| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Renere teknologi til undgåelse af biologisk vækst på murværk, tegl- og betontage

8 Materialeegenskabernes betydning for vækst

8.1 Indledning/oversigt over udførte undersøgelser

Som tidligere nævnt er det følgende materialeegenskaber der er udvalgt til vurdering:

	pH
	porøsitet
	densitet
	vandoptagelse
	minutsugning
	fordampningshastighed
	næringsstoffer
	overfladens ruhed

Følgende oversigt viser hvilke undersøgelser der er udført:

Tabel 8.1:
Oversigt over udførte undersøgelser

8.2 pH

Når man ser på de materialer, der er omfattet af indeværende projekt, ses et interval i pH fra ca. 7 for granit, ca. 7-10 for tegl, op til ca.12 for beton.

For de cementholdige materialer (beton, kalksandsten, mørtel) gælder det, at pH umiddelbart efter produktion vil være højt, men efterhånden som materialet karbonatiserer, vil pH falde. Da det yderste lag relativt hurtigt vil karbonatisere, vil pH i overfladen, hvor væksten fæstnes, derfor hurtigt nærme sig pH for tegl.

I kataloget "Bevoksning på murværk, tegl- og betontage" er der så vidt muligt redegjort for de identificerede arters foretrukne pH-område på baggrund af aktuelle prøver og oplysninger i litteraturen.

De udførte undersøgelser bekræfter at pH har en vis betydning for sammensætningen af floraen på materialet. Dog er der arter, der trives i så bredt et pH interval, at de kan optræde på flere materialetyper. (Oversigt over arter/materialetyper findes i bilag 2)

pH-målinger på aktuelle prøver

Følgende skema viser en oversigt over identificerede arter og registreret pH på undersøgte materialer:

Tabel 8.2:
pH-målinger

* pga. af den lille karbonatiseringsdybde kan overfladeprøven være "forurenet" med ikke karbonatiseret materiale.
   

Tabel 8.3:
Sammenhæng mellem pH og art af vækst på prøver af tegltagsten:

Mikroanalyse af tyndslib

Alle betonprøverne er karbonatiserede med variationer fra 0,5 mm til gennemkarbonatisering af stenen. Karbonatiseringsdybden synes ingen indflydelse at have på forekomst af vækst. Der er ikke i de undersøgte tyndslib observeret nedtrængning af vækst til ikke-karbonatiserede områder (kun én sten der ikke var gennemkarbonatiseret). Der har ikke på de aktuelle sten været ikke-karbonatiserede områder, hvor man typisk ville kunne forvente vækst. Der kan derfor ikke på baggrund af disse tyndslib endeligt konkluderes, hvorvidt vækst i ikke karbonatiserede områder med meget højt pH er mulig eller ej.

Observationer fra besigtigelser

Undersøgelser af kalklag fra kalket kirke har vist, at alger tilsyneladende har kunnet overleve inde bagved nye kalklag. Den midlertidige meget høje pH fra påføring af læsket kalk har altså ikke slået væksten ihjel.

Erfaringer fra laboratorieforsøg

I forbindelse med projektets 3. fase: "Udvikling og afprøvning af testmetoder" er det i laboratorium lykkedes at få grønalger til at vokse på nogle cellulosefiberarmerede kalciumsilikatplader med et pH på ca. 11.

Forskellen på vækst på udendørs konstruktioner og i laboratorium er bl.a. at i laboratoriet arbejdes med en renkultur, hurtig tilført næring og optimale vækstbetingelser, hvorimod materialer udendørs er eksponeret for vekslende vejr og vind, tilførsel af snavs, forurening, andet biomateriale osv.

I projektets 3. fase er der lavet en række laboratorieforsøg bl.a. for at undersøge algernes foretrukne pH. Disse resultater er detaljeret afrapporteret i delrapport: "Udvikling og afprøvning af testmetoder". Resultaterne indikerer at alger foretrækker pH på ca. 7-8.

Alger

Det er kun på teglstensprøverne, at grønalgerne optræder som den dominerede vækstart.

Der ses på en række teglsten en forskel på pH i materialernes overflade i forhold til længere inde i materialet. For en enkelt stentype er pH målt både på en sten, der har været lagt op på taget, og på en ubrugt sten (50.1 og 50.2). Den brugte sten har et signifikant lavere pH end den sten der har været oplagt.

Forskellen kan bl.a. skyldes følgende forhold:

	udvaskning af basiske stoffer fra overfladen/hele materialet
	påvirkning fra sur regn og deraf følgende sænkning af pH i overfladen
	carbonatisering af calciumhydroxidforbindelser.
	udskillelse af sure affaldsstoffer fra væksten. Fra litteraturen vides det, at bakterier og svampes udskillelse af affaldsstoffer kan variere alt efter vækstmediets indhold af næringsstoffer. Ifølge [25] er det ved forsøg vist, at organismer i næringsfattigt medie medførte udskillelse af organiske syrer mens de samme organismer forårsagede basiske udskillelser i næringsrige medier. Tegl, granit, beton mv. - særligt nyere, forholdsvis utilsmudsede sten - er at betragte som næringsfattige medier. Måske kan væksten således bidrage til et lavere pH. Men da pH ikke kun er lavere i overfladeprøven men også i tværsnitsprøven og stenen kun er få år gammel synes det urealistisk, at dette kan være den afgørende forklaring.

