медного сплава .)

Преимущества [ править ]

Коррозионная стойкость [ править ]

Как архитектурный металл, медь обеспечивает отличную коррозионную стойкость . ^[26] Медные поверхности образуют прочное оксидно-сульфатное патиновое покрытие, которое защищает нижележащие медные поверхности и очень долго противостоит коррозии. ^[19]

Медь корродирует с незначительной скоростью в незагрязненном воздухе, воде, деаэрированных неокисляющих кислотах, а также при воздействии солевых растворов, щелочных растворов и органических химикатов . Медь кровельная в сельских атмосфер корродирует при скоростях менее 0,4 мм ( ¹ / ₆₄  дюйма) в 200 лет. ^[27]

В отличие от большинства других металлов, медь не подвержена коррозии с нижней стороны, которая может вызвать преждевременное повреждение кровли. В случае медной кровли опорные основания и конструкции обычно выходят из строя задолго до того, как медь на крыше. ^[11]

Однако архитектурная медь при определенных условиях восприимчива к коррозии. Окисляющие кислоты , окисляющие соли тяжелых металлов, щелочи , оксиды серы и азота , аммиак и некоторые соединения серы и аммония могут ускорить коррозию меди. Осадки в областях с pH ниже 5,5 могут вызвать коррозию меди, возможно, до того, как успеет сформироваться патина или защитная оксидная пленка. Кислые осадки, известные как кислотные дожди , возникают из-за выбросов в результате сжигания ископаемого топлива , химического производства или других процессов, которые выделяют оксиды серы и азота.в атмосферу . ^[28] Эрозионная коррозия может произойти, когда кислая вода с немедной крыши, которая не нейтрализует кислотность, такая как черепица, шифер, дерево или асфальт, попадает на небольшой участок меди. Линия коррозии может возникнуть, если капельный край инертного рубероида упирается непосредственно в медь. Решением этого может быть поднятие нижнего края черепицы с помощью косой полосы или обеспечение заменяемой армирующей полосы между черепицей и медью. ^[26] Правильный водоотводящий дизайн и детализация, которые сокращают время пребывания кислой воды на металлических поверхностях, могут предотвратить большинство проблем с атмосферной коррозией. ^[28]

Латунь , сплав меди и цинка, обладает хорошей стойкостью к атмосферной коррозии, щелочам и органическим кислотам. Однако в некоторых питьевых водах и в морской воде латунные сплавы с содержанием цинка 20% или более могут подвергаться коррозионному воздействию. ^[29]

Прочность / долгий срок службы [ править ]

Медные крыши чрезвычайно долговечны в большинстве сред. Они хорошо себя зарекомендовали более 700 лет, прежде всего из-за защитной патины, образующейся на медных поверхностях. Испытания, проведенные на медных крышах 18 века в Европе, показали, что теоретически они могут прослужить тысячу лет. ^[19]

Низкое тепловое движение [ править ]

Правильно спроектированные медные крыши сводят к минимуму смещения из-за тепловых изменений. С низким содержанием меди в тепловое расширение , на 40% меньше , чем цинк и свинец ^{[ править ]} , помогает предотвратить ухудшение и неудачи. Кроме того, высокая температура плавления меди гарантирует, что она не будет ползать или растягиваться, как некоторые другие металлы.

На небольших двускатных крышах тепловое движение относительно невелико и обычно не является проблемой. В широкопролетных зданиях более 60 м (200 футов) и при использовании длинных панелей может потребоваться поправка на тепловое расширение. Это позволяет крыше «плавать» над опорными основами, оставаясь при этом безопасным. ^[30]

Низкие затраты на обслуживание [ править ]

Медь не требует чистки и ухода. Он особенно подходит для участков, доступ к которым после установки затруднен или опасен.

Легкий [ править ]

При использовании в качестве полностью поддерживаемого кровельного покрытия медь составляет половину веса (включая основу) свинца и только четверть черепичных крыш. Как правило , это обеспечивает экономию в несущей конструкции и материалы затрат. Медная облицовка предлагает дополнительные возможности для снижения веса медных конструкций (подробнее см .: Медная облицовка и облицовка стен ).

Вентиляция [ править ]

Медь не требует сложных вентиляционных мероприятий. Подходит как для невентилируемых «теплых», так и для вентилируемых «холодных» крыш. ^[20]

Радиочастотное экранирование [ править ]

Чувствительное электронное оборудование уязвимо для помех и несанкционированного наблюдения . Эти продукты также требуют защиты от высокого напряжения . Радиочастотное (РЧ) экранирование может решить эти проблемы за счет уменьшения передачи электрических или магнитных полей из одного пространства в другое.

Медь - отличный материал для защиты от радиочастот, поскольку она поглощает радио- и магнитные волны . Другими полезными свойствами для защиты от радиочастотных помех являются то, что медь обладает высокой электропроводностью, пластична, податлива и легко спаивается. ^[31]

ВЧ экранирующие кожухи фильтруют диапазон частот для определенных условий. Правильно спроектированные и изготовленные медные корпуса удовлетворяют большинству потребностей в защите от радиочастот, от компьютерных и электрических коммутационных комнат до больничных компьютерных томографов и МРТ . ^{[32] [31]} Особое внимание необходимо уделить потенциальным проникновениям в экран, например, дверям, вентиляционным отверстиям и кабелям.

Экран может быть эффективным против одного типа электромагнитного поля, но не против другого. Например, медная фольга или экран РЧ-экран будет минимально эффективным против магнитных полей промышленной частоты. Магнитный экран промышленной частоты может обеспечить небольшое снижение радиочастотных полей. То же верно и для разных радиочастот. Простой экран с крупной сеткой может хорошо работать на более низких частотах, но может быть неэффективным для микроволн. ^[33]

Листовая медь для защиты от радиочастотного излучения может иметь практически любую форму и размер. Электрическое подключение к системе заземления обеспечивает эффективную защиту от радиочастот.

Защита от молний [ править ]

Защита от ударов молнии сводит к минимуму повреждение зданий во время молниезащиты. Обычно это достигается за счет обеспечения нескольких взаимосвязанных путей с низким электрическим сопротивлением к земле.

Медь и ее сплавы являются наиболее распространенными материалами, используемыми для молниезащиты жилых помещений, однако в промышленных, химически агрессивных средах медь может потребоваться покрыть оловом. ^[34] Медь эффективно способствует передаче энергии молнии на землю из-за ее превосходной электропроводности . Кроме того, он легко гнется по сравнению с другими проводящими материалами.

