Медь в архитектуре - Copper in architecture

Наружная медная облицовка современного здания на улице Ифэй Оригинальность,^[1] один из Шанхай русские художественные, культурные и развлекательные центры.

Посольства Северных стран, в Берлин, Германия.^[2]

Медный фасад на Дубовый парк Публичная библиотека,^[3] НАС.

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]

Клауккала церковь в Клауккала, Финляндия, в основном покрытые машинным швом медного листа.^[6][7]

Медь заслужил уважаемое место в смежных областях архитектура, строительная конструкция, и дизайн интерьера.^[8] Из соборы к замки и из дома к офисы, медь используется для различных архитектурных элементов, в том числе крыши, вспышки, водостоки, водосточные трубы, купола, шпили, своды, облицовка стен, и строительство компенсаторы.

История медь в архитектуре может быть связано с его долговечностью, устойчивость к коррозии, престижный внешний вид и способность формировать сложные формы.^[9] На протяжении веков мастера и дизайнеры использовали эти атрибуты для создания эстетичных 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 Грейвз, золотой медалист AIA, спроектировавший более 350 зданий по всему миру;^[12] Ренцо Пиано, который разработал предварительно патинированную плакированную медь для НЕМО -Музей науки Метрополис в Амстердам;^[13] Малкольм Хольцман, чья патинированная медная черепица в Центре телевизионных коммуникаций WCCO сделала это здание выдающимся архитектурным сооружением в Миннеаплисе;^[14] и Марианна Дальбек и Йоран Монссон, которые разработали Музей Васа, характерная черта горизонта Стокгольма, с медной облицовкой площадью 12 000 квадратных метров (130 000 квадратных футов).^[15] Архитектор Фрэнк О. Гери огромная скульптура медной рыбы на вершине Вила Олимпика в Барселона является примером художественного использования меди.^[16][17][18]

Самая известная черта меди - это отображение от яркого металлического цвета до радужно-коричневого, почти черного и, наконец, до зеленовато-зеленого. патина. Архитекторы описывают коричневый цвет как красновато-коричневый, шоколадный, сливовый, красное дерево и черное дерево.^[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

Медь играет важную роль в архитектуре на протяжении тысяч лет. Например, в древний Египет, массивные двери в храм Амен-Ре в Карнак были покрыты медью. В III веке до нашей эры медная черепица была установлена ​​на вершине храма Лова Маха Пайя в Шри-Ланка.^[10] И Римляне использовалась медь в качестве кровельного покрытия для Пантеон в 27 г. до н. э.^[20]

Спустя столетия медь и ее сплавы стали неотъемлемой частью средневековый архитектура. Двери Церковь Рождества Христова в Вифлеем (6 век) покрыты пластинами из бронзы, вырезанными по узорам. Те из Собор Святой Софии в Константинополь, 8-го и 9-го веков, выкованы из бронзы. Бронзовые двери Ахенского собора в Германии датируются примерно 800 г. н.э. Бронзовые двери баптистерия Собор Флоренции были завершены в 1423 г. Гиберти.^[21]

Медная крыша Хильдесхаймский собор, установленный в 1280 году нашей эры, сохранился до наших дней.^[22] И крыша у Кронборг, один из самых важных эпоха Возрождения замки, увековеченные как Замок Эльсинор в Шекспир с Гамлет, был установлен в 1585 году нашей эры.^[23] Медь на башне была отремонтирована в 2009 году.^[24]

В течение многих лет медь предназначалась 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 кровля системы, вспышки и колпачки, водостоки и водосточные трубы, строительство компенсаторы, облицовка стен, купола, шпили, своды, и различные другие элементы 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. Недавно доказано антимикробные свойства уменьшить патогенные бактериальный загружает такие продукты как поручни, перила, сантехника, столешницы и т. д. Эти антимикробная медь -содержащие продукты теперь внедряются в общественные объекты (больницы, дома престарелых, общественный транспорт объектов), а также в жилых домах из-за пользы для здоровья населения. (Для основной статьи см: Антимикробные сенсорные поверхности из медного сплава.)