For prøverne 11.1, 51.1, 60.1 og 61.1 gælder det, at der i løbet af en kort periode er kommet relativt kraftig grønalge vækst. For 11.1, 60.1 og 61.1 gælder det, at der er et relativt lavt pH i overfladen og at det er lavere end tværsnitsprøven (pH i overfladen <8). 51.1 afviger herfra, idet pH både i overflade og tværsnit er 8,7.

51.1 er den yngste af de nævnte sten. Hvis pH-ændring i overflade tilskrives udvaskning af vandopløselige calciumforbindelser kan alderen måske forklare at der ikke er forskel på overflade-pH og tværsnits-pH.

Der ses svag tendens til at teglmaterialer med et relativt lavt pH i overfladen hurtigere vokser til med grønalger end teglmaterialer med et højere pH. Dette kan dog langt fra konkluderes med sikkerhed og bør undersøges nærmere.

Mere sandsynligt er det måske, at materialer med et lidt højere pH er mere tilbøjelige til at blive bevokset med de mere langsomt voksende laver der med tiden overtager som den dominerende vækst og fortrænger grønalgerne.

Grønalgerne har på ingen af de i projektet udtagne betonprøver været den dominerende vækst. For beton synes der ligeledes at være en svag tendens til at grønalgerne kun kommer i områder der er karbonatiseret, så pH er kommet ned under ca. 9, mens laverne også her trives i højere pH.

Laver

Der ses en tendens til at laverne foretrækker et basisk pH.

Der ses en tendens til at pH skal være højere end 9 (ved måling på prøve udtaget fra tværsnit) for at lavarterne er den dominerende vækst.

8.2.1 Litteraturens og andre oplysninger om betydning af pH

Det er kendt fra mange sammenhænge, at pH har en stor effekt på floraens sammensætning. Man taler om acidophile, neutrophile og basiphile arter. Acidophile arter foretrækker et vækstmedium med lavt pH, neutrophile et neutralt pH og basiphile et vækstmedium med højt pH. Basiphile arter omtales ofte som de kalkelskende arter.

I følge [1] foretrækker alger på byggematerialer et let alkalisk miljø.

I [19] refereres til en artikel af Brightman (1965) hvori, der konkluderes, at vandoptagelse, pH og overfladeruhed har betydning for lavvækst.

Ældre danske branchefolk oplyser, at man tidligere af og til behandlede tegltagsten med kalkvand for at forebygge algevækst. Behandling med kalkvand vil hæve pH.

8.3 Porøsitet

Materialernes porøsitet er undersøgt på udvalgte prøver ved mikroanalyse af tyndslib.

Tegl

Fra hver af de udvalgte teglsten blev valgt at fremstille et tyndslib fra område med kraftig vækst og et område med ingen/ringe vækst. Dette valg medførte, at tyndslib fra område med kraftig vækst måtte placeres i bund af sten og tyndslib med ingen/ringe vækst placeres i top (vinge). På prøve 30SIII er begge tyndslib dog placeret i bund. Det ene hen over en delaminering, det andet i visuelt intakt område.

Tabel 8.4:
Mikroanalyse af tegltagsten

Det kan ikke udelukkes at porøsiteten, udtrykt ved mængden af luft har indflydelse på forekomst af vækst. Hvor luftporer ligger meget tæt på overfladen ses nedtrængning af vækst i disse. Dog skal man være opmærksom på at ovenstående resultater kan være påvirket af at tagsten ofte er mere tilbøjelige til at blive begroet i bunden hvor vandpåvirkningen er størst.

Tabel 8.5:
Mikroanalyse af betontagsten

* k.i.b.: kan ikke bestemmes.

Porøsiteten, udtrykt ved vandcementforholdet (v/c), har kun kunnet vurderes på én sten. Der ses her ingen forskel i v/c i områder med vækst og områder uden.

Porøsiteten, udtrykt ved indholdet af luftporer, synes ikke at have indflydelse på forekomst af vækst. Hvor der forekommer vækst ses nedtrængning i porer meget tæt på overfladen (0,5 mm fra denne).

På malede overflader ses hovedsagelig vækst, hvor malingen er nedbrudt/gennembrudt. I disse områder ses nedtrængning langs sten tæt på overfladen. Det er ikke muligt at afgøre, om det er væksterne der gennembryder malingen eller om de trænger ned, hvor malingen i forvejen er gennembrudt.

Det kan dog ikke udelukkes at væksten kan medvirke til nedbrydning af malingslag, hvor underliggende porøsiteter giver svagheder i malingen.

