Sa nerđajućim čelikom do održive arhitekture

07.07.2015. | Gradjevinarstvo.rs

Nerđajući čelik je jedan od najekološkijih metala koji se često koristi u građevinarstvu. Koristi se za generisanje energije, uštedu energije, pružanja čistog vazduha, uštedu vode, izbegavanje opasnih hemikalija, i ograničavanje zagađenja životne sredine i deponija metalom.

Ukoliko se odabere dobar nerđajući čelik i njegova završna obrada, uz pravilno održavanje on će ostati atraktivan tokom životnog veka objekta, čak iako to potraje stotinama godina. Čak i posle puno godina zapostavljanja, nerđajući čelik često može biti vraćen u pređašnje stanje ili ponovo korišćen u drugim primenama.

Mnoge karakteristike koje određuju da li je metal „zelen“ je direktno ili indirektno povezan sa otpornošću na koroziju. Visoka otpadna vrednost nerđajućeg čelika i niske stope korozije omogućavaju visoke nivoe reciklabilnosti nakon dugog životnog veka. Premazi koji negativno utiču na sposobnost reciklaže metala su nepotrebni.

Dugački životni vek nerđajućeg čelika povećava život drugih materijala sprečavajući prerana oštećenja sistema projektovanih sa kamenom, opekom ili drvetom. Znanje i upotreba nerđajućeg čelika u mnogim aplikacijama, kao i napreci u naukama o materijalima mogu pomoći u stvaranju zelenijeg sveta.

Šta čini nerđajući čelik „zelenim“?

Interes za „zelenu“ gradnju je povećan značajno sa naglaskom na evaluaciju celih zgrada kao i pojedinačnih materijala. LEED rejting Saveta zelene gradnje SAD-a i drugi sistemi kategorizacije proizvoda postavljaju mnoga pitanja koja su direktno ili indirektno povezana sa izborom metala.

Neka od tih pitanja uključuju sadržaj recikliranih materija, potencijal za ponovno korišćenje proizvoda, uticaj na uštede energije i vode, verovatnoću emisija štetnih gasova, uticaj na kvalitet unutrašnjeg vazduha, termalni komfor, zahtevi za održavanjem i uticaj na osvetljenje enterijera.

Uistinu, inženjerima je potrebna detaljna baza podataka koja pruža objektivne procene ekološkog životnog ciklusa za sve građevinske materijale. Nažalost, ovo nije dostupno. Dostupni podaci za različite materijale često nisu direktno uporedivi, pa je bitno postavljati pitanja. Uobičajena pitanja i odgovori o ekološkim odlikama nerđajućeg čelika su prodiskutovani u nastvaku.

Reciklaža

Prijavljene stope reciklaže su zasnovane na procentu recikliranog metala koji se koristi u proizvodnji metala. Podatke o stopi reciklaže može biti teško porediti. Na primer, objavljene stope reciklaže za aluminijum su veoma visoke pošto se velike količine aluminijumskih konzervi proizvodi, a ove konzerve mogu biti reciklirane nekoliko puta godišnje. U poređenju sa tim, nerđajući čelik se obično koristi dvadeset ili trideset godina pre nego što se reciklira.

Iako otpad nerđajućeg čelika ima veoma visoku stopu povraćaja zbog svoje vrednosti, njegov dugački životni vek i ogroman rast proizvodnje čini nemogućim zadatak da nerđajući čelik ima visoku stopu recikliranog sadržaja. Proizvođači nerđajućeg čelika bi voleli da ga proizvode korišćenjem 100% otpadnog recikliranog materijala, ali jednostavno nije dostupno toliko otpada.

Međunarodni forum proizvođača nerđajućeg čelika je 2002. godine procenio da je tipični reciklirani sadržaj oko 60%. Važno je naglasiti da je nerđajući čelik 100% reciklirajući, i da ne postoje loše posledice po kvalitet bez obzira koliko se on puta reciklira.

