Renere teknologi til undgåelse af biologisk vækst på murværk, tegl- og betontage
Sammenfatning og konklusioner
Baggrund for projektets delfase 3 – "Testmetoder"
Der har ikke været tradition for at dokumentere effekten af kemiske rensemidler, overflademidler eller metoder til forebyggelse og bekæmpelse af bevoksninger på udvendige bygningsflader. Denne delfase omhandler denne problemstilling. Projektet var afgrænset til at omhandle murværk, tegl og betontage. I delfase 1 er det bl.a. undersøgt hvilke midler og metoder, der anvendes til afrensning og behandling, og i delfase 2 er det bl.a. undersøgt hvilke organismer, der rent faktisk gror på disse materialer. Denne delfase har taget udgangspunkt i ønsket om at kunne afprøve midler og metoder under kontrollerede forhold og derved få et realistisk billede af effekten af et givet middel eller en metode.
Formål
Formålet med projektfasen "Testmetoder" var at:
udvikle en laboratoriemetode til test af midler og metoder til forebyggelse og bekæmpelse af bevoksninger på murværk, tegl- og betontage, der kan vise virkningen dels på relevante typer af biologisk vækst, dels på relevante fysiske parametre hos materialerne.
Følgende overordnede program var lagt:
 | Det undersøges, om der findes prøvningsmetoder beskrevet i allerede eksisterende standarder eller i litteraturen, som kan være relevante for formålet |
| Der udarbejdes et forslag til en standardiseret prøvningsmetode, som kan gennemføres i laboratorium |
| Den udarbejdede standard afprøves og tilpasses i laboratorieforsøg |
| På baggrund af den eksisterende viden om laboratorie- og feltprøvning og de indhøstede erfaringer fra projektet udarbejdes et udkast til en prøvningsmetode, som kan anvendes til test af f.eks. mekanisk rensning. |
| I forbindelse med ovenstående udvikles en metode til hurtig kontrol af vækst, der kan anvendes ved feltprøvning, in-situ prøvning og kvalitetskontrol. |
Afgrænsning og angrebsvinkel
I projektet er betegnelsen "biologisk vækst" anvendt som en fællesbetegnelse for:
| Bakterier |
| Alger |
| Svampe |
| Laver |
| Mosser |
Højere planter og facadebeplantninger var ikke omfattet af projektet.
Projektet omfatter alene de organismer, der kan vokse på de nedenfor nævnte materialer i Danmark:
| Murværksmaterialer inkl.: teglsten kalksandsten natursten muremørtel pudsmørtel kalkede murværksoverflader malede murværksoverflader |
| Tegltagsten |
| Betontagsten |
Der blev dog især fokuseret på teglsten, tegltagsten og betontagsten.
I projektet blev der skelnet mellem følgende faser i livscyklus for murværk og tage:
- Udvinding af råvarer
- Produktion
- Konstruktion
- Opførelse/ Udførelse
- Brugsfase/vedligeholdelsesfase
- Nedrivning – genanvendelse
Projektets tredje fase: "Testmetoder", var afgrænset til at omfatte:
| Undersøgelse af eksisterende prøvningsmetoder |
| Udvikling, beskrivelse og afprøvning af en metode til laboratorietest med alger som testorganisme |
| Udkast til en metode til afprøvning af rensemetoder |
Endvidere blev mulighederne for test in-situ drøftet, og der er givet et eksempel på en metode til hurtig kontrol af algevækst, der kan anvendes ved prøvning og kvalitetskontrol.
Sammenfatning
Det er ønskeligt, at der findes metoder til dokumentation af midlers bekæmpende/forebyggende/rensende effekt overfor bevoksninger samt at forskellige materialers naturlige modstandsdygtighed overfor etablering af bevoksning kan testes.
Der er derfor foretaget en grundig undersøgelse af, hvilke relevante testmetoder, der findes beskrevet og afprøvet. Egentlige standarder findes ikke, men der er flere steder i Danmark og udlandet gennemført ad hoc prøvninger og forsøg, som dels er beskrevet i litteraturen og dels i kommercielle rapporter. Disse informationer er samlet og kategoriseret i en oversigt, se bilag 1. De enkelte metoder findes ikke beskrevet tilstrækkelig grundigt i kildematerialet til, at de uden videre kan anvendes som standarder. Men informationerne kan anvendes som et idekatalog ved valg og videreudvikling af testmetoder til vurdering af materialers naturlige varighed og forebyggende/bekæmpende effekt af midler og produkter ved udendørs eksponering.