8.3.1 Litteraturens oplysninger om betydning af porøsitet

På Gordon University i Aberdeen er der lavet en række undersøgelser af biologisk vækst på sandsten. I følge [31] er der 2 typer af porøsitet der har betydning for forekomsten af biologisk vækst. Dels den totale effektive porevolumen, som bestemmer mængden af vand der kan tilbageholdes af sandstenen og dels fordelingen af porestørrelser, som bestemmer tilgængeligheden af vandet og den plads der er tilgængelig inde i materialet til vækst.

Størrelsen af organismen afgør en mindste grænse for hvilke porestørrelser væksten kan gro i. Generelt gælder det, at porestørrelse mindre end 10 µm kun er tilgængelige for bakterievækst. Alger findes dog ofte på sandstenenes overflade, og overfladevæksten er kun påvirket af porøsiteten i den udstrækning det influerer på tilgængeligheden af fugt og overfladeruheden.

Alger kan dog også forekomme under overfladen. Hvor dybt fotosyntetiserende vækster kan forekomme afhænger af lysets gennemtrængelighed. Således har porestørrelsesfordelingen stor indflydelse på de organismer der kan kolonisere materialet under overfladen.

8.4 Densitet

En evt. relation mellem vandoptagelse og algevækst er undersøgt for 20 sten udtaget fra 4 tagflader fra samme boligforening. Tagstenene er gule vingetegltagsten. Omfanget af algevækst på stenens oversider blev bedømt efter skalalen 0-1-2-3. Hvor 0 er ingen algevækst. Resultaterne fremgår af følgende 4 figurer:

Figur 8.1:
Relation mellem densitet og algevækst, nordside
   

Figur 8.2:
Relation mellem densitet og algevækst, sydside
     

Figur 8.3:
Relation mellem densitet og algevækst, østside
    

Figur 8.4:
Relation mellem densitet og algevækst, vestside

Lignende undersøgelse er lavet på 15 gule vingetagsten fra 4 andre byggerier med tilsvarende resultater.

Derudover er densiteten bestemt på følgende prøver der parvis kan sammenlignes som markeret:

Tabel 8.6:
Relation mellem densitet og vækst

Resultaterne afslører ingen entydig sammenhæng mellem densitet og algevækst.

Der er ingen litteraturoplysninger fundet vedr. betydningen af materialernes densitet for forekomst af vækst.

8.5 Vandoptagelse og minutsugning

En evt. relation mellem vandoptagelse og algevækst er undersøgt for 20 sten udtaget fra 4 tagflader fra samme boligforening. Tagstenene er gule vingeteglsten. Omfanget af algevækst på stenens oversider blev bedømt efter skalalen 0-1-2-3. Hvor 0 er ingen algevækst. Resultaterne fremgår af følgende figurer (vandoptagelsen i vægt%):

Figur 8.5:
Relation mellem vandoptagelse og algevækst, nordside
    

Figur 8.6:
Relation mellem vandoptagelse og algevækst, sydside
    

Figur 8.7:
Relation mellem vandoptagelse og algevækst, østside
      

Figur 8.8:
Relation mellem vandoptagelse og algevækst, vestside

Lignende undersøgelse er lavet på 15 gule vingetagsten fra 4 andre byggerier, med tilsvarende resultater.

Derudover er vandoptagelsen bestemt på følgende tagsten der kan sammenlignes som markeret:

Tabel 8.7:
Relation mellem vandoptagelse og vækst

Resultaterne afslører ingen entydig sammenhæng mellem vandoptagelse og algevækst.

8.5.1 Litteraturens oplysninger om betydning af vandoptagelse

I undersøgelse udført af Institut für Ziegelforschung Essen e.V. [20] har der indgået materialer med både meget lav og meget høj vandoptagelse. Undersøgelsen blev gennemført som et fritlandsforsøg, hvor prøver over længere tid blev udsat i fri luft og løbende vurderet med hensyn til biologisk vækst. Materialernes vandoptagelse blev ikke separat vurderet at være en parameter der isoleret set er betydende. Det konkluderes, at "alle forholdsregler, der nedsætter tagets fugtighedsindhold, bidrager til at hindre mos og algedannelse". Alt i alt vurderes reduktionen af middel fugtigheden af et tegltag at være den vigtigste forholdsregel til forhindring af algedannelse og mosdannelse.

I [19] refereres til en artikel af Brightman (1965) hvori, der konkluderes at vandoptagelse, pH og overfladeruhed har betydning for lavvækst.

8.6 Minutsugning

Det har i projektforløbet ikke været muligt at få lov til at udtage tilstrækkeligt med bevoksede mursten til at en vurdering af minutsugets evt. betydning for vækst har været mulig.

Der er heller ikke i litteraturen fundet oplysninger om minutsugets specifikke betydning. Reduktion af minutsug vil dog ved kortvarig vandpåvirkning medvirke til at nedsætte vandoptagelsen og dermed reducere fugtindholdet.

Stens minutsug vil efter ibrugtagning ændres i forhold til produktionsnye sten pga. udfældninger på overfladen, tilsmudsning mv.