Преимущества

Устойчивость к коррозии

Как архитектурный металл медь обеспечивает отличные устойчивость к коррозии.^[26] Медные поверхности образуют твердый оксидно-сульфатный патина покрытия, которые защищают лежащие ниже медные поверхности и очень долго противостоят коррозии.^[19]

Медь корродирует с незначительной скоростью в незагрязненном воздухе, воде, деаэрированных неокисляющих кислотах и ​​при воздействии физиологический раствор решения, щелочной решения и органические химикаты. Медная кровля в сельской местности подвергается коррозии со скоростью менее 0,4 мм (¹⁄₆₄ в) через 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, сера и оксиды азота, аммиак, а некоторые соединения серы и аммония могут ускорить коррозию меди. Осадки в районах с pH менее 5,5 может вызвать коррозию меди, возможно, до того, как успеет образоваться патина или защитная оксидная пленка. Кислотные осадки, известные как кислотный дождь, связано с выбросами ископаемое топливо горение химическое производство или другие процессы, которые выпускают сера и оксиды азота в атмосфера.^[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]

Медь флюгер как архитектурный элемент

Латунь, сплав меди и цинка, обладает хорошей устойчивостью к атмосферной коррозии, щелочам и органическим кислотам. Однако в некоторых питьевых водах и в морской воде латунные сплавы с содержанием 20% или более цинк может подвергнуться коррозии.^[29]

Деталь линии крыши на Kresge Auditorium, Массачусетский Институт Технологий, в США.

Прочность / долгий срок службы

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

Правильно спроектированные медные крыши сводят к минимуму смещения из-за тепловых изменений. Медь низкая тепловое расширение, На 40% меньше цинка и свинца^{[нужна цитата ]}, помогает предотвратить ухудшение состояния и выход из строя. Кроме того, высокое содержание меди температура плавления гарантирует, что это не будет слизняк или растягиваются, как некоторые другие металлы.

На малых двускатные крыши, 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 расходы

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

Легкий

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. Облицовка из меди дает дополнительные возможности для снижения веса медных конструкций. (Подробнее см .: Медная облицовка и Облицовка стен ).

Вентиляция

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

Радиочастотное экранирование

Чувствительное электронное оборудование уязвимо для помех и несанкционированного доступа. наблюдение. Эти продукты также требуют защиты от высокое напряжение. Экранирование радиочастот (RF) может решить эти проблемы, уменьшив передачу электрический или же магнитные поля из одного места 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 сконструированные медные корпуса удовлетворяют большинству потребностей в защите от радиочастот, от компьютерных и электрических комнат до больниц. Томография и МРТ удобства.^[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]

Медный галеон конец.

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

Молниезащита

Удар молнии защита 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 плакировать оловом.^[34] Медь эффективно облегчает передачу энергии молнии на землю из-за своего превосходного электрическая проводимость. Кроме того, он легко гнется по сравнению с другими проводящими материалами.

Когда медная кровля, желоба 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, алюминий не может использоваться в заливном бетоне или для каких-либо компонентов под землей из-за его гальванические свойства.^[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 медные кожа желоба и водосточные трубы могут быть подсоединены 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

Иногда желательно химически изменить поверхность меди или медных сплавов, чтобы получить другой цвет. Наиболее распространенные цвета - коричневый или скульптура отделка для латунь или же бронза и зеленая или патинированная отделка для медь.^[38] Механическая обработка поверхности, химическая окраска и покрытия описаны в других разделах этой статьи по адресу: Отделки.

Преемственность дизайна

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 навесное ограждение (часто связывается с фрамуги и миллионы ) также набирают популярность в современном архитектурном дизайне.^[39]

Противомикробный

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 диапазона устойчивых к болезням бактерии, формы, грибы и вирусы.^[40] После нескольких 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 антимикробных продуктов, одобренных для использования в больницах, аэропортах, офисах, школах и армейских казармах для уничтожения вредных бактерий. Видеть: список продуктов, одобренных в США.

Устойчивость

В то время как общепринятое определение устойчивость остается неуловимым, Комиссия Брундтланд из Объединенные Нации определили устойчивое развитие как развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего без ущерба для способности 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 болезни. А высокая стоимость лома и возможность непрерывной переработки без потери производительности делают его ответственным менеджером как ценным ресурсом.