Когда медная кровля, водостоки и водостоки электрически соединены с устройством заземления, обеспечивается путь с низким электрическим сопротивлением к земле, однако без выделенных проводящих путей для концентрации канала разряда рассеянная поверхность под напряжением может быть не самой желательной. . ^{[11] [35]}

Поскольку медь имеет более высокую электропроводность, чем алюминий, и ее сопротивление во время молниеприемника меньше, медь позволяет использовать меньшую площадь поперечного сечения на линейную длину в проводке тканых проводов, чем алюминий. Кроме того, из-за гальванических свойств алюминий нельзя использовать в заливке бетона или для каких-либо компонентов под землей . ^[36]

Чтобы быть эффективными, системы молниезащиты, как правило, обеспечивают максимальный контакт площади поверхности между проводниками и землей через заземляющую сеть различной конструкции. В дополнение к сеткам заземления в земле с низкой проводимостью, такой как песок или камень, доступны длинные полые медные трубы, заполненные солями металлов. Эти соли выщелачиваются через отверстия в трубке, делая окружающую почву более проводящей, а также увеличивая общую площадь поверхности, что снижает эффективное сопротивление. ^[34]

Медные крыши могут использоваться как часть схемы молниезащиты, где медная оболочка , желоба и водосточные трубы могут быть соединены и присоединены к устройству заземления. Толщина меди, указанная для кровельных материалов, обычно достаточна для защиты от молнии. ^[37] Специальная система молниезащиты может быть рекомендована для адекватной молниезащиты с установленной медной кровельной системой. Система будет включать в себя молниеприемники и перехватывающие проводники на крыше, систему заземляющих электродов и систему токоотводов, соединяющих крышу и компоненты заземления. Рекомендуется соединять медную кровлю с системой проводников. Склеивание гарантирует, что проводники и крыша остаются эквипотенциальными, и уменьшают боковые прослои и возможное повреждение крыши.^[35]

Широкий выбор отделки [ править ]

Иногда желательно химически изменить поверхность меди или медных сплавов, чтобы получить другой цвет. Наиболее распространенные цвета - коричневый или скульптурный для латуни или бронзы и зеленый или патинированный для меди . ^[38] Механическая обработка поверхности, химическая окраска и нанесение покрытий описаны в других разделах этой статьи по адресу: Отделка .

Преемственность дизайна [ править ]

Архитекторы часто обращаются к архитектурной меди для преемственности элементов дизайна. Например, система медной кровли может быть спроектирована с медными окладами, выветриваниями, вентиляционными отверстиями, желобами и водосточными трубами. Детали обложки могут включать карнизы , молдинги , украшения и скульптуры . ^[11]

С ростом использования вертикальной облицовки вертикальные и кровельные поверхности могут переходить друг в друга, так что сохраняется полная непрерывность материала и характеристик. Дождевые экраны и навесные стены (часто соединенные с фрамугами и стойками ) также становятся популярными в современном архитектурном дизайне. ^[39]

Противомикробный [ править ]

Обширные всемирные испытания доказали, что медь и медные сплавы без покрытия (например, латунь, бронза, медь-никель, медь-никель-цинк) обладают сильными внутренними антимикробными свойствами с эффективностью против широкого спектра устойчивых к болезням бактерий , плесени , грибов и вирусов . ^[40]После многих лет испытаний США одобрили регистрацию более 300 различных медных сплавов (медь, латунь, бронза, медь-никель и никель-серебро) в качестве антимикробных материалов. Эти разработки создают рынки для антимикробной меди и медных сплавов для внутренней архитектуры. Чтобы удовлетворить потребности в дизайне поверхностей, конструкций, приспособлений и компонентов зданий, антимикробные продукты на основе меди доступны в широком диапазоне цветов, отделки и механических свойств. ^{[8] [41]} Медные поручни, столешницы, коридоры, двери, нажимные пластины, кухни и ванные комнаты - это лишь некоторые из противомикробных препаратов, одобренных для использования в больницах, аэропортах, офисах, школах и армейских казармах для уничтожения вредных бактерий. См .: список продуктов, одобренных в США .

Устойчивость [ править ]

В то время как общепринятого определения устойчивости остается неуловимым, то Комиссия Брундтланд в Организации Объединенных Наций определила устойчивое развитие как развитие , которое удовлетворяет потребности настоящего времени, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности. Устойчивость, долгосрочное поддержание ответственности, требует согласования экологических, социальных и экономических требований. Эти «три столпа» устойчивости включают ответственное управление использованием ресурсов. Кроме того, это может означать, что мы можем использовать ресурс, который не перестанет быть в изобилии, несмотря на увеличение потребления.

Медь - экологически чистый материал. Его долговечность обеспечивает долгую службу при минимальном обслуживании. Его высокая эффективность использования электрической и тепловой энергии снижает потери электроэнергии. Его антимикробные свойства уничтожают патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевания. А высокая стоимость лома и возможность непрерывной переработки без потери производительности делают его ответственным менеджером как ценным ресурсом.

Доступна информация о жизненном цикле (LCI) медных труб, листов и проволоки с использованием стандартов ISO и охватывающая секторы горнодобывающей промышленности и производства первичной меди (например, плавка и рафинирование). ^[42] Используемые при оценке жизненного цикла (LCA), особенно в строительном секторе, наборы данных LCI помогают производителям медьсодержащих продуктов с соблюдением нормативных требований и инициативами по добровольному улучшению. Они также поддерживают разработчиков политики в разработке экологических руководств и нормативных актов с целью содействия устойчивому развитию .

Длительный срок службы медной кровли и облицовки оказывает значительное положительное влияние на оценку всего срока службы меди по сравнению с другими материалами с точки зрения потребления энергии (т. Е. Общего количества энергии, потребляемой на каждой стадии каждого жизненного цикла в МДж / м ² ), CO ₂ поколение и стоимость.

Возможность вторичной переработки [ править ]

Возможность вторичного использования - ключевой фактор экологичного материала. Это снижает потребность в добыче новых ресурсов и требует меньше энергии, чем майнинг . Медь и ее сплавы практически на 100% пригодны для вторичной переработки ^[10] и могут быть переработаны бесконечно без потери качества (т. Е. Медь не разлагается (т.е. не подвергается вторичному циклу) после каждого цикла переработки, как большинство неметаллических материалов, если они подлежат вторичной переработке. вообще). Медь сохраняет большую часть своей ценности первичного металла: лом высшего сорта обычно содержит не менее 95% стоимости первичного металла из вновь добытой руды.. Стоимость брака конкурирующих материалов колеблется от 60% до 0%. А для переработки меди требуется всего около 20% энергии, необходимой для извлечения и обработки первичного металла.

В настоящее время около 40% годового спроса на медь в Европе ^[44] и около 55% меди, используемой в архитектуре ^[11], приходится на переработанные источники. Новые медные катушки и листы часто содержат от 75% до 100% вторичного сырья.