8.7 Fordampningshastighed

8.7.1 Indledning

For tegltagsten er det et velkendt fænomen, at evnen til at afvise vand først indtræder en vis periode efter oplægning. Denne ændring af stenen må forventes også at kunne have en indflydelse på vandets fordampningshastighed fra stenene. Derfor kan man ikke umiddelbart, udfra undersøgelser af nye sten, afrapportere den reelle vandfordampningshastighed efter oplægning.

For en betontagsten må det også formodes at fordampningshastigheden ændres, efterhånden som carbonatisering indtræder og nedbrydning af evt. malingslag med tiden finder sted.

I det følgende er der gennemført en sammenligning af parvis sammenhørende sten med forskellig grad af biologisk vækst. Resultaterne kan ikke anvendes til at vurdere, om fordampningshastigheden fra nyoplagte sten har indflydelse på, hvor hurtigt der kommer biologisk vækst. Resultaterne kan alene anvendes til at vurdere, om fordampningshastigheden er påvirket af øget vækst.

8.7.2 Sorptionsisotermer

Porøse materialer indeholder vand, selv når de umiddelbart forekommer at være tørre. Vandindholdet afhænger af den omgivende lufts relative fugtighed og materialets porestruktur. Porøse materialer vil optage eller afgive fugt, indtil de når en ligevægtstilstand med den omgivende lufts fugtindhold.

Kurver der viser materialers vandindhold i ligevægt med luft af forskellig fugtighed kaldes fugtligevægtskurver eller sorptionsisotermer. Et materiales vandindhold angiver vægten af det optagne vand i procent af materialets tørvægt.

I mange tilfælde kan materialer komme til at indeholde væsentligt mere vand, end hvis de var i ligevægtstilstand med den omgivende lufts fugtighed. Det kan skyldes nedbør og kondensation. Udtørring bringer vandindholdet ned mod ligevægtstilstanden med den omgivende luft.

Den hastighed, hvormed udtørring kan ske, afhænger af den omgivende lufts temperatur og fugtindhold og dermed af udluftningen. Den drivende kraft ved udtørringen er forskellen mellem vanddampindholdet i den omgivende luft og i luften inde i materialernes porer.

Følgende figur 8.9 viser eksempler på sorptionsisotermer for en række forskellige byggematerialer.

Figur 8.9:
Sorptionsisotermer for 14 forskellige byggematerialer

Nummerering samt materialernes relative densitet fremgår af følgende figur 8.10. Densiteten af hård træfiberplade er sat til 1,0 [35].

Figur 8.10:
Relative densiteter

Figur 8.11 viser en sorptionsisoterm for en betonprøve, [36].

Figur 8.11:
Sorptionsisoterm for en betonprøve

Ved sammenligning af udtørringshastigheder er det porernes mætning af vand/relative fugtighed der er den egentlige interessante parameter. Er materialernes sorptionsisoterm bestemt, kan det totale vandindhold i vægtprocent af materialets tørvægt dog være en lige så beskrivende parameter.

I de efterfølgende sammenligninger af vandindholdet (%) er sammenligningerne derfor kun udført for materialer, som må antages at have samme sorptionsisoterm/ligevægtsfugtkurve. Der kan f.eks. kun sammenlignes tegl fra samme tag og med tilsvarende sammensætning/brænding.

8.7.3 Konkrete målinger af fordampningshastighed

På en række tagsten med biologisk vækst er fordampningshastigheden bestemt. Metoden er beskrevet i afsnit 6.4.

Fordampning fra tegltagsten

Prøve 50.1, 50.2 og 50.3 er en orienterende undersøgelse af ændringen af fordampningshastighed, idet 50.1 er en ubrugt sten, 50.2 en let begroet sten og 50.3 en moderat begroet sten fra samme tagflade.

Følgende figur 8.12 viser forskellen i fordampningshastighed mellem en ny ubrugt sten, 2 let begroede sten (50.3a vurderes lidt mere begroet end 50.2), og en mere kraftigt begroet sten:

Figur 8.12:
Tegltagsten, mangan, algebegroning, 18 år
   

Figur 8.13:
Tegltagsten 50.1, 50.2 og 50.3. 50.3 blev skåret i 2 dele inden fordampningsforsøg

Der er markant hurtigst fordampning fra den sten, der ikke har været oplagt på tag. Dette er i fuld overensstemmelse med det velkendte fænomen, at stenene først tætner efter oplægning. Kurverne for figur 50.2, 50.3a og 50.3b viser, at stenen med mest algevækst har den hurtigste fordampning af vand.

Følgende kurver viser tilsvarende sammenligninger af parvist udvalgte sten. Figur 8.14 viser forskellen på fordampningshastighed for 2 gule tegltagsten. 5.2. er kraftigere begroet end 5.3.

Figur 8.14:
Tegltagsten, gule, primært lavvækst + lidt alger, 44 år
   

Figur 8.15:
Tegltagsten 5.2 og 5.3

Igen ses hurtigst vandfordampning fra sten med mest vækst.