Инвентаризация жизненного цикла (LCI) информация о медных трубах, листах и ​​проволоке с использованием Стандарты ISO и охватывающий секторы добычи и первичного производства меди (т.е. выплавку и рафинирование).^[42] Используется в оценки жизненного цикла (LCA), особенно в секторе строительства и строительства, наборы данных LCI помогают производителям медьсодержащей продукции в реализации инициатив по обеспечению соответствия и добровольных улучшений. Они также поддерживают разработчиков политики в разработке экологических руководящих принципов и нормативных актов с целью содействия устойчивое развитие.

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 внутренная энергия потребление (т.е. общая энергия, потребленная на каждой фазе каждого жизненного цикла в МДж / м²), CO₂ поколение и стоимость.

Возможность вторичной переработки

Медная обшивка в Канадский военный музей был переработан со старой крыши парламента в Оттава.

Возможность вторичной переработки является ключевым фактором стабильный материал. Это снижает потребность в добыче новых Ресурсы и требует меньше энергии, чем добыча полезных ископаемых. Медь и ее сплавы практически на 100% перерабатываемый^[10] и может быть переработан бесконечно без потери качества (т. е. медь не разлагается (т. е. даунцикл ) после каждого цикла переработки, как и большинство неметаллических материалов, если они вообще подлежат переработке). Медь сохраняет большую часть своей ценности первичного металла: лом премиум-класса обычно содержит не менее 95% стоимости первичного металла из недавно добытых руда. 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 используется в архитектуре^[11] происходят из переработанных источников. 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]

Шестигранная медь купол с медью конец и медь петух флюгер установлен сверху

.

Рентабельность

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. Благодаря своей долговечности, неприхотливости и максимальной спасательная стоимость дополнительные расходы на медь могут быть незначительными в течение срока службы кровельной системы.^[45]

Медная кровля значительно дешевле, чем вести, шифер, или ручной работы глина плитки. Его стоимость сопоставима с цинк, нержавеющая сталь, алюминий и даже немного глины и конкретный черепица при учете общих затрат 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, в котором сравнивается стоимость кровли из меди с другими металлами, бетонной и глиняной черепицей, сланцем и битум обнаружили, что в среднесрочной и долгосрочной перспективе (срок службы от 60 до 80 лет и от 100 лет и более) медь и нержавеющая сталь являются наиболее экономически эффективными 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. Благодаря снижению затрат 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. Для получения дополнительной информации см. Возможность вторичной переработки раздел в этой статье.

Чистая и легированная медь

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

Темперирование это метод термообработки, используемый для повышения вязкости металлов. Характеры определяют пластичность металла, и, следовательно, насколько хорошо он формируется и будет держать форму без дополнительной поддержки.^[10] В США медь доступна в шести вариантах содержания: 060 мягкий,¹⁄₈ жесткий холоднокатаный,¹⁄₄ холоднокатаный с высоким выходом, полутвердый, твердый на три четверти и твердый.^[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 самой популярной в строительстве в США. Она менее пластична, чем мягкая медь, но намного прочнее.^[39] Холоднокатаный¹⁄₈ Твердая закаленная медь часто рекомендуется для кровли и окладов. 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 прокатывается до толщины от 0,5 до 1,0 мм (¹⁄₆₄ и ³⁄₆₄ дюйм) (1,5–3,0 мм или ¹⁄₁₆–¹⁄₈ дюйм для навесных стен), но 0,6–0,7 мм (³⁄₁₂₈–¹⁄₃₂ в) толщина 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 в основном связаны с различиями в химическом составе сплава.

Некоторые из наиболее популярных медных сплавов и соответствующие номера в единой системе нумерации (UNS), разработанные ASTM^[51] и SAE^[52] являются следующими:

Краски из меди и различных медных сплавов, используемых в строительных конструкциях.

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]

Критерий отбора

Критерии, по которым медь и медные сплавы выбираются для архитектурных проектов, включают цвет, прочность, твердость, сопротивление усталости и коррозии, электрическую и теплопроводность, а также простоту изготовления.^[55] Подходящие толщины и твердость для конкретных применений имеют важное значение; 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 дюйма), ширина до 120 см (48 дюймов) и длина 240 или 300 см (96 или 120 дюймов), плюс в виде катушки.

Структурные соображения

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]

Статуя Свободы имеет 80 тонн (88 коротких тонн) медной пленки.^[57] Нью-Йорк, НАС.

