Her ser du korrosjon på pusset kalkfasade og metalltakplater i 2007 og på en sinkskulptur på Oslo universitetsområde, Blindern. (Foto: Terje Grøntoft / NILU)
Her ser du korrosjon på pusset kalkfasade og metalltakplater i 2007 og på en sinkskulptur på Oslo universitetsområde, Blindern. (Foto: Terje Grøntoft / NILU)

Forskeren forteller: Mindre luftforurensning gir rimeligere vedlikehold av fasader og materialer

Mindre luftforurensning har siden 1980-tallet bidratt til reduserte vedlikeholdskostnader. 

Publisert

Fra rundt år 2000 har reduksjonen i vedlikeholdskostnadene vært mindre og synes nå å stagnere. Hovedårsaken er redusert konsentrasjon av svoveldioksid, SO2, i lufta.

Siden omtrent år 2000 har målte konsentrasjoner av SO2 holdt seg ganske lave de fleste steder i Norge uten å vise noen tydelig trend. Svoveldioksid er en meget korrosiv gass og variasjoner i korrosjon målt etter 2000 skyldes i hovedsak variasjon i lave mengder svoveldioksid og i nedbørsmengder, noe som imidlertid varsler oss om at klimaendring med øket nedbør vil øke vedlikeholdskostnader. 

Mange veldig forskjellige materialer og fasader, oftest med forskjellige overflatebehandlinger, eksponeres i utemiljøet. Eksperimentelle materialprøver kan betraktes som indikatormaterialer som viser trender og størrelsesorden på kostnader, som imidlertid vil variere mellom ulike materialer og for ulike vedlikeholdsregimer.

Over 30 år med målinger

Resultatene fremkommer fra lange tidsserier med måledata for korrosjon av utvalgte materialer og luftkvalitets- og klima-parametere. Målingene har blitt gjort på 57 europeiske, inkludert 3 norske, og to nord-amerikanske stasjoner siden 1985, med varierende deltakelse fra stasjonene gjennom årene. Fra starten deltok omtrent 40 stasjoner til i dag omtrent 20 stasjoner. I de tidlige årene ble målinger gjort hvert år, i de senere årene hvert tredje år.

På 1980 tallet var verden blitt oppmerksom på problemene med blant annet sur nedbør, skogdød og forvitring av monumenter, og målingene ble satt i gang under «Konvensjonen for langtransporterte luftforurensinger, CLRTRAP». «ICP-materialer» (International cooperative programme for materials) er en av arbeidsgruppene for effekter under konvensjonen.

Korrosjonskostnader beregnet for gjennomsnittet av målestasjonene i ICP-materialer programmet og for de deltakende norske stasjonene. % eller %/år over levetiden, for en oppussing. (Illustrasjon: NILU)
Korrosjonskostnader beregnet for gjennomsnittet av målestasjonene i ICP-materialer programmet og for de deltakende norske stasjonene. % eller %/år over levetiden, for en oppussing. (Illustrasjon: NILU)

Norsk Institutt for Luftforskning har gjort eksponeringene av materialprøver og måling av luftkvalitet på de tre norske stasjonene; Birkenes i Aust Agder, en stasjon i Oslo som nå er på Skøyen, og Svanvik i Finnmark.

Såkalte dose-respons funksjoner for effekten luftkvalitet og klima på korrosjonen har blitt laget fra statisk bearbeiding av dataene. Vedlikeholdskostnadene ble beregnet fra disse dose-respons funksjonene. Ved eksponering ute vil materialer ofte få en overflatepatina som beskytter mot videre korrosjon. Dette varierer imidlertid veldig mye. Det er typisk for metaller, men behøver ikke være tilfelle for, for eksempel, stein.  Malte overflater kan ha en motsatt prosess der de beskytter godt inntil det oppstår en skade, hvoretter nedbrytningshastigheten øker.

Diagrammene viser den beregnede utviklingen av korrosjonskostnader over såkalt «bakgrunnskostnad» for tre test-materialer, Corten stål, sink og Portland kalkstein, for år med tilgjengelige miljødata for gjennomsnittet av målestasjoner og for de tre Norske stasjonene. Bakgrunnskostnaden er da definert som kostnaden for stasjonen rangert med tiende prosent laveste verdi i et åtte års eksponeringsprogram fra 1987 til 1995 (etter 2002 for Portland kalkstein). «Grensenivå 2050» er beregnet som to ganger bakgrunnsverdien, slik det foreslås i ICP materialer.

I figuren ser du korrosjonskostnadene som prosent per år over levetiden for en vedlikeholdsinvestering når dose-respons funksjonene antar synkende korrosjonshastighet med tiden (metaller), og som prosent av en vedlikeholdsinvestering (for en ubestemt levetid) når nedbrytningshastigheten antas konstant (kalkstein).

Mye påvirker levetiden

Mange forhold knyttet til fysiske påvirkninger og bruk av bygninger og andre strukturer påvirker deres levetid. Levetiden knyttet til atmosfærisk korrosjon, som en enkelt faktor, kan derfor være vanskelig å bestemme. I figurene ble kostnaden for metallene beregnet fra antatt vedlikehold ved 80 mikrometer jevn nedslitning av overflaten på grunn av atmosfærisk korrosjon, slik det anbefales for «monumenter» i ICP materialer. Kostnadene for mer robuste strukturer kan være lavere, men dette kan også avhenge av, blant annet, om korrosjonen er uniform eller ikke. Ujevn skade på en større struktur kan gjøre omfattende vedlikehold nødvendig.

Synkende kostnader i Europa

Figuren viser betydelig synkende korrosjonskostnader i Europa siden 1987, mest før rundt år 2000. Korrosjonen på norske stasjoner viser samme synkende tendens, men svakere og fra et lavere startnivå, særlig for stål. Stål korroderer raskere og kostandene er derfor høyere enn for sink.

Korrosjonen av stål var alltid høyest i Oslo, mens den for sink ofte var høyere i Birkenes. Dette skyldes først og fremst at sink er mer følsomt for nedbør som det er betydelig mer av i Birkenes. Til tross for lavere temperatur og mindre nedbør, og mer som snø, i Svanvik var korrosjonen på nivå med Birkenes og noen år også høyere enn i Oslo. Dette skyldes de betydelig høyere svoveldioksidkonsentrasjonen i Svanvik, med kilde fra nikkelverkene på russisk side.

I det siste måleåret, 2014, steg korrosjonen betydelig i Oslo. Dette skyldes en økning i årsgjennomsnitt for målt SO2 fra 0,6 mikrometer per kubikkmeter i 2011 til 4,2 i 2014, og viser tydelig effekten av svoveldioksid for korrosjonen. Kilden til denne økningen er ukjent. Den kan være lokal, fra parkeringsområder eller andre utslipp nær stasjonen, og det blir spennende å se om kommende målinger vil gi tilsvarende høye verdier.

De høyere verdiene for Birkenes i 2014 skyldtes uvanlig mye nedbør dette året. Endringen i korrosjonskostnader fra 1987 (2002 for Portland kalkstein) til 2014, for det Europeiske gjennomsnittet og for de tre norske stasjonene var som vist i tabellen nedenfor. Den lavere sårbarheten for stål sammenlignet med sink, på grunn av relativt mindre svoveldioksid i lufta i Norge enn for gjennomsnittet i Europa, vises tydelig.

Endring i korrosjonskostnader (%)
 StålSinkPortland-kalkstein
Måleperiode1987-2014)1987-20142002-2014
Europa666722
Norge365712