Figur 8.16 viser forskellen på fordampning fra 2 gule tegltagsten med lavvækst. 40VIII er kraftigere begroet end 30SIII.

Figur 8.16:
Tegltagsten, gule, lavvækst, alder ukendt (forholdsvis gamle)
    

Figur 8.17:
Tegltagsten foroven 40VIII; Tegltagsten forneden 30SIII

Igen ses hurtigst vandfordampning fra sten med mest vækst.

Figur 8.18 viser forskellen i fordampning mellem 2 røde tegltagsten. 13.1 er kraftigere begroet end 13.2.

Figur 8.18:
Tegltagsten, røde, lav+alger, 16 år
   

Figur 8.19:
Tegltagsten 13.1 og 13.2

Igen ses hurtigst vandfordampning fra sten med mest vækst.

Figur 8.20 viser fordampningshastigheden af en rød tegltagsten, som er blevet kraftigt bevokset med alger i løbet af få år.

Figur 8.20:
Rød tegltagsten, grønalger, 5 år
    

Figur 8.21:
Tegltagsten 11.1

Følgende tabel 8.8 viser et overblik over oplysninger vedr. de teglsten, hvor fordampningshastigeheden er undersøgt.

Stenene er ikke direkte sammenlignelige (bortset fra sten med samme nr. foran punktum), da der er forskel på materialesammensætning, porøsitet, alder og andre faktorer, der må forventes at have indflydelse på fordampningshastigheden.

Data er sammenholdt med resultaterne afbildet i figur 8.14; 8.16; 8.18; og 8.20. Der synes ikke at kunne drages nogen entydige konklusioner vedr. alder, kalkindhold eller begroning udfra den samlede oversigt.

Tabel 8.8:
Oversigt over tegltagsten

Fordampning fra betontagsten

Figur 8.22 viser forskellen på fordampningshastighed af 2 betontagsten med forskellig grad af begroning (primært laver). 2.2 er kraftigere bevokset end 2.1

Figur 8.22:
Betontagsten, røde, 7 år
   

Figur 8.23:
Betontagsten 2.2 og 2.1

Vandfordampningen fra den kraftigst begroede sten er hurtigst. Efter 14 dages udtørring er vandindholdet i vægtprocent dog næsten ens.

Følgende figur 8.24 viser forskellen på fordampning for de undersøgte betontagsten.

Figur 8.24:
Fordampning fra betonsten
    

Tabel 8.9:
Oversigt over betontagsten

Stenene er ikke direkte sammenlignelige, da der er forskel på materialesammensætning, porøsitet, alder, overfladebehandling og andre faktorer der må forventes at have indflydelse på fordampningshastigheden, ligesom der ikke kan forventes sammenlignelige sorptionsisotermer.

Der ses dog en markant hurtigere fordampning fra den ældste sten med kraftigst begroning. Tyndslibsundersøgelserne har vist en let sur påvirkning af 240-1’s overflade (sur regn). Dette må forventes at være medvirkende til hurtigere fordampning

8.7.4 Kommentering af resultater vedr. fordampningshastighed

Følgende skema viser en oversigt over startvandindholdet og slutvandindholdet efter 14 dages tørring i klimarun v. 20°C, 65% RH.

Tabel 8.10:
Oversigt over vandindhold i vægtprocent ved fuld opfugtning og efter hhv. 2 og 14 dages tørring

Prøve 11.1 (rødt tegl) når ved udtørring i 14 dage et væsentligt lavere vandindhold end de resterende prøver (1,5 vægt %). Da de forskellige prøvers sorptionsisotermer ikke er fastlagt, og kan det være misvisende direkte at sammenligne slutvandindholdet mellem forskellige materialer.

Om prøve 11.1 er det oplyst, at den i løbet af få år blev kraftigt begroet med grønalger. Der er således intet der tyder på, at den hurtige fordampning af vand er tilstrækkelig til at mindske mulighederne for vækst. Den hurtige fordampning er måske snarere et udtryk for en høj porøsitet i overfladen, som kan være medvirkende til at give gunstige betingelser for vækst, jf. afsnit 8.3. Tyndslibsanalyserne viste, at en relativt høj andel af magringskorn i prøve 11.1 og en lidt højere porøsitet sammenlignet med prøve 13.1 (rød tegltagsten). For en reel sammenligning af fordampningshastighed og betydningen for mulighederne for vækst for prøve 11.1 i forhold til 13.1 bør sorptionsisotermerne for de to materialer dog fastlægges.

Derimod kan det godt forsvares at sammenligne stenene indbyrdes i sæt som markeret i skemaet, da de sammenlignede sten stammer fra samme produktion, og derfor kan antages at have sammenlignelige sorptionsisotermer.

For samtlige undersøgte sæt af sten gælder det, at der er hurtigst fordampning fra sten med mest bevoksning. Dette er i modstrid med den gængse opfattelse af, at væksten holder på fugten.