Udvikling af testmetode
I projektet er der arbejdet med videreudvikling og afprøvning af en laboratoriemetode, som på grundlag af projektarbejdet er beskrevet i sædvanlig prøvningsstandard format. Den detaljerede metodebeskrivelse for ovennævnte testmetode findes i bilag 2. Udgangspunktet var en metode beskrevet af Grant & Bravery (1981). Metoden er blevet videreudviklet på nogle punkter, så den bl.a. kan dække flere prøvningsformål, og forenklet på andre, bl.a. ved at vælge en monokultur af grønalger, i stedet for at arbejde med blandingskulturer.
Udfra Teknologisk Instituts kendskab til prøvning og de informationer om forekomst af bevoksninger, materialeegenskaber med videre, der er fremkommet i projektforløbet er der foretaget valg af primær testorganisme nemlig grønalgen Stichococcus bacilaris Nägeli, som er meget almindelig udbredt og let at dyrke og opformere i laboratorium. Faciliteter til dyrkning af alger er etableret. En række forhold omkring optimering af dyrkningsbetingelser er undersøgt og afprøvet. Herunder pH’s indflydelse på alger og vice versa. Herved er det konstateret, at algen trives bedst ved pH over 7, og at der foregår en vekslende påvirkning af pH i mediet bl.a. afhængig af tid og næringsindhold i mediet.
Der er afprøvet forskellige relevante testmaterialer, teglmursten, betonfliser og et plademateriale, som underlag for algevækst. Materialets overfladestruktur og porøsitet har stor betydning for vækstens udvikling generelt og materialefarven har betydning for, hvor sikkert den visuelle registrering kan gennemføres. Med de erfaringer, der er draget udfra de gennemførte forsøg, foreslås en cellulosefiberarmeret kalciumsilikatplade som det primære testmateriale. På dette materiale kan alger dyrkes ensartet og repeterbart under konstante laboratorieforhold og væksten er synlig og dermed let at registrere visuelt.
Såvel prøvningsmetode som dyrkningsfaciliteter er afprøvet og fungerer iht. det beskrevne.
Med henblik på at afprøve testmetodens duelighed til forskellige formål og eventuelt foretage yderligere tilpasning af metodebeskrivelsen er der foretaget begrænset prøvning af udvalgte midler, produkter og materialer. Afprøvningerne bør derfor primært betragtes som en test af metoden og ikke som en afprøvning af de specifikke midler, produkter og materialer. Metodens egnethed er testet med henblik på at dække følgende formål:
| Prøvning af midler til bekæmpelse eller rensning af murværk, tegl- og betontage |
| Prøvning af midler til forebyggelse af etablering af bevoksninger |
| Prøvning af materialers modstandsdygtighed overfor etablering af bevoksninger |
To udvalgte rensemidler er afprøvet efter producentens anvisninger. Forsøget har vist, at det kan lade sig gøre at producere ensartede resultater i parallelle emner, og at det kan lade sig gøre at dokumentere forskelle mellem forskellige produkter.
Der er foretaget en mindre afprøvning af en hydrofobierende imprægnering. Formålet med afprøvningen var at teste, om man ved brug af metoden kan påvise forskelle i vækst, når en afgørende materialeparameter påvirkes. Ved afprøvningen er de behandlede prøveplader ikke blevet udsat for relevant ældning efter behandling. Ved afprøvning af specifikke produkter til forebyggelse af bevoksning skal det understreges, at det er væsentligt, at materialerne efter behandling med midlet udsættes for en relevant accelereret ældning.
Der er anvendt forskellige ubehandlede materialer som "kontrol" i prøvningen af rensemidler, og på den måde er det demonstreret dels, at det valgte basismateriale - cellulosefiberarmeret kalciumsilikatplade – er et godt testmateriale, som giver kraftig vækst på relativ kort tid efter podning, men også at der er forskel på, hvor hurtigt og hvor kraftigt andre materialer bliver begroet. Laboratoriemetoden skønnes derfor egnet til prøvning f.eks. i forbindelse med udvikling af produktparametre, der vedrører materialeoverfladen.