Сопротивление ветра является важным структурным соображением. 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

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]

Механический крепеж, 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 оловянно-свинцовый 60-40 используется для меди с покрытием из свинца.^[61] Также приемлемы многие бессвинцовые припои.

Клеи может использоваться в определенных приложениях. 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 увеличением доступности современного оборудования для сварки TIG, сварка даже легких медных декоративных элементов получает все большее распространение.

Обучающие видео доступны в отношении флюсования и пайка техники; как делать плоские швы припоя, двойные стоячие швы, швы внахлестку, пайку внахлестку вертикальных листовых медных швов и стежки (включая шов-бабочка); а также медь лужение, изгиб, пылающий, и пайка.^[62]

Герметики

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] Тем не менее, заполненные герметиком швы успешно использовались в качестве вторичной меры гидроизоляции для кровельных покрытий со стоячими швами и обрешетками, где крыши с низким уклоном составляют 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.

В целом, бутил, полисульфид, полиуретан, и другие неорганические или резинка герметики на основе меди приемлемо совместимы с медью. Акрил, неопрен, и нитрил герметики на основе активно разъедают медь. Силиконовый герметики в некоторой степени успешны с медью, но их пригодность следует проверить перед нанесением.^[59]

Гальваническая коррозия

Медная крыша на Мэрия Миннеаполиса.

Гальваническая коррозия является электрохимический процесс, при котором один металл разъедает предпочтительно другому, когда оба металла находятся в электрическом контакте друг с другом в присутствии электролит, например, влага и соли. Это потому, что разнородные 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 к коррозии любого металла при контакте с другими металлами.^[60] Большая разница в гальванических числах между двумя контактирующими друг с другом металлами 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 же хромат цинка грунтовки 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 алюминиевые стойки оконной системы.

Натуральные патины

Медь проходит естественный окисление процесс, образующий уникальный защитный патина на металле. Поверхность металла претерпевает ряд изменений цвета: от радужно-розового до оранжевого и красного с вкраплениями медно-желтого, синего, зеленого и пурпурного. По мере загустения 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 после воздействия окружающей среды с начальным образованием оксид меди конверсионные пленки, заметные в течение шести месяцев. Сначала выветривание может быть неравномерным, но пленка становится ровной примерно через девять месяцев.^[19] В течение первых нескольких лет медь и медь сульфид конверсионные пленки затемняют поверхность до коричневого, а затем до матово-серого или матово-черного. Продолжающееся выветривание превращает сульфидные пленки в сульфаты, которые представляют собой заметные сине-зеленые или серо-зеленые патины.^[11][20]

Медные кровли в Баден-Вюртемберг, Германия.

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. По мере развития патинирования и образования прочного сульфатного слоя скорость коррозии снижается, в среднем составляя 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]}

Отделки

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, перекрытия 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 с хлорид аммония (нашатырь ), хлорид меди /соляная кислота, и сульфат аммония несколько успешны.^[75][76] Скульптура финишные 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.^{[нужна 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, эпоксидная смола, нитроцеллюлоза, 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: Lemon Oil, U.S.P., Lemon Grass Oil, Native E.I., 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, признанные удовлетворительными, включают: Карнаубский воск и древесный скипидар, или же пчелиный воск и древесный скипидар, или паста воска.^[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]

Стекловидная эмаль Покрытия используются в основном для художественных работ над медью.

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

Приложения

Пример архитектурной работы из меди, показывающий медный купол с медным наконечником, спиральный навес на крыше из меди и медные перила.

Мастера и дизайнеры используют неотъемлемые преимущества меди для создания эстетичных и долговечных строительных систем. Из соборы к замки и от домов до офисов, медь используется во многих изделиях: пологих и скатных крышах, софиты, фасции, вспышки, водостоки, водосточные трубы, строительные компенсаторы, купола, шпили, и своды. Медь также используется для облицовки стен и других поверхностей снаружи и внутри помещений.^[10][11][88]

Кровля

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.

Установка новой медной кровли.

Монтаж медной кровли - занятие, требующее опытных монтажников. Его пластичность и пластичность сделать его совместимым материалом для образования поверх неровных конструкций крыши. 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]

Новая медная кровля Синтоизм открытый алтарь.

