النحاس في الهندسة المعمارية

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 31 صور
الموسوعة الحرة
كسوة نحاسية خارجية على مبنى حديث في شارع ييفاي الأصلي، [ 1 ] أحد المراكز الفنية والثقافية والترفيهية في شنغهاي .
السفارات الإسكندنافية ، في برلين ، ألمانيا. [ 2 ]
واجهة نحاسية في مكتبة أوك بارك العامة، [ 3 ] الولايات المتحدة
نقش على غلاف نحاسي معماري في متحف أطلال يين، آنيانغ، مقاطعة خنان الشمالية، جمهورية الصين الشعبية. [ 4 ]
متحف العصر الجوراسي في أستورياس (MUJA) في إسبانيا، بسقف نحاسي ثلاثي الفصوص مصمم ليشبه قدم ديناصور. [ 5 ]
كنيسة كلاوكالا في كلاوكالا ، فنلندا، مغطاة في الغالب بألواح نحاسية ملحومة آلياً. [ 6 ] [ 7 ]

لقد اكتسب النحاس مكانة مرموقة في المجالات ذات الصلة بالهندسة المعمارية ، وبناء المباني ، والتصميم الداخلي . [ 8 ] من الكاتدرائيات إلى القلاع ، ومن المنازل إلى المكاتب ، يُستخدم النحاس في مجموعة متنوعة من العناصر المعمارية، بما في ذلك الأسقف ، والوصلات ، والمزاريب، وأنابيب تصريف المياه ، والقباب ، والأبراج ، والأقبية ، وتكسية الجدران ، وفواصل التمدد في المباني .

يرتبط تاريخ النحاس في الهندسة المعمارية بمتانته ومقاومته للتآكل ومظهره الفخم وقدرته على تشكيل أشكال معقدة. [ 9 ] ولعدة قرون، استغل الحرفيون والمصممون هذه الخصائص لبناء أنظمة بناء جذابة من الناحية الجمالية وطويلة الأمد. [ 10 ]

على مدى ربع القرن الماضي، تم استخدام النحاس في تصميم مجموعة أوسع بكثير من المباني، حيث تم دمج أنماط جديدة وألوان متنوعة وأشكال وقوام مختلفة. [ 11 ] تُعد الجدران المكسوة بالنحاس عنصرًا تصميميًا حديثًا في البيئات الداخلية والخارجية على حد سواء.

اعتمد بعض أبرز معماريي العالم المعاصرين على النحاس. ومن الأمثلة على ذلك فرانك لويد رايت ، الذي استخدم النحاس في جميع مشاريعه المعمارية؛ [ 9 ] ومايكل غريفز، الحائز على الميدالية الذهبية من المعهد الأمريكي للمعماريين، والذي صمم أكثر من 350 مبنى حول العالم؛ [ 12 ] ورينزو بيانو ، الذي صمم نحاسًا مغلفًا مسبقًا بطبقة نحاسية لمتحف نيمو -متروبوليس للعلوم في أمستردام ؛ [ 13 ] ومالكولم هولزمان، الذي جعلت ألواح النحاس المغلفة بطبقة نحاسية في مركز اتصالات تلفزيون WCCO من المنشأة معلمًا معماريًا بارزًا في مينيابوليس؛ [ 14 ] وماريان دالباك وغوران مانسون، اللذان صمما متحف فاسا ، وهو معلم بارز في أفق ستوكهولم، بمساحة 12000 متر مربع (130000 قدم مربع ) من التكسية النحاسية. [ 15 ] يُعدّ تمثال السمكة النحاسي الضخم الذي صممه المهندس المعماري فرانك جيري ، والواقع أعلى فيلا أوليمبيكا في برشلونة، مثالاً على الاستخدام الفني للنحاس. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]  

أبرز ما يميز النحاس جمالياً هو تنوع ألوانه ، من اللون المعدني اللامع إلى البني المتلألئ، مروراً بالأسود تقريباً، وصولاً إلى طبقة الزنجار الخضراء . ويصف المعماريون درجات اللون البني هذه بأنها بنية محمرة، وشوكولاتية، وبرقوقية، وماهوجني، وأبنوس. [ 19 ] لطالما كانت طبقة الزنجار الخضراء المميزة لهذا المعدن مرغوبة لدى المعماريين والمصممين.

تتناول هذه المقالة الفوائد العملية والجمالية للنحاس في الهندسة المعمارية، بالإضافة إلى استخدامه في التطبيقات الخارجية وعناصر التصميم الداخلي والمباني الخضراء.