К 1985 году было переработано больше меди, чем общее количество меди, которое было потреблено в 1950 году. Это связано с относительной легкостью повторного использования отходов переработки и утилизации меди из продуктов после их срока службы. ^[11]

.

Экономическая эффективность [ править ]

Производительность, техническое обслуживание, срок службы и затраты на восстановление после вторичной переработки являются факторами, определяющими рентабельность компонентов здания. Хотя первоначальная стоимость меди выше, чем у некоторых других архитектурных металлов, обычно ее не нужно заменять в течение срока службы здания. Из-за ее долговечности, низких эксплуатационных расходов и конечной стоимости утилизации дополнительные затраты на медь могут быть незначительными в течение срока службы кровельной системы. ^[45]

Медная кровля значительно дешевле свинцовой , шиферной или глиняной черепицы ручной работы . Его стоимость сопоставима с затратами на цинк , нержавеющую сталь , алюминий и даже на некоторые глиняные и бетонные плитки, если рассматривать общие затраты на кровлю (включая конструкцию). ^[11]

Некоторые исследования показывают, что медь является более экономичным материалом с точки зрения жизненного цикла, чем другие кровельные материалы со сроком службы 30 и более лет. ^{[11] [46] [47]} Европейское исследование, сравнивающее затраты на кровлю из меди с другими металлами, бетонной и глиняной черепицей, шифером и битумом, показало, что в среднесрочной и долгосрочной перспективе (для жизни от 60 до 80 лет и 100 лет и более), медь и нержавеющая сталь были самыми экономичными кровельными материалами из всех исследованных материалов. ^[19]

Такие методы монтажа, как предварительное изготовление, машинная формовка на месте, механизированная сварка и система длинных полос, помогают снизить затраты на установку медной кровли. Снижая затраты на установку, эти методы позволяют проектировщикам использовать медь для более широкого спектра типов зданий, а не только для крупных престижных проектов, как это было принято в прошлом. ^{[11] [22]}

Поскольку медный лом сохраняет большую часть своей первичной ценности, затраты на жизненный цикл меди снижаются при учете его восстановительной стоимости. Дополнительные сведения см. В разделе « Возможность вторичной переработки » данной статьи.

Чистая и легированная медь [ править ]

Чистая медь. В отличие от других металлов, медь часто используется в чистом (99,9% Cu) нелегированном виде для производства листов и полос в кровле, внешней облицовке и гидроизоляции. ^[8]

Закалка - это метод термической обработки, используемый для повышения ударной вязкости металлов. Температуры определяют пластичность металла и, следовательно, то, насколько хорошо он формируется и будет держать форму без дополнительной поддержки. ^[10] В США, медь доступна в шести характерах: 060 мягких, ¹ / ₈ трудно холоднокатаный, ¹ / ₄ холоднокатаные высокий выход, половине трудно, три четверти трудно, и трудно. ^{[48] [49]} В Великобритании существует всего три обозначения: мягкий, полутвердый и жесткий. ^[22]Медь и ее сплавы определены в США в стандарте ASTM для меди и медных сплавов; в Европе по BS EN 1172: 1997 - «Медь и медные сплавы в Европе»; а в Великобритании - Британским стандартным кодексом практики CP143: Part12: 1970.

Холоднокатаная медь на сегодняшний день является наиболее популярной в строительстве в США. Она менее пластична, чем мягкая медь, но намного прочнее. ^[39] Холоднокатаная ¹ / ₈ трудно закаленная медь часто рекомендуется для кровельных и мигающих установок. Для некоторых применений могут быть указаны кровельные листы с более высоким температурным режимом. ^{[10] [50]}

Медь из мягкой закаленной меди чрезвычайно пластична и обеспечивает гораздо меньшую, чем холоднокатаная медь, сопротивление нагрузкам, вызванным расширением и сжатием. Он используется для сложных декоративных работ и там, где требуется экстремальная формовка, например, в сложных условиях прохождения через стену.

Медь с высоким выходом в основном используется в продуктах мгновенного испарения, где важны ковкость и прочность.

Толщина листовой и полосовой меди в США измеряется ее весом в унциях на квадратный фут. Толщина, обычно используемая в строительстве в США, составляет от 12 унций (340 г) до 48 унций (1400 г). Поскольку в промышленности часто используются номера размеров или фактическая толщина листового металла или других строительных материалов, необходимо переходить между различными системами измерения.

В Европе неокисленная фосфором медь, не содержащая мышьяка, используется под обозначением C106. Медь прокатке до толщины в диапазоне от 0,5 до 1,0 мм ( ¹ / ₆₄ и ³ / ₆₄  дюйма) (1,5-3,0 мм или ¹ / ₁₆ - ¹ / ₈  в течение подоконных стен) , но 0,6-0,7 мм ( ³ / ₁₂₈ - ¹ ⁄ ₃₂  дюйма) обычно используется для кровли. ^[11]

Медь легированная. Медные сплавы, такие как латунь и бронза, также используются в конструкциях жилых и коммерческих зданий. ^[8] Различия в цвете происходят в основном из-за различий в химическом составе сплава.

Некоторые из наиболее популярных медных сплавов и связанных с ними номеров единой системы нумерации (UNS), разработанные ASTM ^[51] и SAE ^[52] , следующие:

На практике термин «бронза» может использоваться для различных медных сплавов с небольшим содержанием олова или без него, если они по цвету напоминают настоящую бронзу.

Доступна дополнительная информация об архитектурных медных сплавах. ^{[53] [54]}

Критерии выбора [ править ]

Критерии, по которым медь и медные сплавы выбираются для архитектурных проектов, включают цвет, прочность, твердость, устойчивость к усталости и коррозии, электрическую и теплопроводность, а также простоту изготовления. ^[55] Необходима соответствующая толщина и твердость для конкретных применений; замены могут привести к неадекватной игре. ^[28]

Архитектурная медь обычно используется в листах и ​​полосах. Ширина полосы составляет 60 см (24 дюйма) или меньше, а ширина листа более 60 см (24 дюймов), ширина до 120 см (48 дюймов) и длина 240 или 300 см (96 или 120 дюймов), плюс в виде катушки.

Структурные соображения [ править ]

Конструктивные соображения играют важную роль в правильном проектировании медных приложений. Основное беспокойство вызывают тепловые эффекты: движение и напряжения, связанные с колебаниями температуры. Тепловые эффекты можно компенсировать, предотвращая движение и сопротивляясь кумулятивным напряжениям, или разрешая движение в заранее определенных местах, тем самым снимая ожидаемые термические напряжения. ^[56]

Устойчивость к ветру - важный структурный фактор. Underwriters Laboratories (UL) провела серию испытаний медных кровельных систем. Медная фальцевая крыша с испытуемыми панелями размером 10 на 10 футов (3 м × 3 м) была подвергнута испытанию UL 580, протоколу испытания сопротивления поднятию. Медная система не показывала необычных деформаций, планки не отделялись от несущей конструкции, и система соответствовала требованиям UL 580. Получено обозначение UL-90. ^{[58] [59]}

Присоединение [ править ]

Медь и ее сплавы легко соединяются механическими методами, такими как обжатие, скрепление кольцами, клепка и болтовое соединение; или методами склеивания, такими как пайка , пайка и сварка . Выбор наилучшей техники соединения определяется эксплуатационными требованиями, конфигурацией соединения, толщиной компонентов и составом сплава.

Пайка является предпочтительным методом соединения там, где требуются прочные, водонепроницаемые соединения, например, для внутренних водостоков, кровли и гидроизоляции. ^[28] Паяный шов соединяет два куска меди в единое целое, которое расширяется и сжимается как одно целое. Хорошо пропаянные швы зачастую прочнее исходного основного материала и служат долгие годы. ^[59]

Механические крепежи, такие как винты, болты и заклепки, часто используются для усиления стыков и швов. Непрерывные и длинные участки паяных швов могут вызвать трещины под напряжением, поэтому их следует избегать. ^[60] Обычный припой 50-50 оловянно-свинцовый стержень часто используется для меди без покрытия; Припой 60-40 оловянно-свинцовый используется для меди, покрытой свинцом. ^[61] Также приемлемы многие бессвинцовые припои.

Клеи могут использоваться в определенных областях. Относительно тонкие листы сплавов могут быть приклеены к фанере или некоторым типам пенопласта, которые действуют как жесткая изоляция.

Пайка является предпочтительным методом соединения труб и труб из медных сплавов. Медные металлические секции соединены с цветным наполнителем с температурой плавления выше 800 градусов по Фаренгейту, но ниже точки плавления основных металлов. Рекомендуются глухие или скрытые швы, поскольку цвет серебряного наполнителя может быть плохим.

Сварка - это процесс, при котором куски меди эффективно плавятся вместе с помощью пламени, электричества или высокого давления. С ростом доступности современного оборудования для сварки TIG, сварка даже легких медных декоративных элементов получает все большее распространение.

Имеются обучающие видеоролики по методам флюсования и пайки ; как выполнять пайку плоских швов, стоячие швы с двойным замком, швы внахлестку, пайку вертикальных швов листовой меди внахлест и стежки (в том числе шов-бабочка) а также лужение , гибка , развальцовка и пайка меди . ^[62]

Герметики [ править ]

Герметики - альтернатива припоям, где не требуется дополнительной прочности. В большинстве случаев герметики не требуются при правильно спроектированной медной установке. В лучшем случае они являются относительно краткосрочным решением, требующим частого обслуживания. ^[28] Несмотря на это, швы, заполненные герметиком, успешно использовались в качестве вторичной меры гидроизоляции для кровельных покрытий со стоячим фальцем и обрешеткой, где кровля с низким уклоном составляет менее 250 мм / м (3 дюйма на фут). Герметики также могут использоваться в соединениях, которые в первую очередь предназначены для компенсации теплового движения меди.

Используемые герметики должны быть протестированы производителем и признаны совместимыми с медью.

Как правило, бутил , полисульфид , полиуретан и другие неорганические герметики или герметики на основе каучука достаточно совместимы с медью. Герметики на основе акрила , неопрена и нитрила активно разъедают медь. Силиконовые герметики в некоторой степени успешны с медью, но их пригодность следует проверить перед нанесением. ^[59]

Гальваническая коррозия [ править ]

Гальваническая коррозия - это электрохимический процесс, при котором один металл корродирует преимущественно по отношению к другому, когда оба металла находятся в электрическом контакте друг с другом в присутствии электролита , такого как влага и соли. Это связано с тем, что разные металлы имеют разные электродные потенциалы . Разность потенциалов между разнородными металлами является движущей силой для ускоренной атаки на металл с меньшим гальваническим числом (т. Е. На анод). Со временем металл анода растворяется в электролите. ^{[59] [63] [64]}

Металлы ранжируются по гальваническим числам, что является качественной мерой их благородства. Эти числа определяют устойчивость любого металла к коррозии при контакте с другими металлами. ^[60] Большая разница в гальваническом числе двух металлов, контактирующих друг с другом, указывает на больший потенциал коррозии. Гальванические числа наиболее распространенных металлов, используемых в строительстве, ранжируются следующим образом: ^[65] 1. алюминий; 2. цинк; 3. сталь; 4. железо; 5. нержавеющая сталь - активная; 6. олово; 7. свинец; 8. медь; 9. нержавеющая сталь - пассив.

Гальваническая коррозия является основной проблемой при обслуживании металлических крыш. Морская среда представляет собой дополнительную проблему из-за более высокой концентрации солей в воздухе и воде. ^[66]

Медь - один из самых благородных металлов. Он не будет поврежден при контакте с другими металлами, но вызовет коррозию некоторых других металлов при прямом контакте. Основными металлами, вызывающими беспокойство в отношении прямого контакта с медью, являются алюминий, легкая сталь и цинк. Алюминиевые и стальные оклады и крепежные детали из оцинкованной стали нельзя использовать с медью. Сток с медной кровли разъедает алюминиевые и стальные желоба. ^{[67] [68]} В большинстве случаев нет необходимости изолировать медь от свинца, олова или многих нержавеющих сталей. ^[69]

Когда невозможно избежать контакта, требуется эффективный метод разделения материалов. ^[61] Если для изоляции используются краски или покрытия, они должны быть совместимы с обоими металлами. Битумный или хромат цинкагрунтовки можно использовать между медью и алюминием. Битумный грунт, хромат цинка или красный свинец могут быть эффективными для отделения меди от железа и других черных металлов. Лента или прокладки с использованием неабсорбирующих материалов или герметиков эффективны для отделения меди от всех других металлов. В зонах с сильным воздействием следует использовать свинец или аналогичные уплотнительные материалы, за исключением меди и алюминия. Следует избегать попадания воды с медных поверхностей на алюминий и оцинкованную сталь, поскольку следы солей меди могут ускорить коррозию. ^{[59] [69]} В некоторых случаях анодирование может защитить более толстый алюминий, например, стойки алюминиевых оконных систем.