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 припаять. 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. Вентилируемая медная кровля в сборе на Национальные лаборатории Ок-Ридж (США) значительно снижен приток тепла по сравнению со стальной черепицей с каменным покрытием (SR246E90) или гонт асфальт (SR093E89), что снижает затраты на электроэнергию.^[90]

К разновидностям медных кровель относятся:^[91]

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

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

Кровли с горизонтальным фальцем, также называемый бермудским стилем, состоит из медных поддонов, где длинное измерение проходит горизонтально по крыше, прикрепленное к горизонтальным деревянным гвоздезабивателям. На каждом гвоздезабивателе используется ступенька, чтобы смежные поддоны могли эффективно блокироваться. Высота и расстояние между ступенями обеспечивают разный внешний вид.

Обычный дизайн для шевронная крыша основывается на конструкции из фальца реек, к которой крепятся вспомогательные рейки. При правильном дизайне декоративные планки могут иметь практически любую форму и размер и идти в любом направлении.

Кровля плоская запаянно-паянная системы обычно используются на плоских или наклонных крышах. Они также используются на изогнутых поверхностях, таких как купола и цилиндрические своды.

Плоский шов непаянная медная кровля - это вариант, похожий на черепицу, для применения с высокими уклонами.

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 чашами (поддоны и швы длиной более 3 м или 10 футов) выдерживают совокупное напряжение расширения на длинных пролетах 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]Помимо панелей, кровельная черепица из меди может добавить уникальности кровельной системе. Их можно использовать на крышах любой формы и в любом климате.^[93]

Мигает

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 мигающий из-за его пластичности, прочности, паяемости, технологичности, высокой стойкости к едкому воздействию 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]

Холоднокатаные ¹⁄₈Медь с твердым отпуском толщиной 3,2 мм рекомендуется для большинства случаев оклейки. 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

Система медных водосточных желобов с полукруглыми медными желобами, радиусными медными желобами, медной головкой, круглой медной водосточной трубой, декоративными медными подвесами для желобов.

Утечка водостоки и водосточные трубы может 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 побережье окружающей среде или в районах с кислотный дождь или же смог, медные водостоки и водосточные трубы могут прослужить 50 и более лет.^[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.

Комбинация кровельного водостока Gargoyle из чистой меди.

Подвешенные медные желоба поддерживаются латунными или медными скобами или подвесками или латунными лентами. Облицовку желобов из меди часто встраивают в несущие конструкции с деревянным каркасом. 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.

Медная ведущая головка на заказ.

Одним из недостатков меди является ее способность окрашивать светлые строительные материалы, такие как мрамор или же известняк.^[19] Зеленое пятно особенно заметно 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 силикон герметик также уменьшает образование пятен. Окрашивание может не развиться в областях с быстрым стеканием из-за короткого времени пребывания воды на меди.

Купола, шпили и своды

Медный купол из медных панелей со стоячим фальцем и установленного сверху медного наконечника ананаса. Медное украшение изготовлено вручную из меди без покрытия, а листья ананаса - из патинированной меди.

Медная звонница церкви Святого Лаврентия, Бад-Нойенар-Арвайлер

Есть много видов меди купола, шпили, и своды как с простой геометрией, так и со сложными криволинейными 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, плоскую кровлю на восьмиугольных шпилях, цилиндрические своды со стоячим швом и цилиндрические своды с плоским швом. Информация об этапах компоновки купольных панелей^[100] и спецификации на медные конструкции^[101] доступен.

Обшитый медью шпиль бизнес-школы Саида в Оксфорде, Великобритания, представляет собой современную интерпретацию «шпилей грез».

Облицовка стен

Медная облицовка стала популярной в современной архитектуре. Эта 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 цельная медь. Четыре миллиметра толщиной (⁵⁄₃₂ в) композиты весят 10 кгс / м² (2,08 фунта на квадратный фут), что всего на 35% больше, чем сплошная медь той же толщины.^[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 приложения включают лобби стены, софиты, облицовки колонн и внутренних стен 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 экранные панели - это легкие сетчатые экраны, которые могут быть перфорированы или иметь определенные отверстия для работы в качестве солнцезащитных или декоративных экранов. Навесная стена из медного сплава - это внешнее неструктурное покрытие здания, защищающее от непогоды.^[104] Оболочка из композитной меди производится путем прикрепления медной пленки к обеим сторонам жесткого термопласт простынь.