تاريخ

لعب النحاس دورًا هامًا في فن العمارة لآلاف السنين. ففي مصر القديمة ، على سبيل المثال ، كانت الأبواب الضخمة لمعبد آمون رع في الكرنك مُغطاة بالنحاس. وفي القرن الثالث قبل الميلاد، تم تركيب ألواح نحاسية على سطح معبد لوا ماها بايا في سريلانكا . [ 10 ] كما استخدم الرومان النحاس كغطاء لسقف البانثيون عام 27  قبل الميلاد. [ 20 ]

بعد قرون، أصبح النحاس وسبائكه عنصراً أساسياً في العمارة في العصور الوسطى . أبواب كنيسة المهد في بيت لحم (القرن السادس) مغطاة بألواح برونزية منقوشة. أما أبواب آيا صوفيا في القسطنطينية ، التي تعود إلى القرنين الثامن والتاسع، فهي مصنوعة من البرونز. ويعود تاريخ الأبواب البرونزية في كاتدرائية آخن بألمانيا إلى حوالي عام 800 ميلادي. وقد اكتمل بناء أبواب المعمودية البرونزية في كاتدرائية فلورنسا عام 1423 ميلادي على يد غيبيرتي . [ 21 ]

لا يزال سقف كاتدرائية هيلدسهايم النحاسي ، الذي تم تركيبه عام ١٢٨٠ ميلادي، قائماً حتى يومنا هذا. [ ٢٢ ] أما سقف قلعة كرونبورغ ، إحدى أهم قلاع عصر النهضة في شمال أوروبا ، والتي خُلِّدت باسم قلعة إلسينور في مسرحية هاملت لشكسبير ، فقد تم تركيبه عام ١٥٨٥ ميلادي. [ ٢٣ ] وتم ترميم النحاس الموجود على البرج عام ٢٠٠٩. [ ٢٤ ]

لسنوات طويلة، كان النحاس مخصصاً بشكل رئيسي للمؤسسات العامة، مثل الكنائس والمباني الحكومية والجامعات. غالباً ما تكون أسطح النحاس من أبرز السمات المعمارية المميزة لهذه المباني. [ 9 ]

يُستخدم النحاس المعماري اليوم في أنظمة التسقيف ، والوصلات المعدنية ، وأغطية الأسقف ، ومزاريب تصريف مياه الأمطار ، وفواصل التمدد في المباني ، وتكسية الجدران ، والقباب ، والأبراج ، والأقبية ، والعديد من عناصر التصميم الأخرى. في الوقت نفسه، تطور هذا المعدن من كونه حاجزًا للعوامل الجوية وعنصرًا من عناصر التصميم الخارجي إلى استخدامه في البيئات الداخلية للمباني، حيث يُغير طريقة تزيين المساحات الداخلية التجارية والسكنية. [ 25 ]

في القرن الحادي والعشرين، يتطور استخدام النحاس باستمرار في البيئات الداخلية. وقد أثبتت خصائصه المضادة للميكروبات مؤخرًا قدرتها على تقليل أعداد البكتيريا المسببة للأمراض على منتجات مثل الدرابزين ، وحواجز الأسرة، وأدوات الحمامات، وأسطح العمل ، وغيرها . وتُستخدم هذه المنتجات النحاسية المضادة للميكروبات حاليًا في المرافق العامة ( المستشفيات ، ودور رعاية المسنين ، ومرافق النقل العام ) وكذلك في المباني السكنية لما لها من فوائد صحية عامة. (للاطلاع على المقال الرئيسي، انظر: أسطح اللمس المصنوعة من سبائك النحاس المضادة للميكروبات ).

فوائد

مقاومة التآكل

يتميز النحاس، كمعدن معماري، بمقاومة ممتازة للتآكل . [ 26 ] تشكل أسطح النحاس طبقات متينة من أكسيد الكبريتات تحمي أسطح النحاس الأساسية وتقاوم التآكل لفترة طويلة جدًا. [ 19 ]

يتآكل النحاس بمعدلات ضئيلة في الهواء غير الملوث، والماء، والأحماض غير المؤكسدة منزوعة الأكسجين، وعند تعرضه للمحاليل الملحية ، والمحاليل القلوية ، والمواد الكيميائية العضوية . ويتآكل سطح النحاس في المناطق الريفية بمعدلات تقل عن 0.4 ملم ( 1/64 بوصة ) خلال 200 عام. [ 27 ]  

على عكس معظم المعادن الأخرى، لا يعاني النحاس من التآكل من الأسفل الذي قد يتسبب في تلف مبكر للأسقف. ففي حالة الأسقف النحاسية، عادةً ما تتلف الركائز والهياكل الداعمة قبل النحاس الموجود على السطح بفترة طويلة. [ 11 ]