Натуральные патины [ править ]

Медь проходит естественный процесс окисления, в результате чего на металле образуется уникальная защитная патина . Поверхность металла претерпевает ряд изменений цвета: от радужно-розового до оранжевого и красного, с вкраплениями медно-желтого, синего, зеленого и пурпурного. По мере загущения оксида эти цвета сменяются красновато-коричневыми и шоколадно-коричневыми, тускло-серыми или черными и, наконец, светло-зелеными или сине-зелеными. ^[19]

Процесс патинирования меди сложен. Он начинается сразу же после воздействия окружающей среды с первоначального образования конверсионных пленок оксида меди, которые становятся заметными в течение шести месяцев. Сначала выветривание может быть неравномерным, но пленка становится ровной примерно через девять месяцев. ^[19] В течение первых нескольких лет пленки конверсии меди и сульфида меди затемняют поверхность до коричневого, а затем до матово-серого или матово-черного. Продолжающееся выветривание превращает сульфидные пленки в сульфаты , которые имеют заметный сине-зеленый или серо-зеленый налет. ^{[11] [20]}

Скорость конверсии патинирования зависит от воздействия на медь влаги, соли и кислотности кислотообразующих загрязнителей. В морском климате весь процесс патинирования может занять от семи до девяти лет. ^[20] В промышленных условиях образование патины достигает своей финальной стадии примерно через пятнадцать-двадцать пять лет. В чистой сельской атмосфере с низкой концентрацией двуокиси серы, переносимой по воздуху, развитие последней стадии может занять от десяти до тридцати лет. ^{[20] [70]} В засушливых условиях патина может вообще не образовываться при недостаточной влажности. Там, где патинирование действительно происходит в засушливых условиях, оно может созреть до черного или орехового цвета. Во всех средах, кроме прибрежных, для вертикальных поверхностей патинирование занимает больше времени из-за более быстрого стока воды.

Медная патина очень тонкая: всего 0,05080–0,07620 мм (0,002000–0,003000 дюйма) в толщину. Тем не менее, они хорошо прилегают к лежащему под ним металлу меди. Исходные и промежуточные пленки оксидной и сульфидной патины не обладают особой коррозионной стойкостью. Финальная сульфатная патина представляет собой особо прочный слой, который обладает высокой устойчивостью ко всем формам атмосферной коррозии и защищает лежащий под ним металл от дальнейшего атмосферного воздействия. Как Патинированные прогрессирует и формы длительного сульфата слоя, скорость коррозии уменьшается, в среднем от 0.0001-0.0003 мм (3.9 × 10 ^-6 -1,18 × 10 ^-5  в) в год. Для листа толщиной 0,6 миллиметра (0,024 дюйма) это соответствует менее 5% коррозии за период в 100 лет. ^[11][71] Дополнительная информация доступна по патинированию меди. ^{[28] [60] [72] [73]}

Завершает [ редактировать ]

Медь и ее сплавы могут быть «обработаны», чтобы придать им определенный вид, ощущение и / или цвет. Отделка включает механическую обработку поверхности, химическое окрашивание и нанесение покрытий. Они описаны здесь.

Механическая обработка поверхности. Существует несколько типов механической обработки поверхности. Отделка стана достигается с помощью обычных производственных процессов, таких как прокатка, экструзия или литье. Поверхности с «гофрировкой» придают глянцевый зеркальный вид после шлифовки, полировки и полировки. «Направленная текстурированная» отделка обеспечивает гладкий, бархатистый атласный блеск с непрерывным рисунком из мелких, почти параллельных царапин. «Матовая поверхность с ненаправленной текстурой» обеспечивает грубую текстуру, в первую очередь, на отливках, поскольку песок или металлическая дробь наносятся под высоким давлением. А «узорчатая» отделка, полученная путем зажатия листа медного сплава между двумя валками, дает текстурированный и рельефный вид.

Химически индуцированная патина. Иногда архитекторы запрашивают патину определенного цвета при установке. Применяемые на заводе химически индуцированные системы предварительного патинирования позволяют производить широкий спектр цветных покрытий, подобных естественному патинированию. Предварительно патинированная медь особенно полезна при ремонте, когда необходимо обеспечить близкое соответствие цвета старым медным крышам. ^[74] Предварительное патинирование также рассматривается в некоторых современных строительных материалах, таких как вертикальная облицовка, потолки и водостоки, где патинирование желательно, но обычно не происходит. ^[11]

Химическая окраска металлов - это искусство, требующее мастерства и опыта. Техника окраски зависит от времени, температуры, подготовки поверхности, влажности и других факторов. ^[38] Предварительно патинированные медные листы производятся производителями в контролируемых условиях с использованием запатентованных химических процессов. Отделка зеленой патиной в основном создается с использованием хлорангидрида или сульфата кислоты. Лечение хлоридом аммония ( нашатырный спирт ), хлоридом меди / соляной кислотой и сульфатом аммония в некоторой степени успешны. ^{[75] [76]} Скульптурафинишные покрытия могут быть светлого, среднего и темно-коричневого цвета, в зависимости от концентрации и количества применений окраски. Одним из преимуществ является то, что обработка маскирует отметки на поверхности блестящей меди и может ускорить процесс естественного патинирования. ^{[11] [38]}

Из-за множества факторов, вызванных химическим воздействием, патинирование подвержено таким проблемам, как отсутствие адгезии, чрезмерное окрашивание соседних материалов и невозможность достижения приемлемой однородности цвета на больших площадях поверхности. Применение химического патинирования в полевых условиях не рекомендуется из-за колебаний температуры, влажности и химических требований. ^[59] Гарантия является разумной при покупке предварительно патинированной меди для архитектурных проектов. ^{[ необходима цитата ]}

Доступны полезные техники и рецепты окраски меди, латуни, желто-латуни, бронзы, литой бронзы, золочения металла, а также различные физические и химические текстурные покрытия. ^[77]

Покрытия. Прозрачные покрытия сохраняют естественный цвет, теплоту и металлический оттенок медных сплавов. Однако, особенно при наружном применении, они вводят техническое обслуживание в материал, который, естественно, не требует ухода. Это органические химические вещества, которые высыхают при температуре окружающей среды или требуют тепла для отверждения или испарения растворителя. Примеры прозрачных органических покрытий включают алкид , акрил , бутират ацетата целлюлозы, эпоксидную смолу , нитроцеллюлозу , силикон и уретан . Более подробная информация доступна. ^{[78] [79]}

Масла и воски удаляют влагу с медных поверхностей и одновременно улучшают их внешний вид, придавая им богатый блеск и глубину цвета. Смазка обычно используется для продления времени, в течение которого экспонированная медь остается от коричневого до черного тона. Он не сделает медь блестящей на внешней поверхности. Масла и воски обеспечивают кратковременную защиту для наружных работ и долговременную защиту для внутренних помещений. ^[80]

При кровельных и гидроизоляционных работах преобладает смазывание. Самые популярные масла - это лимонное масло, USP, масло лимонной травы, Native EI, парафиновые масла, льняное масло и касторовое масло . Повторное нанесение на медную кровлю или гидроизоляцию не чаще, чем раз в три года, может эффективно замедлить образование патины. В засушливом климате максимальный интервал между замачиваниями может быть увеличен с трех до пяти лет.

Вощение обычно применяется для архитектурных компонентов, подлежащих тщательному осмотру и / или движению. Смеси, которые считаются удовлетворительными, включают карнаубский воск и древесный скипидар , или пчелиный воск и древесный скипидар , или пастообразные воски. ^[76]

Непрозрачные лакокрасочные покрытия используются в основном для работы, наносимой на медь, когда желательны целостность и долговечность основы, но требуется особый цвет, отличный от естественных оттенков меди. ^[81]

Цинк-оловянные покрытия являются альтернативой свинцовым покрытиям, поскольку они имеют примерно такой же внешний вид и обрабатываемость. ^{[82] [83]}

Покрытия из стекловидной эмали используются в основном для художественных работ над медью.

Доступна более подробная информация о медной отделке. ^{[84] [85] [86] [87]}

Приложения [ править ]

Мастера и дизайнеры используют неотъемлемые преимущества меди для создания эстетичных и долговечных строительных систем. От соборов до замков и от домов до офисов, медь используется во многих изделиях: пологих и скатных крышах, софитах , фасадах , потолках , водостоках , водосточных трубах , компенсаторах в зданиях, куполах , шпилях и сводах . Медь также используется для облицовки стен и других поверхностей снаружи и внутри помещений. ^{[10] [11] [88]}

Кровля [ править ]

Медь в качестве кровельного материала обладает уникальным характером и долговечностью. Его внешний вид может дополнить любой стиль постройки, от традиционного до современного. Его тепло и красота делают его желанным материалом для многих архитекторов. Медь также удовлетворяет требования архитекторов и владельцев зданий в отношении стоимости срока службы, простоты изготовления, низких эксплуатационных расходов и экологичности.

Монтаж медной кровли - занятие, требующее опытных монтажников. Его пластичность и податливость делают его совместимым материалом для кровли неправильной формы. Легко забивать или обрабатывать водонепроницаемые конструкции без герметика или прокладок. ^[89] Купола и другие изогнутые крыши легко обрабатываются медью.

При правильном проектировании и установке медная крыша представляет собой экономичное и долгосрочное кровельное решение. Испытания европейских медных крыш 18 века показали, что теоретически медные крыши могут прослужить тысячу лет. ^[19]

Еще одно преимущество медных кровельных систем в том, что их относительно легко ремонтировать. В случае небольших ямок или трещин пораженные участки можно очистить и заполнить припоем . Для больших площадей можно вырезать заплатки и припаять их на место. На больших участках поврежденную медь можно вырезать и заменить, используя плоский паяный шов. ^[28]

Медные крыши могут быть спроектированы так, чтобы соответствовать или превосходить другие материалы с точки зрения экономии энергии. Сборка вентилируемой медной крыши в Национальных лабораториях Ок-Ридж (США) значительно снизила приток тепла по сравнению со стальной черепицей с каменным покрытием (SR246E90) или битумной черепицей (SR093E89), что привело к снижению затрат на электроэнергию. ^[90]

Типы медных крыш включают: ^[91]

Фальцевая кровля состоит из предварительно отформованных или формованных листов. Кастрюли идут параллельно скату крыши и соединяются с соседними поддонами с помощью стоячих швов с двойным замком. Медные планки, запертые в этих швах, прикрепляют кровлю к настилу.

Кровельная обрешетка состоит из медных поддонов, идущих параллельно скату кровли и разделенных деревянными рейками. Рейки покрыты медными колпачками, которые свободно прикрепляются к соседним поддонам, чтобы помочь защитить кровлю. Шипы, прикрепленные к обрешетке, служат для крепления кровельных поддонов. Поперечные швы необходимы для соединения торцов предварительно отформованных противней.

Крыши с горизонтальным швом, также называемые бермудским стилем, состоят из медных поддонов, где длинный размер проходит горизонтально по крыше, прикрепленных к горизонтальным деревянным гвоздезабивателям. На каждом гвоздезабивателе используется ступенька, чтобы смежные поддоны могли эффективно блокироваться. Высота и расстояние между ступенями обеспечивают разный внешний вид.

Обычная конструкция шевронной кровли основана на конструкции из фальца реек, к которой прикрепляются вспомогательные рейки. При правильном дизайне декоративные планки могут иметь практически любую форму и размер и идти в любом направлении.

Плоские кровельные системы с замком и пайкой обычно используются на плоских или пологих крышах. Они также используются на изогнутых поверхностях, таких как купола и цилиндрические своды.

Непаянная медная кровля с плоским швом - это вариант, похожий на черепицу, для применения на больших уклонах.

Мансардные крыши используются на вертикальных или почти вертикальных поверхностях. По большей части, эти крыши основаны на конструкции со стоячим фальцем или обрешеткой.

Системы с длинными поддонами (поддоны и швы с длиной более 3 м или 10 футов) выдерживают совокупное напряжение расширения на длинных участках медных листов. Эти установки могут быть сложными из-за зависимости длины скана крыши от длины шва, конструкции и расстояния между планками, а также характеристик физического расширения медных листов. Это расширение должно быть компенсировано путем фиксации поддона на одном конце (который накапливает расширение на свободном конце) или путем фиксации центра поддона (который накапливает половину расширения на обоих свободных концах). ^{[59] [92]} В дополнение к панелям, медная черепица может добавить уникальности кровельной системе. Их можно использовать на крышах любой формы и в любом климате. ^[93]

Мигает [ редактировать ]

В то время как большинство современных строительных материалов достаточно устойчивы к проникновению влаги, многие стыки между каменными блоками, панелями и архитектурными элементами - нет. Эффекты естественного движения из-за осадки, расширения и сжатия могут в конечном итоге привести к утечкам.

Медь - отличный материал для высечки из-за ее пластичности, прочности, паяемости, обрабатываемости, высокой стойкости к едкому воздействию строительных растворов и агрессивных сред, а также длительного срока службы. Это позволяет построить крышу без слабых мест. Поскольку замена прошивки в случае отказа обходится дорого, долгий срок службы меди является основным преимуществом в стоимости. ^{[19] [64]}

Холоднокатаная медь с твердым отпуском толщиной ¹ ⁄ ₈ дюйма (3,2 мм) рекомендуется для большинства приложений для гидроизоляции. Этот материал более устойчив к растяжению и сжатию, чем мягкая медь. Мягкая медь может использоваться там, где требуется экстремальная формовка, например, в крышах сложной формы. Тепловое движение в обшивке предотвращается или разрешается только в заранее определенных местах. ^[61]

Неправильно установленная гидроизоляция может способствовать коррозии линии и сократить срок службы гидроизоляции, особенно в кислой среде. Риск наиболее высок на переднем крае черепицы, где края черепицы опираются на медный оклад. ^{[58] [59]}

Гидроизоляция через стену отводит влагу, попавшую в стену, прежде чем она может вызвать повреждение. Противовосстановление отводит воду к основанию, которое, в свою очередь, отводит ее к другим материалам.