Kvalitetskontrol af afrensning
Ovennævnte forsøg leder naturligt tanken hen på muligheder for in situ afprøvning og kvalitetskontrol af afrensning i praksis. Med udgangspunkt i metoder til undersøgelse af skimmelforekomst på indvendige overflader er der foretaget nogle mindre forsøg med brug af aftryksplader og MycoMetermetode.
Aftryksplader, indeholder et specifikt dyrkningsmedium, hvorpå man kan dyrke de organismer, der afsættes i form af sporer eller mikrodele på pladen, når den trykkes mod en overflade, hvor der er bevoksning på. Hvis medium og dyrkningsforhold er rigtig for organismerne, kan man på denne måde undersøge, om der er vækst eller mulighed for vækst, også selvom det ikke umiddelbart er synligt på materialet. Ved MycoMeter metoden, registreres vækst direkte ved en enzymatisk reaktion specifik for skimmelsvampe.
Både aftryksplader og MycoMeter-test er afprøvet i et mindre forsøg med kemisk afrensning af algebevokset murværk og betonsålbænk med blandet bevoksning af alger, skimmelsvampe og laver. Aftryksplader blev anvendt i forbindelse med et forsøg med hedvandsrensning af algebevoksede materialer. Forsøgene har vist, at aftryksplader med specifikt alge- eller svampemedium tilsyneladende kan anvendes til kvalitetskontrol af afrensning af plane overflader bevoksede med alger eller skimmelsvampe. Metoden vil også kunne anvendes i laboratorie- og feltforsøg samt i praksis ved afprøvning i forbindelse med udvikling af rensemetoder og -midler. Aftryksplader kan ikke anvendes til lavbevoksning eller mosser. MycoMeter metoden er ikke velegnet overhovedet i den afprøvede form. En videre udvikling og afprøvning af metoderne er dog nødvendig for endelig dokumentation af metodernes egnethed.
Testmetode til mekanisk rensning
En metode til afprøvning af mekanisk rensning er beskrevet og afprøvet. Afprøvningen blev udført med et udstyr til hedvandsrensning med få udvalgte procesparametre. En mindre serie af forskellige materialer, kalciumsilikatplader, tegltagsten af forskellig type og betontagsten blev testet. Pladematerialet var podet med alger i laboratorium, mens de øvrige materialer var naturligt bevoksede. Materialerne blev renset og overfladen blev undersøgt før og efter rensning både for evt. skadevirkning af rensningen og for bevoksninger. Efter forsøget blev kalciumsilikatpladerne re-eksponeret i laboratorium, mens tagstensmaterialerne blev hængt udendørs på stativ med 45 graders hældning. Efter 6 mdr. blev materialerne registreret visuelt og med lup for evt. begroning. Der sås kraftig algevækst på alle røde tegltagsten og kun lidt vækst af laver. På betontagsten og kalciumsilikatplader var der stort set ingen vækst. Felteksponeringen fortsætter.
Ved hjælp af denne eller lignende test kan forskellige procesparametre og udstyr afprøves på forskellige relevante materialer. Da afprøvningen samtidig har afsløret, at der ved mekanisk rensning kan være risiko for at skade materialeoverfladen, forekommer det af stor betydning at få metoderne afprøvet. Det har været overraskende at se hvor hurtigt nogle materialer bliver bevokset igen ved udendørs felteksponering. Metoden bør dog afprøves og tilpasses yderligere og beskrives til en egentlig standard.
Resultater af delfasen: "Udvikling og afprøvning af biologiske testmetoder"
Generelt har arbejdet med delfasen dokumenteret behovet for at gennemføre effektivitetsvurdering på et realistisk grundlag af de produkter og metoder, der markedsføres. Der skønnes endvidere at være behov for at vurdere risikoen for ændring af materialernes egenskaber ved brug af midler og metoder.