Der er i indeværende projekt ikke gennemført yderligere undersøgelser der kan forklare denne sammenhæng. Et bud på en forklaring kan være at vækstens struktur øger overfladearealet og/eller nedsætter overfladespændingen, og hermed letter muligheden for fordampningen fra stenen.

Bygge og Boligstyrelsen har i 1993 udgivet en rapport om facadebeplantning [32]. I denne rapport konkluderes, at passage af fugt indefra ikke hindres af beplantning. Rapporten afviser ligeledes på baggrund af nogle fugtmålinger, at stillestående luftlag bag løvdækket medfører en uheldig ophobning af fugt ved muren, selvom planterne afgiver vand til luften som led i deres biologiske processer. Luftfugtigheden under løvdækket er mindre end foran løvdækket og mindre end foran mure uden beplantning. Rapporten konkluderer, at det må afvises at fugtskader kan opstå som følge af facadebeplantning.

Selvom facadebeplantning (efeu, løv mv.) ikke er helt sammenlignelige med alger og lav, er rapporten dog i overensstemmelse med indeværende rapports konklusioner.

8.8 Næringsstoffer

Indledning

Der er gennemført enkelte orienterende undersøgelser vedrørende betydningen af materialernes indhold af næringsstoffer.

Betydningen af næringsstoffer i malinger og andre overfladebehandlinger er ikke undersøgt i tilstrækkelig grad i indeværende projekt til at der kan drages konklusioner herom.

Valg af analysemetode

Ved vurdering af materialernes indhold af næringsstoffer er det naturligvis væsentligt at overveje hvilken analysemetode der skal anvendes for at fastlægge den for væksterne tilgængelig del af næringsstoffer.

Da de forskellige vækstarter i større eller mindre grad udskiller affaldsstoffer der lokalt må formodes at ændre pH kan det dog være vanskeligt at afgøre om det er mest korrekt at fastlægge

	vandopløseligt indhold
	syreopløseligt indhold
	totalt indhold

Ved den i det følgende anvendte analyse med røntgenteknik fastlægges totalindholdet og dermed den maksimalt tilgængelige mængde af næringsstof.

Gennemførte analyser

Der er lavet kemisk analyse ved røntgenteknik (Phillips PW 2400/UNIQUANT, ver. 4.51) på 2 røde tegltagsten. Stenene har ikke været oplagt på tag (stenene har været opbevaret af husejerne som ekstra sten til evt. udskiftning). For prøve 51.2. kan det oplyses, at de oplagte sten på mindre end 1½ år er blevet begroet med en jævn film af grønalger i løbet. Husejeren oplyser, at der ikke på nabotagene kan konstateres lignende algedannelse selv om flere af de andre tage er væsentligt ældre. For prøve 52.1. har sten fra samme parti været oplagt i 20 år. Der er efter 20 år også her algevækst, men generelt blot en moderat patinering bortset fra i de områder hvor store skyggegivende træer i de senere år har givet gode betingelser (også andre former for vækst, f.eks. mos ved overlap samt områder med lavvækst).

Resultaterne af analyserne er vist i det følgende tabel 8.11:

Tabel 8.11:
Kemisk analyse af 2 røde tegltagsten

Analyseresultaterne viser kun små forskelle i totalindholdet af natrium (Na), kalium (k), fosfor (P),

Den væsentligste forskel ligger i indholdet calcium hvor der er 1,8% i 51.2 og 2,6% i 52.1. Dvs. der er et lavere indhold af calcium i det materiale der har været mest disponeret for kraftig algevækst. Dette stemmer overens med at der er målt et højere pH i prøve 52.1 end 51.2.

Der er dog således på baggrund af totalanalyserne intet der indikerer, at årsagen til at 51.2. hurtigere blev begroet med grønalger end 52.1 er forskelle i næringsstoffer fra teglmaterialet.

Analyserne viser at de analyserede teglsten ikke indeholder elementer der kan forventes at være giftige overfor væksterne.

Besigtigelser

På en række at de besigtigede konstruktioner har der også været tegn på forskelle i vækst på sammen tagkonstruktion afhængigt af om området var modtager af biologisk materiale fra nærtstående træer eller ej. F.eks. er der set tendens til mere lavvækst i områder, hvor meget biologisk materiale fra birketræer er aflejret.

Øvrige erfaringer

Tilført rensemiddel, f.eks. vinduespuds indeholdende ammoniumforbindelser har ifølge Teknologisk Institut, Biotekniks erfaringer vist øget skimmelsvampevækst på træværk. Tilsvarende formodes rensemidler indeholdende fosfor eller ammonium at kunne øge muligheden for vækst på murværk, tegl- og betontage.

8.8.1 Litteraturens oplysninger om betydning af næringssalte

For alger vurderes nitrogen og fosfor i følge [1] at være de mest betydningsfulde næringsstoffer. I følge [1] kan nogle typer alger optage nitrogen fra luften mens de fleste alger optager det fra den tilsmudsning der sidder på materialernes overflade. Den hollandske artikel støtter således Teknologisk Instituts opfattelse af at det med hensyn til næringsstofferne er mere betydningsfuld hvad der tilføres fra omgivelserne ( fra luft, snavs, evt. rensemidler mv.) end hvad der er af næringsstoffer i selve materialerne.