Существуют различные типы медных накладок и колпачков. Доступны схематические пояснения. ^{[94] [95] [96]}

Желоба и водосточные трубы [ править ]

Протекающие водостоки и водосточные трубы могут нанести серьезный ущерб внутреннему и внешнему виду здания. Медь - хороший выбор для водосточных желобов и водосточных труб, поскольку она обеспечивает прочные герметичные соединения. Ожидается, что желоба и водосточные трубы из меди прослужат дольше других металлических материалов и пластмасс. Даже в подверженных коррозии прибрежных средах или в районах с кислотными дождями или смогом медные желоба и водосточные трубы могут прослужить 50 лет и более. ^{[97] [98]}

Водосточные трубы могут быть плоскими или гофрированными, круглыми или прямоугольными. Обычно используется холоднокатаная медь весом шестнадцать или двадцать унций (450 или 570 г). Также доступны декоративные конструкции.

Подвешенные медные желоба поддерживаются латунными или медными скобами или подвесками или латунными лентами. Облицовку желобов из меди часто встраивают в несущие конструкции из дерева. Шпигаты используются для обеспечения выхода через парапетные стены или препятствия для гравия на плоских и сборных крышах, чтобы обеспечить отвод избыточной воды. Их можно использовать в сочетании с водосточными желобами и водосточными трубами, чтобы направить поток воды в желаемое место. Приямки для медных крыш обычно используются для дренажа небольших участков крыши, таких как навесы. Водосточные желоба на крыше не рекомендуются для общих водосточных систем.

Одним из недостатков меди является ее способность окрашивать светлые строительные материалы, такие как мрамор или известняк . ^[19] Зеленые пятна особенно заметны на светлых поверхностях. Медь со свинцовым покрытием может привести к появлению черного или серого пятна, которое может хорошо сочетаться с более легкими строительными материалами. Окрашивание можно уменьшить, собрав сток в желобах и направив его от здания через водосточные трубы, или сконструировав края водостока, чтобы уменьшить количество содержащейся в меди влаги, которая вступает в контакт с материалом ниже. Покрытие прилегающей поверхности пористого материала прозрачным силикономгерметик также уменьшает образование пятен. Окрашивание может не развиваться в областях с быстрым стеканием из-за короткого времени пребывания воды на меди.

Купола, шпили и своды [ править ]

Есть много типов медных куполов , шпилей и сводов , как с простой геометрией, так и со сложными изогнутыми поверхностями и многогранным дизайном. ^[99] Примеры включают круглые купола с диагональными системами плоских швов, круглые купола с системами стоячих швов, круглые купола с системами плоских швов, конические шпили, плоские кровли на восьмиугольных шпилях, цилиндрические своды со стоячим швом и цилиндрические своды с плоским швом. Доступна информация о шагах компоновки купольных панелей ^[100] и спецификациях для медных конструкций ^[101] .

Облицовка стен [ править ]

Медная облицовка стала популярной в современной архитектуре. Технология позволяет архитекторам включать в свои проекты визуально желательные элементы, такие как тисненая или фасонная металлическая облицовка.

Облицовка позволяет изготавливать конструкции с гораздо меньшим весом, чем сплошная медь. Четыре-миллиметровая толщина ( ⁵ / ₃₂  дюйма) композиты весят 10 кгс / м ² (2,08 фунтов на квадратный фут), только 35% столько же , сколько твердая медь той же толщину. ^[102]

Медная облицовка используется как снаружи, так и внутри помещений. Снаружи здания медные листы облицовки, черепица и сборные панели защищают здания от непогоды, выступая в качестве первой линии защиты от ветра, пыли и воды. Облицовка легкая, прочная и устойчивая к коррозии, что особенно важно для больших зданий. ^[103] Общие внутренние применения включают стены вестибюля , потолки , облицовки колонн и внутренние стены кабины лифта .

Медную облицовку можно разрезать, фрезеровать, распиливать, подпиливать, просверливать, завинчивать, сваривать и изгибать для получения сложных форм. Доступны различные варианты отделки и цвета.

Плоские, круглые стены и стены необычной формы можно покрывать медной облицовкой. Большинство из них формируются на месте из листового материала. Они также могут быть предварительно изготовлены. Кроме того, доступны инженерные системы, такие как изолированные панели, неизолированные сотовые панели, медные экранные панели и структурная облицовка стен. Горизонтальный медный сайдинг обеспечивает относительно плоский внешний вид с тонкими горизонтальными линиями. Скошенные медные панели имеют глубину для создания сильных затемненных эффектов. Плоский сайдинг имеет минимальные тени. Структурные панели предназначены для крепления непосредственно к конструкции стены без использования сплошной основы. Диагональные плоские замковые панели используются на изогнутых поверхностях, таких как купола, шпили и своды. Горизонтальные плоские замковые панели в основном идентичны плоской кровельной кровле, нанесенной на вертикальную поверхность.Медные экраны - это легкие сетчатые экраны, которые могут быть перфорированными или иметь определенные отверстия, которые могут использоваться как солнцезащитные или декоративные экраны. Навесная стена из медного сплава - это внешнее неструктурное покрытие здания, защищающее от непогоды.^[104] Композитная медная оболочка изготавливается путем прикрепления медной пленки к обеим сторонам жесткоголистаиз термопласта .

Доступны несколько различных систем медной облицовки фасада:

Техника сшивания. Это вертикальная или горизонтальная классическая облицовочная конструкция, применяемая в медных конструкциях кровли и фасадов. Доступен в листах и ​​полосах, облицовка фиксируется зажимами. Поскольку водонепроницаемость может не быть проблемой на вертикальных поверхностях, часто бывает достаточно угловых стоячих швов. Стоячие швы с двойным замком часто не нужны. Ссылки на фотографии горизонтальных и вертикальных стоячих и плоских замковых швов на Медных воротах Университета Дебрецена в Венгрии ^[105] и на фасады, покрытые предварительно окисленной медью, в отеле Crowne Plaza Milano в Милане , Италия , ^[106] доступны.

Системная черепица. Битумная черепица - это предварительно изготовленная прямоугольная или квадратная плоская черепица для крыш, стен и отдельных компонентов здания. У них 180 ⁰ складок по всем четырем границам - две складки по внешней стороне и две по внутренней стороне. При установке черепица блокируется. Крепление скрывается скобами из нержавеющей стали или меди на деревянных листах или трапециевидных панелях. Машинная надрезка и фальцовка обеспечивает одинаковые размеры черепицы. Доступны ссылки на графические примеры медной черепицы во внешней ^[107] и внутренней ^[108] среде.