Prilikom evaluacije metala, značajnije bi bilo gledati na verovatnoću reciklaže prosečnog komada metala. Velike površine kao što su krovni pokrivači ili fasadni paneli će verovatno biti reciklirani, ali manji komadi kao što su pragovi, slivnici, ograda i sl, će verovatno završiti na otpadu ukoliko njihova vrednost nije visoka.

Ukoliko je metal zarđao, on ne može biti recikliran. Neki premazi ograničavaju ili zabranjuju recikliranje baze metala. Otpornost na koroziju, vrednost otpadnog metala, vrsta primene, i prisustvo i tip premaza određuju da li će prosečan komad metala biti recikliran. Metalne komponente sa značajnim gubitkom metalne mase zbog korozije mogu imati zanemarljive ili nikakve vrednosti.

Nerđajući čelik se koristi za aplikacije koje su projektovane da traju dugo vremena, što ograničava učestalost ponovnog topljenja, ali velika vrednost otpada, izbegavanje korišćenja premata i zanemarljive stope korozije osiguravaju da će većina nerđajućeg čelika koji se koristi biti recklirana.

Korozija i okruženje

Korozija metala utiče na sveukupni životni standard ljudi i direktno ima posledice na njihovo zdravlje i potošnju novca. Uzmimo na primer Sjedinjene Američke Države u kojima se sprovode godišnja istraživanja o ekonomskim troškovima koje izaziva korozija metala.

Najnovije istraživanje, sprovedeno od strane vlade SAD-a, je utvrdilo da su ukupni direktni troškovi korozije 296 milijardi dolara godišnje, dok su indirektni troškovi bili 255,4 milijarde dolara godišnje, što čini ukupne troškove od 551,4 milijarde dolara godišnjih troškova. Od te cifre, 113,6 milijardi dolara se odnosi na direktne ili indirektne troškove korozije građevinskog metala. Ova analiza ne uključuje infrastrukturnu ili industrijsku sferu gradnje.

Autori istraživanja procenjuju da je najmanje 20 do 25 odsto propadanja materijala zbog korozije moglo biti izbegnuto i navode da bi taj broj mogao biti viši. Ovo uključuje propadanja kao što su perforacije zidnih ili krovnih obloga ili propadanje ograde koja je postala nesigurna zbog korozije. Ova kategorija bi takođe sadržala zamenu komponenti koje su postale estetske neprivlačne zbog korozije kada restauracije nije moguća ili nije isplativa.

Visoki troškovi je jedan procenitelj značajnih ekoloških troškova povezanih sa odabirom materijala koji neće ostati atraktivni i/ili funkcionalni tokom životnog veka zgrade ili strukture. U „zelenom“ projektovanju, arhitekte moraju razmatrazi sledeća pitanja prilikom odabira arhitektonskih metala:

  • Da li će proizvod morati da se zameni tokom predviđenog životnog veka objekta?
  • Koliko je reciklažan ili ponovno upotrebljiv proizvod?
  • Ukoliko je primenjen premaz, da li će otpuštanje gasova ili ispiranje premaza u životnu sredinu zbog vremena biti problem?
  • Da li će premazi ograničiti ili sprečiti reciklažu osnove metala?
  • Koliko će metala prodreti u životnu sredinu zbog korozije? Da li je proizvod korozije opasan i da li je korodirana površina estetski neprivlačna?
  • Razmotrite gubitak metala zbog korozije, koliko njega neće biti reciklažno i koliko će morati da se zameni iskopavanjem novog metala?
  • Koliko će biti potrebno održavanja, i da li su proizvodi za čišćenje potencijalno opasni po životnu sredinu?

Komparativni podaci o atmosferskoj koroziji različitih metala i njihovih legura može biti korišćeno za predviđanje životnog veka neke metalne komponente, potrebnih održavanja, i gubitka metalne mase zbog životne sredine.

Kada je u pitanju zabrinutost oko životne sredine, bitno je odabrati materijale koji, kao i nerđajući čelik, nemaju potrebe za premazima, a pružaju visoku zaštitu od korozije. Ovi materijali neće morati da se menjaju tokom životnog veka objekata, i oni neće skratiti životne vekove drugih materijala preko svog degradiranja.

Nerđajući čelik je više otporniji na koroziju od drugih uobičajenih arhitektonskih metala i na njega ne utiču neki zagađivači koji bi ih korodirali kao što su azotna kiselina, ugljena kiselina i amonijak, koji se mogu pronaći u kiselim kišama.

Potencijalno korozivne sredine za nerđajući čelik i druge metale uključuju sumpornu kiselinu u kiselim kišama, visoke nivoe atmosferskih čestica, i/ili odleđivanje i primorske soli (hloridi). Ukoliko se pravi nerđajući čelik i završna odrbana odabere i pravilno izradi, postavi i održava, neće postojati problema sa korozijom.

Poboljšavanje unutrašnje i spoljašnje sredine

Nerđajući čelik je idealan za unutrašnje primene pošto mu nisu potrebni premazi i ne postoje emisije. Sa pravilnim odabirom, ventilacioni kanali napravljeni od nerđajućeg čelika neće doživeti probijanje zbog korozije i mogu biti u potpunosti sanatizovani. Odražavajući paneli od nerđajućeg čelika mogu da se koriste za uvođenje prirodnog svetla u zgrade.

Posebna efikasna, dugotrajna barijera protiv insekata od nerđajućeg čelika može da ukine upotrebu pesticidnih zagađivača. Čišćenje nerđajućeg čelika ne zahteva korišćenje hemikalija koje su opasne po radnike ili životnu sredinu. Nadalje, nerđajući čelik je važan deo industrijskih i automobilskih sistema smanjenja emisija.

Dugi životni vek

Materijali koji nastavljaju da pružaju odlične performanse tokom životnog veka objekata ili struktura imaju mnogo manje troškove životnog veka i oni su više ekološki zbog činjenice da ne zahtevaju zamenu ili pridonose povećanju otpada. Nerđajući čelik je relativno nov arhitektonski materijal sa najstarijom primenom sredinom 1920-tih godina, što nije nedugo nakon pronalaska nerđajućeg čelika.

Prednosti dugačkog životnog veka su više vidljivije u uzastopnom upoređivanju metala u korozivnoj sredini. Stubovi na pristaništu „Progresso“ u Meksiku jasno prikazuju razliku učinka između armature od ugljeničnog čelika i nerđajućeg čelika.

Pristanište koje se još koristi je završeno pre 75 godina korišćenjem armature od nerđajućeg čelika. Testovi su pokazali nimalo degradacije betona ili armature od nerđajućeg čelika, i vrlo je verovatno da će se pristanište koristiti i u narednim decenijama.

Ostaci drugog pristaništa su izgrađeni oko tridesetak godina kasnije korišćenjem armature od ugljeničnog čelika. Ono se nije dugo koristilo, i pored značajnih troškova povezanih sa održavanjem i zamenom materijala, svi prvobitni materijali moraju biti kompletno zamenjeni sa velikom štetom po životnu sredinu.

Očuvanje prirodnih resursa

Nerđajući čelik čuva prirodne resurse na mnogo načina. Potrebno je manje iskopavanja metala u rudnicima zbog niskih stopa korozije i visokih stopa reciklaže, pa je zamena postojećeg metala zanemarljiva.

Kod konstruktivnih primena, potrebe materijala su smanjene ukoliko inženjeri žele da iskoriste superiorne temperaturne učinke nerđajućeg čelika i ukoliko se koristi nerđajući čelik veće jačine radi smanjenja veličine profila.

Na primer, kod krovnih primena moguće je koristiti tanje panele i smanjiti dobitak toplote i troškove klimatizacije određivanjem nerđajućeg čelika. Elementi za zaštitu od sunca od nerđajućeg čelika smanjuju troškove klimatizacije, što štedi energiju, a solarne ćelije od nerđajućeg čelika pomažu u generisanju čiste energije.

Vodovodne cevi od nerđajućeg čelika će verovatno manje procurivati zbog korozije ili se slomiti tokom zemljotresa, čak i nakon dugog životnog veka. Iako su vodovodni tokovi i rezervoari od nerđajućeg čelika relativno slabo korišćeni u Sjedinjenim Američkim Državama, oni su uobičajeni za Evropu i Japan.

Zemljište može biti veoma korozivna sredina, posebno u priobalnim oblastima gde se koristi so za odleđivanje puteva. U Cirihu, Švajcarska, potreba za obezbeđivanjem vode visokog kvaliteta i smanjenja gubitka vode je dovelo do zamene svih vodovodnih cevi, postrojenja i skladištenja vode u gradu sa sistemom od nerđajućeg čelika i betona.

U Japanu su vodovodne mreže i rezervoari od nerđajućeg čelika popularni pošto su otporni na oštećenja tokom zemljotresa i sprečavaju pojavu curenja koja nastaje kao posledica štetnog dejstva korozije.

Korozivni nusproizvodi od kamena, opeke, šperploče, drveta i drugih proizvoda mogu izazvati veliko korodiranje drugih metala. Ankeri, pričvršćivači i druge komponente od nerđajućeg čelika ne rđaju zbog ovih materijala i njihov životni vek je uveliko povećan.

Održavanje i restauracija

Krajsler zgrada i neboder Empajer stejt bilding u Njujorku, SAD, su odlični primeri povraćaja nekadašnje slave nerđajućeg čelika. Oba nebodera se čiste na oko svakih trideset godina, a između svakog čišćenja je bilo dosta površinskih naslaga.

Oni nisu jedini primer. Zgrada susedna Krajsler neboderu je izgrađena 1954. godine i ona je očišćena po prvi put 1995. godine nakon četrdeset godina od gradnje. Fotografija iznad je uslikana tokom procesa čišćenja fasadnih panela od nerđajućeg čelika i prikazuje dramatičnu razliku u izgledu između očišćenog i prljavog dela fasade.

Sve tri zgrade su čišćene sa rastvorom od blagog deterdženta i vode, koji je sadrža i odmašćivač radi uklanjanja ugljovodoničnih naslaga. Fini, abrazivni rastvor koji nije grebao finiš je korišćen kada je bilo potrebe ukloniti više otpornije naslage. Iste metode čišćenja se koriste redovno i na novijim zgradama, koje dobijaju redovnije čišćenje.

Ponovno korišćenje

Sakupljanje i ponovno korišćenje proizvoda je najvieše ekološki izvor materijala koji je dostupan arhitektama. Gde god postoji mogućnost iskorišćavanja starih panela, obloga i proizvoda od nerđajućeg čelika, treba je iskoristiti. Jednostavnim čišćenjem takvi materijali mogu postati ponovo korisni po deliću prodajne cene.

Zaključak

Proizvodi napravljeni od nerđajućeg čelika su odličan izbor za zaštitu životne sredine i stvaranje udobnih, atraktivnih struktura i objekata. Iako kompletno nezavisno poređenje podataka uticaja na životnu sredinu različitih materijala još uvek nije dostupno, ne postoji sumnja da će nerđajući čelik dobiti visoko rangiranje. Učinak na životnu sredinu nerđajućeg čelika, kao i njegova estetika, zavisi od pravilnog odabira nerđajućeg čelika, njegove završne obrade i dizajna.

Komentari: 0

TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Da li će projekat "Beograd na vodi" značajno pokrenuti građevinarstvo u Srbiji?
Ovdašnji 23.03.2017.
Odgovor Muji: Da problem odmah personalizu...
mujo 20.03.2017.
Zasto mi ne napravimo tako nesto.
Ognjen 16.03.2017.
Poštovani,
nisu roditelji krivci. Oni ...
Vlada 13.03.2017.
Kada se ne zurim, najednostavnije mi je pre...
Monika 10.03.2017.
Strasno! Svi su mogli u vazduh da odu.