I litteraturen [8] oplyses om forsøg med sandsten hvor rensning med fosforsyreholdige midler gav øget vækst i en periode på 1½ år efter rensning. Dette blev begrundet med at der i denne periode var en større mængde tilgængelig fosfor, som kunne anvendes som næringsstof for algerne.

Det bør ligeledes nævnes, at organismer kan danne næring for efterfølgende organismer ved succession, [1]. Cyanobakterier og grønne alger kan give næring til laver. Cyanobakterierne anses for at have stor vigtighed, da de er bestandige mod udtørring ved høje temperaturer. Den lokale kvælstofberigelse fra alger eller cyanobakterier virker således stimulerende på udviklingen af andre organismer.

[20] I tidligere omtalte undersøgelse udført af Institut für Ziegelforschung, Essen konkluderes, at materialernes indhold af plantenæringsstoffer er uden væsentlig indflydelse på forekomsten af biologisk vækst.

Ifølge [28] har næringsstoffer fra smudspartikler, pollen og organiske tilsætningsstoffer i pudsmørtler og lignende betydning for væksten af svampe, mens alger derimod kun er afhængig af kuldioxid, kvælstof og sollys. I artiklen nævnes at øget algevækst i de senere år ofte kædes sammen med en forbedret luftkvalitet.

8.9 Overfladens ruhed

Overfladens ruhed er undersøgt på udvalgte prøver ved mikroanalyse af tyndslib.

Det må forventes at overfladens ruhed kan påvirke følgende faktorer

	vækstens vedhæftning
	muligheden for små "vandfælder" i ujævnhederne.

På baggrund af undersøgelserne beskrevet i det følgende vurderes ruheder i overfladen at have betydende indflydelse på mulighederne for forekomst af vækst

Ligeledes har ruheden en stor indflydelse på arten af vækst der kan forekomme idet de forskellige arter stiller forskellige krav til vedhæftningsmuligheder.

Algebevoksning på tegltag

Et 5 år gammel tegltag er undersøgt, efter at det på et relativt tidligt tidspunkt var konstateret, at en del af tagteglene var misfarvet af algevækst.

Stenene er røde tegltagsten.

Det kunne iagttages, at hovedparten af teglstenene var begroede. De ikke begroede områder var skarpt afgrænsede og svarede til de arealer som kunne dækkes med tagsten fra en eller flere af de leverede partier/paller.

Der kunne ikke konstateres sammenhæng mellem bygningens orientering mod verdenshjørner og forekomst af vækst.

Fra 3 teglsten med forskellig bevoksningsgrad blev der fremstillet i alt 9 tyndslib, et i bund og et fra en vinge på hver sten.

Mikroanalysen viste følgende: Prøverne er ens sammensat. Magringskornene er overvejende kvarts. Der er enkelte store magringskorn og sorte partikler. Omkring disse ses vedhæftningsrevner. Der er få luftporer <1mm. Porøsiteten er homogen og ret ens i de 9 tyndslib. I alle prøver ses enkelte overfladeparallelle revner, 2-7 mm, i midten af teglstenene. Der er ingen sammenhæng mellem forekomst af revner og algebevoksning.

Overfladerne adskiller sig fra hinanden på mikroniveau. Overfladen uden begroning er meget jævn, men overfladen med begroning er mere ru. Algevækst ses især i bunden af disse ujævnheder.

Øvrige tyndslibsundersøgelser

Tabel 8.12:
Tegl

Overfladens beskaffenhed synes at have indflydelse på væksten. Overfladen i de undersøgte tyndslib er generelt mere glat i områder uden væsentlig vækst.

Tabel 8.13:
Beton

* k.i.b.: kan ikke bestemmes.

Også for beton vurderes overfladeruheden at have indflydelse på forekomst af vækst, selvom det ikke fremgår helt så entydigt ud fra ovenstående resultater som for tegl. Observationer fra besigtigelser bakker dog teorien op.

Figur 8.25:
Mikrofoto af teglsten, nærbillede af overflade med biologisk vækst (V). Væksten ligger hovedsageligt ovenpå en glat overflade. 2 steder ses gennembrydning (Br) af overfladen og vækst i underliggende pore. Billedfelt ca. 1.5 mm x 1.0 mm.
   

Figur 8.26:
Mikrofoto af teglsten, nærbillede af området med gennembrudt overflade (Br). Der ses biologisk vækst (V) på overfladen og i pore umiddelbart under denne. Billedfelt ca. 0.6 x 0.4 mm.
    

Figur 8.27:
Mikrofoto af betontagsten, nærbillede af overfladen. Der ses sand (Sa), cementpasta (Pa) og luftporer (Po). Desuden ses biologisk vækst på den malede overflade (Ma). Billedfelt ca. 10 mm x 7 mm.
    

