Đồng như một kim loại kiến trúc
Đồng đã giành được vị trí trong kiến trúc nhờ bốn đặc tính mà ít kim loại khác kết hợp được: độ bền, khả năng chống ăn mòn trong khí quyển, bề mặt trở nên hấp dẫn hơn khi bị thời tiết và độ dẻo cần thiết để tạo thành các hình dạng phức tạp. Những đặc tính đó đã được sử dụng cho mái nhà, đèn chớp, máng xối, ống thoát nước, mái vòm, chóp nhọn, vòm, tấm ốp tường và khe co giãn, từ các thánh đường lịch sử và các tòa nhà dân sự cho đến-các văn phòng và viện bảo tàng ngày nay.
Trong một phần tư thế kỷ qua, kim loại đã vượt xa tấm lợp truyền thống để trở thành một từ vựng kiến trúc rộng hơn. Đồng hiện được sử dụng làm vật liệu ốp tường theo đúng nghĩa của nó, trong các tấm khóa phẳng, ván lợp, hệ thống đường nối và băng cassette, trong nhà cũng như ngoài trời, đồng thời có màu sắc và kết cấu trải dài từ lớp hoàn thiện của nhà máy cho đến đầy đủ các màu nâu tự nhiên đến màu xanh lá cây quen thuộc.
Biểu mẫu, thước đo và tiêu chuẩn
Đồng kiến trúc được đặt hàng dưới dạng tấm, dải và định hình. Tấm và dải dùng cho xây dựng công trình được quy định theo tiêu chuẩn ASTM B370, bao gồm các loại đồng và nhiệt độ đồng được cung cấp cho tấm lợp, đèn chớp và các công việc tương tự. Tấm đồng theo truyền thống được sắp xếp theo trọng lượng trên một đơn vị diện tích, tương ứng với độ dày danh nghĩa.
| Hình thức sản phẩm | Độ dày danh nghĩa | Sử dụng kiến trúc điển hình |
|---|---|---|
| Tấm đồng, thước đo ánh sáng | 0,55 mm, tương đương 16 oz mỗi foot vuông | Tấm lợp và tấm ốp tường tiêu chuẩn |
| Đồng tấm, khổ vừa | 0,69 mm, tương đương 20 oz mỗi foot vuông | Mái nhà, máng xối và đường biên dài hạn |
| Tấm đồng, khổ nặng | 0,82 mm, tương đương 24 oz mỗi foot vuông | Tấm lợp nặng, đèn chớp và các chi tiết lộ ra ngoài |
| Dải đồng | Đặt hàng đến từng chi tiết | Nhấp nháy, khóa chống ẩm-, khe co giãn |
| Hồ sơ hình thành | Từ dải hoặc tờ | Hệ thống đường may đứng, ván lợp và băng cassette |
Vật liệu dày hơn được chỉ định khi chi tiết phải chống lại hư hỏng cơ học hoặc khi dự kiến thời gian sử dụng lâu hơn. Hệ thống cố định cũng quan trọng như thước đo: đồng chuyển động theo nhiệt độ và các kẹp, chốt và chốt phải cho phép chuyển động đó trong khi giữ tấm vải xuống.
Sự hình thành và xuất hiện của Patina
Bề mặt đồng mới là kim loại màu đỏ tươi. Khi tiếp xúc với không khí, nó sẫm màu thông qua một chuỗi màu nâu mà các kiến trúc sư mô tả bằng các thuật ngữ như sô cô la, mận và gỗ gụ, trước khi một lớp màu xanh lục đặc của đồng sunfat và cacbonat cơ bản phát triển trên bề mặt. Lớp màu xanh lá cây đó, lớp gỉ, là lý do khiến bề mặt luôn ổn định: nó dày đặc, bám dính và chỉ dày vài phần nghìn milimet, đồng thời làm chậm quá trình ăn mòn hơn nữa ở tốc độ rất thấp.
Trình tự không đồng nhất. Tốc độ bề mặt di chuyển từ màu nâu sang màu xanh lá cây phụ thuộc vào bầu khí quyển, lượng mưa làm ướt và rửa trôi bề mặt cũng như hướng của tấm pin. Một khuôn mặt-được che mưa, che mưa sẽ giữ độ ẩm và các chất ô nhiễm lâu hơn và có thể trông khá khác so với một khuôn mặt đã được rửa sạch liền kề. Đó là lý do tại sao các kiến trúc sư thường chấp nhận một bề mặt sống, không bằng phẳng có chủ ý.
Hành vi ăn mòn và khả năng tương thích vật liệu
Đồng chống lại sự ăn mòn trong không khí không bị ô nhiễm, trong nước và trong nhiều-dung dịch oxy hóa, đồng thời tốc độ ăn mòn trong khí quyển của nó đủ thấp để, trong cách xây dựng-thông thường, chất nền và các vật cố định thường hết tuổi thọ trước khi đồng tự hết tuổi thọ. Không giống như một số kim loại, nó không bị ăn mòn bề mặt làm bong tróc lớp phủ và khiến mái nhà bị sập từ bên dưới.