De konkrete resultater af delfasen er, at der nu foreligger:
| En oversigt over hvilke testmetoder, der har været anvendt tidligere, dels baseret på litteraturundersøgelser, dels baseret på gennemførte prøvninger rapporteret og dokumenteret til enkeltfirmaer |
| En gennemprøvet standard til afprøvning af rensemidler, overflademidler og materialer, som er beskrevet og afprøvet på udvalgte produkter og materialer. Variationer over prøvningsmetoden er ligeledes afprøvet, og det er beskrevet hvilke tillæg, der kan tages i anvendelse ved aftale om prøvningsforløb med en individuel producent. |
| I forbindelse med ovennævnte er der etableret og afprøvet faciliteter til laboratorieprøvning med mulighed for inkubering ved kunstigt lys og konstant temperatur og fugtighed. Der er foretaget indledende dyrkninger af monokultur af grønalge med henblik på optimering af dyrkninsforhold og i den forbindelse er det ligeledes afprøvet, hvordan pH påvirker alger, og hvordan alger påvirker pH i omgivende medium. |
| En metode til prøvning af mekanisk rensning er beskrevet og afprøvet, men vil kræve videre undersøgelse og afprøvning med henblik på at sikre et veldokumenteret resultat. |
| En metode, der kan anvendes til kvalitetskontrol af algeafrensning eller til dokumentation ved prøvning af mekanisk rensning er ligeledes afprøvet og beskrevet. |
Der er hermed skabt grundlag for at tilbyde producenter af rensemidler, malingsproducenter mv. samt udførende rensefirmaer og producenter af materialer til udendørs eksponering et prøvningsprogram til dokumentation af effekt med henblik på forebyggelse og bekæmpelse af bevoksninger på udendørs eksponerede materialer eller til dokumentation af et givet materiales modstandsdygtighed overfor etablering af bevoksninger.
Diskussion
Det var projektets formål at udvikle en laboratoriemetode til test af midler og metoder til forebyggelse og bekæmpelse af bevoksninger på murværk, tegl- og betontage, der kunne vise virkningen dels af relevante typer af biologisk vækst, dels på relevante fysiske parametre hos materialerne.
Vi har i projektet valgt at fokusere på laboratorieprøvning med enkeltkultur af grønalger fremfor mere tidskrævende feltprøvninger. Det ideelle vil være at kombinere flere biologiske prøvningsmetoder og inkludere ældningsprocedurer og undersøgelse af materialeparametre. I hvert enkelt tilfælde må der selvfølgelig tages stilling til, hvordan et prøvningsprogram bedst kan sammenstilles. Projektet har givet det fornødne erfaringsgrundlag for at sammensætte og gennemføre et prøvningsprogram, idet mange forskellige parametre er afprøvet i mindre skala.
Der er ligeledes sat fokus på og åbnet for videreudvikling af et kvalitetssikringskoncept til påvisning af effekten af afrensning i praksis. Da projektets resultater samtidig har vist, at materialernes konstruktive levetid ikke bliver væsentlig forkortet i forhold til det forventede ved bevoksning af forskellige organismer, er der skabt grundlag for at udvise stor forsigtighed med bevidst at påvirke materialerne ved afrensning, overfladebehandling osv. uden at have dokumenteret, at der derved kan opnås en forbedring på sigt og ikke blot en kortvarig – måske mindre end 6 mdr’s - renere udseende. I den forbindelse skal det dog understreges, at afrensning forud for overfladebehandling, hvor god vedhæftning er afgørende, er en særlig problemstilling.
Konklusion
På baggrund af arbejdet med udvikling og afprøvning af testmetoder og de erfaringer, der er gjort i projektet som helhed og i delfasen om testmetoder, kan vi konkludere følgende:
Der savnes veldokumenterede kemiske rensemidler, som er effektivitets afprøvet til formålet: Afrensning af bevoksninger på mur, tegl- og betontage. Faciliteter og metoder til biologisk laboratorieprøvning eksisterer, og der er mulighed for i samarbejde med producenter at tilpasse prøvninger efter formål og behov. Det er ligeledes muligt at undersøge midlernes effekt på materialeparametre.
Der savnes ligeledes dokumentation af midler til overfladebehandling. Her bør inddrages materialeundersøgelser og ældning i forbindelse med biologisk prøvning.
Endvidere er der mulighed for sammenlignende prøvning af materialers naturlige modstandsdygtighed overfor begroning både ved laboratorieprøvning og ved udendørs felteksponering, hvor synlig bevoksning af laver og alger tilsyneladende kan etableres på 6 mdr. på materialer, der er ældet og/eller skadet.
Prøvningerne kan anvendes både i forbindelse med dokumentation af enkeltprodukter, men også i kombination og ved udvikling af nye materialer, midler og metoder.