Бывшее здание штаб-квартиры Британской зарубежной авиастроительной корпорации в Глазго покрыт медью.

Библиотека Пекхэма в Лондоне получил премию Стирлинга 2000 года за архитектурные инновации, премию за медную облицовку в 2001 году и премию Civic Trust в 2002 году за выдающиеся достижения в общественной архитектуре.

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 швов замков на Университет Дебрецена медный шлюз в Венгрия^[105] и фасадов со швом, облицованных предварительно окисленной медью в отеле Crowne Plaza Milano, в Милан, Италия,^[106] доступны.

Системная черепица. Битумная черепица - это предварительно изготовленная прямоугольная или квадратная плоская черепица для крыш, стен и отдельных компонентов здания. У них 180⁰ складки по всем четырем границам - две складки к внешней стороне и две к 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. Ссылки на наглядные примеры медной черепицы в экстерьере^[107] и интерьер^[108] среда доступны.

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 замаскированным креплением, заподлицо с поверхностью или внахлест. Ссылки на репрезентативные фотографии золотистого цвета.^[109] и патинированные зеленые панели^[110] доступны.

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. Загнутые края со всех сторон позволяют крупным деталям из листового металла прилегать к поверхности облицовки. Крепление обычно осуществляется заклепками, привинчиванием или с помощью угловых скоб или крючков для болтов, чтобы прикрепить кассеты непосредственно к подложке. 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

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 служит долго. Подробная информация о состоянии крыши, краях крыши, перекрытиях доступна.^[116]

Внутренний дизайн

Архитектурная облицовка из меди в интерьере Столичного музея, Пекин, Китайская Народная Республика.

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, опоясывающий лишай, экраны, украшения, светильники и другие декоративные украшения.^[10]

Собор-базилика Марии Королевы Мира в Монреале. На пересечении трансепта перед главным алтарем стоит Baldacchino из красной меди, изготовлен в Риме в 1900 году.

Поскольку медные поверхности убивают патогенные микробы, архитекторы, проектирующие объекты общественного пользования, такие как больницы и общественный транспорт предприятия, смотрите на изделия из меди как на здравоохранение выгода.^[8][41] В последние годы медь столешницы, вытяжки, раковины, ручки, дверные ручки, краны, и мебель украшения стали модными - как из-за их внешнего вида, так и из-за противомикробный характеристики. (См. Основную статью: Антимикробные сенсорные поверхности из медного сплава ).

Медь соединяется в помещениях путем стыковой сварки, пайки, заклепок, гвоздей, винтов, болтов, стоячих швов, швов внахлест (с крепежом и без), плоских швов, фланцев с болтовым соединением, шлицев, внахлестку заподлицо и швов обрешетки.^[117]

Зеленые здания

Стабильный материалы являются ключевыми элементами зеленые здания. 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. Благодаря высокой теплопроводности он широко используется в строительстве. системы отопления, прямой обмен тепловые насосы, и солнечная энергия и оборудование для горячего водоснабжения. Его высокая электрическая проводимость увеличивает эффективность освещение, электродвигатели, вентиляторы и бытовые приборы, что делает 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 г. Финляндия. Установка является городским примером устойчивости и выбросы углерода снижение. Солнечный фасад работает вместе с крышными коллекторами и дополняется кровельными фотогальваника которые обеспечивают 120 000 кВтч тепла, количество энергии, эквивалентное тому, которое ежегодно используется шестью средними семейными домами в Финляндии с холодным климатом.^[119]

Один стандарт в Совет по экологическому строительству США (USGBC) Лидерство в области энергетики и экологического дизайна система оценок (LEED ) требует, чтобы в вновь построенных зданиях использовались материалы, содержащие вторично переработанные материалы до и после потребителя. Большинство медных изделий, используемых в строительстве (за исключением электрических материалов, для которых требуется первичная медь высокой степени очистки), содержат большой процент переработанного содержимого. Видеть: Медь в архитектуре # Переработка.

Награды

В программах награждения выделяются архитектурные сооружения из меди в Канаде и США.^[120] и в 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 дизайне зданий, ремесло монтажа меди, передовые достижения в области инноваций и историческую реконструкцию.

Смотрите также

• Строительные материалы
• Устойчивая архитектура
• Зеленые здания

Рекомендации