Панели. Панели представляют собой листы предварительно профилированной меди длиной до 4–5 м (13–16 футов) и стандартной шириной до 500 мм (20 дюймов). Это двусторонние элементы облицовки, которые могут быть с торцевым основанием или без него. Сборка выполняется по принципу паз и гребень или внахлест. Панели можно собирать вертикально, горизонтально или диагонально. Существуют три основные формы: шпунтовые панели, уложенные вертикально в качестве облицовки фасада с ровной поверхностью; шпунтовые панели, уложенные горизонтально в качестве облицовки фасада с ровной поверхностью; и нестандартные панели, уложенные в разных направлениях с видимым или скрытым креплением, заподлицо с поверхностью или внахлест. Доступны ссылки на репрезентативные фотографии панелей золотистого ^[109] и патинированного зеленого цвета ^[110] .

Системные кассеты. Это жесткая прямоугольная вентилируемая стеновая система, состоящая из изогнутых или плоских металлических панелей, установленных и закрепленных на несущей конструкции. Все четыре бордюра предварительно складываются на заводе. Скругленные края со всех сторон позволяют крупным деталям из листового металла ложиться ровно на поверхность облицовки. Крепление обычно осуществляется заклепками, привинчиванием или с помощью угловых скоб или крючков для болтов, чтобы прикрепить кассеты непосредственно к основанию. Системные кассеты предварительно профилированы в соответствии с конкретными архитектурными требованиями. Доступны ссылки на репрезентативные фотографии облицовки кассеты. ^{[111] [112]}

Профлисты. Профилированные листы хорошо подходят для покрытия больших поверхностей облицовки без стыков из-за их ровных, неприметных профилей. Доступные в широком разнообразии форм, они хорошо подходят для новых плоских крыш, фасадных и скатных крыш, а также для ремонтных работ. Доступные профили включают: гофрированные профили с синусоидальной волной; трапециевидные профили различной геометрии; и нестандартные профили со специальной геометрией и краями. Они могут быть предварительно изготовлены и снабжены рельефными узорами или другими рисунками.

Особые формы. Доступны фасады специальной формы для придания желаемых визуальных эффектов. Доступны перфорированные металлические листы различной формы (круглые, квадратные, продолговатые и т. Д.) И расположения (прямоугольные, диагональные, параллельные по ширине, ступенчатые и т. Д.). Они могут быть разработаны для создания тонких узоров, «супер-графики» и текста. Также доступны сетчатые и текстильные конструкции. Доступны ссылки на фотографии облицованных домов особой формы. ^{[113] [114] [115]}

Строительные компенсаторы [ править ]

Расчет с учетом движения компонентов здания из-за температуры, нагрузок и осадки является важной частью архитектурной детализации. Компенсирующие швы в зданиях создают барьеры для внешнего вида и закрывают пространство между компонентами. Медь - отличный материал для деформационных швов, потому что ее легко формовать, и она долго служит. Подробная информация о состоянии крыши, краях крыши, перекрытиях доступна. ^[116]

Внутренний дизайн [ править ]

Медь эстетично улучшает внутренние системы стен, потолки, светильники, мебель и оборудование, создавая атмосферу тепла, умиротворения и спокойствия. Что касается эксплуатационных преимуществ, он легкий, огнестойкий, прочный, работоспособный и неорганический (не выделяет газ). Типичные интерьеры на основе меди включают панели, черепицу , ширмы, украшения , приспособления и другие декоративные элементы. ^[10]

Поскольку медные поверхности убивают патогенные микробы , архитекторы, проектирующие объекты общественного пользования, такие как больницы и объекты общественного транспорта , рассматривают изделия из меди как пользу для здоровья населения . ^{[8] [41]} В последние года, медные столешницы , вытяжки, раковины , ручки, дверные ручки , краны и мебель украшение стали модным - как для их внешнего вида, а также для их антимикробных свойств. (См. Основную статью: Антимикробные сенсорные поверхности из медного сплава ).

Медь соединяется в помещениях посредством стыковой сварки, пайки, заклепок, гвоздей, винтов, болтов, стоячих швов, швов внахлест (с крепежными элементами и без них), плоских швов, фланцев с болтовыми соединениями, шлицев, внахлесток заподлицо и швов обрешетки. ^[117]

Зеленые здания [ править ]

Экологичные материалы являются ключевыми элементами экологичных зданий . Некоторые преимущества экологически чистых материалов включают долговечность, долгий срок службы, возможность вторичной переработки, а также энерго- и термическую эффективность. Медь занимает высокое место во всех этих категориях.

Медь - один из наиболее эффективных в природе проводников тепла и электричества, который помогает экономить энергию. Из-за своей высокой теплопроводности он широко используется в системах отопления зданий , в тепловых насосах с прямым обменом , а также в оборудовании для солнечной энергии и горячего водоснабжения. Его высокая электрическая проводимость увеличивает эффективность освещения , электродвигателей , вентиляторов и приборов, делая эксплуатацию здания более рентабельной с меньшим энергопотреблением и воздействием на окружающую среду. ^[118]

Поскольку медь имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем обычные фасадные и кровельные материалы, она хорошо подходит для использования в солнечных тепловых фасадных системах. Первое коммерческое применение полностью интегрированной солнечной тепловой медной фасадной системы было установлено в общественном плавательном комплексе Пори в Финляндии . Установка является городским примером устойчивости и сокращения выбросов углерода . Солнечный фасад работает в сочетании с крышными коллекторами и дополняется установленными на крыше фотоэлектрическими элементами, которые вырабатывают 120 000 кВтч тепла, количество энергии, эквивалентное тому, которое ежегодно используется шестью средними семейными домами в Финляндии с холодным климатом. ^[119]

Один стандарт в системе оценки лидерства в области энергетического и экологического проектирования ( LEED ) Совета по экологическому строительству Соединенных Штатов (USGBC) требует, чтобы в вновь построенные здания использовались материалы, содержащие вторично переработанные материалы до и после потребителя. Большинство медных изделий, используемых в строительстве (за исключением электрических материалов, для которых требуется чистая медь высокой степени очистки), содержат большой процент переработанного содержимого. См .: Медь в архитектуре # Переработка .

Награды [ править ]

В программах награждения выделяются архитектурные сооружения из меди в Канаде, США ^[120] и Европе. ^[121] Также существует Международный конкурс меди и домашнего хозяйства. ^[122] По мнению экспертов в области архитектуры и медной промышленности, критерии для программ награждения включают использование меди в проектировании зданий, ремесло монтажа меди, передовые достижения в области инноваций и историческую реконструкцию.

См. Также [ править ]

• Строительные материалы
• Устойчивая архитектура
• Зеленые здания

Ссылки [ править ]