Có những điều kiện phải được thiết kế cho. Axit oxy hóa, dung dịch muối kim loại nặng, oxit lưu huỳnh và nitơ, hợp chất amoniac và amoni đều có thể tăng tốc độ tấn công. Nước mưa có tính axit cao hơn độ pH khoảng 5,5 có thể tấn công đồng tươi trước khi màng bảo vệ hình thành và dòng chảy axit từ mái trơ liền kề như ngói, đá phiến hoặc nhựa đường có thể tập trung vào một diện tích nhỏ đồng và làm ố màu nó. Các biện pháp khắc phục là chi tiết thông thường: nâng cạnh dưới của vật liệu lân cận, cung cấp một dải hy sinh có thể thay thế giữa các vật liệu khác nhau và chi tiết hệ thống thoát nước để nước không đọng lại.
Đồng và kẽm, nhôm, thép nhẹ hoặc thép mạ kẽm phải được tách riêng vì nước chảy ra từ đồng có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn các kim loại đó.
Chì, thép không gỉ, titan và hầu hết các loại gỗ đều tương thích với đồng khi sử dụng bên ngoài thông thường.
Dòng chảy từ đồng có thể làm ố các bề mặt đá xốp, bê tông và sơn bên dưới, và điều này cần được xem xét ở giai đoạn thiết kế.
Chốt, kẹp và lớp lót phải được chọn để có cùng thời gian sử dụng như tấm.
Chi tiết, lắp đặt và giá trị công trình xanh
Tấm lợp và tấm ốp bằng đồng được lắp đặt như một tấm chắn mưa trên bề mặt được thông gió hoặc thoát nước, có tính đến chuyển động nhiệt. Các mối nối được bố trí sao cho nước hướng ra khỏi các vật cố định và các tấm có kích thước sao cho kim loại có thể giãn nở và co lại mà không bị vênh. Các đường nối hàn được sử dụng ở những nơi cần có mối nối kín nước hoàn toàn và các đường nối cơ học được sử dụng ở những nơi có chuyển động lớn hơn. Là một vật liệu, đồng không-cháy và không tạo ra lửa, nó ổn định về kích thước và tất nhiên là được tái chế khi hết vòng đời với giá trị còn lại cao. Những đặc điểm đó hỗ trợ lập luận về-tuổi thọ lâu dài,{6}}chi phí bảo trì thấp mà các đánh giá công trình xanh đưa ra.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Mái đồng có tuổi thọ bao lâu?
Một mái nhà bằng đồng có chi tiết chính xác dự kiến sẽ tồn tại trong nhiều thập kỷ và thường tồn tại lâu hơn lớp nền bên dưới nó, vì sự ăn mòn đồng trong khí quyển diễn ra với tốc độ rất thấp khi bề mặt đã ổn định.
Hỏi: Tại sao đồng chuyển sang màu xanh?
Bề mặt màu xanh lá cây là một lớp gỉ đồng sunfat và cacbonat cơ bản, hình thành tự nhiên khi kim loại phản ứng với khí quyển và nó bảo vệ lớp đồng bên dưới khỏi bị tấn công thêm.
Hỏi: Tiêu chuẩn nào bao gồm tấm đồng dùng trong xây dựng?
ASTM B370 bao gồm tấm và dải đồng dùng cho xây dựng công trình và nó là tài liệu tham khảo thông thường cho vật liệu lợp, đèn chớp và tấm ốp.
Hỏi: Đồng có thể được sử dụng bên cạnh các kim loại khác trên mặt tiền không?
Đồng nên được tách biệt về mặt điện với kẽm, nhôm, thép nhẹ và thép mạ kẽm vì dòng chảy có thể dẫn đến ăn mòn điện, trong khi thép không gỉ, chì và hầu hết các loại gỗ đều tương thích.
Hỏi: Đồng có phù hợp để sử dụng trong kiến trúc nội thất không?
Đúng. Đồng được sử dụng trong nhà để lót tường, ốp cột, nội thất thang máy, nội thất cửa và màn trang trí, nơi có cùng độ dẻo và dải màu bề mặt được áp dụng trong môi trường ít xâm thực hơn.
Hỏi: Đồng kiến trúc mang lại những lợi ích gì cho môi trường?
Đây là vật liệu-có tuổi thọ cao, ít bảo trì-, không-dễ cháy với quy trình tái chế-được thiết lập rõ ràng và giá trị phế liệu cao, giúp giảm tác động lâu dài của vật liệu lên lớp vỏ tòa nhà.