Figur 8.28:
Mikrofoto af betontagsten, nærbillede af område med gennembrydning af maling og nedtrængning af biologisk vækst langs tilslag. Billedfelt ca. 0.6 mm x 0.4 mm.

8.9.1 Litteraturens oplysninger om betydning af overfladeruhed

Også ifølge [1] har overfladens ruhed en betydning for muligheden for algevækst. Der henvises til en artikel af Young en Urquhart (1996) hvori den specifikke effekt af ruheden er undersøgt, men dog ikke kunne bekræftes.

I artiklen af Zanger [23] gives der udtryk for, at ruhed har en betydning for forekomst af biologisk vækst. Glattere overflader kan forsinke vækst, men ikke nødvendigvis sikre, at det aldrig kommer.

I modsætning til disse undersøgelser mener [20] at materialernes overfladeruhed er af underordnet betydning for forekomst af biologisk vækst.

I [19] refereres til en artikel af Brightman (1965) hvori, der konkluderes at vandoptagelse, pH og overfladeruhed har betydning for lavvækst.

8.10 Overfladespændings indflydelse

Regnvandet og materialets overfladespænding kan evt. have indflydelse på fremkomsten af biologisk vækst, idet befugtningen af overfladen afhænger af materialernes overfladespænding. Det at befugte en overflade er ikke ensbetydende med at væsken også trænger ind i materialet.

Overfladespænding er ikke en parameter der er undersøgt nærmere i indeværende projektforløb, men projektgruppen har gjort følgende overvejelser:

Rent vand har en overfladespænding på ca. 73 dyn/cm ved 20°C. Det er denne spænding der holder væsken sammen i dråber og hindrer den i at trænge ind i eller glide af overflader. Vands høje overfladespænding bevirker, at vanddråber kan blive betydelig større end dråber af f.eks. alkohol eller ether. Overfladespændingen i vand falder med stigende temperatur.

Ved 0°C er overfladespændingen 76 dyn/cm, ved 20°C er den 73 dyn/cm og ved 100°C, er den 59 dyn/cm.

Har regnvandet en højere overfladespænding end materialets (overflade) opstår der ingen befugtning af overfladen, idet vandet, afhængig af overfladens hældning, perler af eller bliver stående i små kugler. Dette er eksempelvis tilfældet med vand på en epoxybehandlet overflade (Epoxy har en overfladespænding på 39 dyn/cm).

Hvorvidt overfladespændingen på rent vand er væsentlig forskellig fra regnvand vides ikke. Sur regn vurderes ikke at afvige væsentligt fra rent vand på grund af svovlindholdet. Svovlsyre har en overfladespænding, der ikke afviger væsentligt fra vand (2-3 dyn/cm højere), selv i høje koncentrationer. I lave koncentrationer er ændringen ikke af afgørende betydning.

Det, at der ofte går et stykke tid, før der kan konstateres biologisk vækst på en overflade, kunne måske henføres til en ændring af materialets overfladespænding. Når overfladen er ny og intakt har den måske en overfladespænding der er lige under vandets. Vandet perler dermed af, men efterhånden som overfladen slibes af sandpartikler indeholdt i luft og vand, der påvirker overfladen, øges overfladespændingen. Slibningen kunne også tænkes at føre til at vandet "narres" til at befugte overfladen, selv om materialets overfladespænding egentlig er for lav, idet slibningen bl.a. giver en større virkelig overflade end den projicerede. Det betyder at overfladen besidder mere fri overfladeenergi pr cm², hvilket kan "narre" vandet til at befugte overfladen.

Befugtningen giver måske mulighed for udvikling af en svag/usynlig biofilm/
algevækst der efterfølgende hæver overfladespændingen på materialet, således at muligheden for en befugtning af overfladen yderligere øges.

Set ud fra en befugtningssynsvinkel kan et fast/flydende stof befugte andre, som har en højere overfladespænding end det selv. Regnvand vil således være i stand til at befugte materialer som glas, stål, aluminium, beton og tegl, (for beton og tegl afhængig af overflade ruheden), men ikke overflader af f.eks. epoxy, polyurethan, nylon, PVC og Teflon.

Litteratur vedr. overfladespændings betydning for vækst

Botaniker, prof. Wilhelm Barthlott, Universität Bonn har forsket i sammenspillet mellem overfladekemi, mikrostruktur og materialers tilbøjelighed til at tilsmudse og blive begroet med biologisk vækst. Der er indgået et patent vedr. en såkaldt selvrensende "Lotuseffekt" og et samarbejde med industrien er igangsat. Dette har bl.a. resulteret i udviklingen af en mikrosilikoneharpiksfarve og en tegltagsten der efter sigende skulle have en selvrensende effekt. Princippet bygger på, at produkterne pga. en hydrofobiering i kombination med en særlig overflademikrostruktur skulle have en overfladespænding der afviser vandpartikler og at smuds og vækst dermed ikke skulle få mulighed for at fæste. [3];[4]

Princippet og de specifikke produkter er ikke undersøgt i indeværende projekt.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |