Математическая модель загрязнения почвы от вымывания дождем фасадов

Математическая модель загрязнения почвы от вымывания дождем фасадов

С помощью программы производители штукатурки и строительных растворов смогут разрабатывать экологически чистые продукты

Штукатурка и строительный раствор, используемые для отделки фасадов, часто содержат тяжелые металлы и биоциды, которые вымываются и проникают в почву во время дождя. Институт строительной физики Raunhofer IBP создал математическую модель измерения вымывающихся веществ.

С помощью модели можно создать точный прогноз, который может быть использован на этапе планирования для определения типа и количества веществ, которые могут выделяться из материалов фасада во время дождя. Этот сложный проект был результатом совместных усилий университетов и производителей.

Материалы, используемые для отделки фасадов, такие как штукатурка и строительный раствор, представляют собой сложные составы. Как правило, минеральные составы состоят в основном из песка и связующих веществ, таких как цемент, гипс или известь. Современные пастообразные штукатурки часто обогащают биоцидами, чтобы подавить рост грибков и водорослей на фасаде. Когда светит солнце, это не проблема. Однако, если идет дождь и ветер прижимает дождевую воду к стене здания, это может стать проблемой.

Если это произойдет, ингредиенты, используемые для фасадной штукатурки, будут смыты дождем и вместе со стоками попадут в канализационную систему, почву и — в худшем случае - в грунтовые воды. Исследователи из Fraunhofer IBP разработали математическую модель, которая может точно предсказать, какие вещества из фасадной штукатурки будут вымываться под дождем.

Доктор Пабло Альберто Вега Гарсия, эксперт по экологической химии и микробиологии Fraunhofer IBP, отметил: "Экологические риски, вызванные стоком дождевой воды с фасадов, покрытых штукатуркой и строительным раствором, вызывали повышенный интерес в последние годы. Минеральная штукатурка содержит неорганические тяжелые металлы, такие как хром, ванадий и свинец, в то время как пастообразные штукатурки содержат биоциды. Наша термодинамическая модель предоставляет информацию о концентрациях веществ в дождевом стоке. Модель очень подробная и информативная, поскольку мы включили региональные погодные данные и рецептуру каждого строительного материала".

Впервые строительные подрядчики и архитектурные фирмы могут оценить экологичность материалов, которые они рассматривают для отделки фасада, прямо на стадии проектирования. Производители штукатурки и строительных растворов могут использовать модель для разработки экологически чистых продуктов.

Полевые испытания фасадной штукатурки

Более десяти лет специалисты Fraunhofer IBP проводили полевые испытания для изучения химических, физических и кинетических процессов, происходящих при выщелачивании вредных веществ. Для этого они подвергали образцы различных составов штукатурки и строительного раствора воздействию стихии в течение 18 месяцев подряд.

После каждого дождя вода, стекавшая с образцов, подвергалась лабораторному тестированию на наличие соответствующих веществ и определялась их концентрация. К этому добавлялись метеорологические данные, такие как количество и продолжительность дождя, сила и направление ветра, а также температура. Также учитывалась солнечная радиация. Дополнительно были проведены лабораторные испытания на выщелачивание при определенных условиях.

В результате была создана обширная база данных с наборами данных о концентрации выщелачиваемых веществ, погодных условиях и компонентах протестированных образцов. Рецептуры материалов для компонентов были предоставлены производителями.

технологии

Grasshopper для алгоритмического проектирования фасадных 3D конструкций
Grasshopper, созданный в 2007 году, представляет собой инструмент алгоритмического моделирования, который работает внутри программного обеспечения Rhinoceros CAD
3D печать фасадов набирает обороты по всему миру
Представляем 3 магазина известных брендов, где использована 3D печать фасадов
Вентилируемый фасад из кирпича системы  ZIAS КУК 2
Компания ZIAS разработала инновационный вариант системы для крепления фасадов из кирпича под названием КУК 2.

новые материалы