مع ذلك، فإن النحاس المستخدم في البناء عرضة للتآكل في ظروف معينة. إذ يمكن للأحماض المؤكسدة ، وأملاح المعادن الثقيلة المؤكسدة، والقلويات ، وأكاسيد الكبريت والنيتروجين ، والأمونيا ، وبعض مركبات الكبريت والأمونيوم أن تسرّع من تآكل النحاس. وقد يؤدي هطول الأمطار في المناطق ذات الرقم الهيدروجيني الأقل من 5.5 إلى تآكل النحاس، ربما قبل أن تتشكل طبقة واقية من الصدأ أو طبقة أكسيد واقية. وينتج هطول الأمطار الحمضي، المعروف بالمطر الحمضي ، عن انبعاثات احتراق الوقود الأحفوري ، أو الصناعات الكيميائية ، أو غيرها من العمليات التي تُطلق أكاسيد الكبريت والنيتروجين في الغلاف الجوي . [ 28 ] وقد يحدث تآكل التعرية عندما تسقط المياه الحمضية من سطح غير نحاسي لا يُعادل حموضته، مثل البلاط أو الأردواز أو الخشب أو الأسفلت، على مساحة صغيرة من النحاس. كما يمكن أن يحدث تآكل خطي إذا استقرت حافة التقطير لمادة تسقيف خاملة مباشرة على النحاس. قد يكون أحد الحلول لهذه المشكلة رفع الحافة السفلية للقرميد باستخدام شريط مائل، أو توفير شريط تقوية قابل للاستبدال بين القرميد والنحاس. [ 26 ] ويمكن لتصميم وتفصيل تصريف المياه بشكل صحيح، مما يقلل من مدة بقاء الماء الحمضي على الأسطح المعدنية، أن يمنع معظم مشاكل التآكل الجوي. [ 28 ]

دوارة رياح نحاسية كعنصر معماري

يتمتع النحاس الأصفر ، وهو سبيكة من النحاس والزنك، بمقاومة جيدة للتآكل الجوي والقلويات والأحماض العضوية. ومع ذلك، في بعض مياه الشرب ومياه البحر، قد تتعرض سبائك النحاس الأصفر التي تحتوي على 20% أو أكثر من الزنك للتآكل. [ 29 ]

تفاصيل خط السقف في قاعة كريسج ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، في الولايات المتحدة الأمريكية

المتانة / العمر الطويل

تتميز أسطح النحاس بمتانتها الفائقة في معظم البيئات. وقد أثبتت جدارتها على مدى أكثر من 700 عام، ويعود ذلك أساسًا إلى طبقة الحماية التي تتشكل على أسطح النحاس. وأظهرت الاختبارات التي أُجريت على أسطح نحاسية تعود إلى القرن الثامن عشر في أوروبا أنها، نظريًا، يمكن أن تدوم لألف عام. [ 19 ]

حركة حرارية منخفضة

تُقلل الأسقف النحاسية المصممة بشكل صحيح من الحركة الناتجة عن التغيرات الحرارية. ويُساعد انخفاض معامل التمدد الحراري للنحاس ، الذي يقل بنسبة 40% عن الزنك والرصاص، [ 30 ] على منع التلف والانهيار. كما تضمن درجة انصهار النحاس العالية عدم تمدده أو زحفه كما هو الحال في بعض المعادن الأخرى.

في الأسقف الجملونية الصغيرة ، تكون الحركة الحرارية طفيفة نسبيًا ولا تُشكل عادةً مشكلة. أما في المباني ذات الامتداد الواسع الذي يزيد عن 60 مترًا (200 قدم) ، وعند استخدام ألواح طويلة، فقد يكون من الضروري مراعاة التمدد الحراري. وهذا يُتيح للسقف أن "يطفو" فوق الهياكل الداعمة مع الحفاظ على ثباته. [ 31 ]  

صيانة منخفضة

لا يحتاج النحاس إلى تنظيف أو صيانة. وهو مناسب بشكل خاص للمناطق التي يصعب أو يشكل خطراً الوصول إليها بعد التركيب.

خفيف الوزن

عند استخدام النحاس كغطاء سقف مدعوم بالكامل، يكون وزنه نصف وزن الرصاص (بما في ذلك الطبقة الأساسية) وربع وزن الأسقف القرميدية فقط. وهذا يوفر عمومًا تكاليف الهيكل الداعم والمواد. كما يوفر تكسية النحاس فرصًا إضافية لتقليل وزن الهياكل النحاسية (للمزيد من التفاصيل، انظر: تكسية النحاس وتكسية الجدران ).

تهوية

لا يتطلب النحاس إجراءات تهوية معقدة . وهو مناسب لكل من أسطح المباني "الدافئة" غير المهواة وأسطح المباني "الباردة" المهواة. [ 20 ]

الحماية من الترددات الراديوية

قبة نحاسية على برج حجري في قاعة مدينة تشاتام ، كينت ، إنجلترا

تُعدّ الأجهزة الإلكترونية الحساسة عرضةً للتداخل والمراقبة غير المصرح بها . كما تتطلب هذه المنتجات حمايةً من الفولتية العالية . ويمكن للحماية من الترددات الراديوية (RF) معالجة هذه المشكلات عن طريق تقليل انتقال المجالات الكهربائية أو المغناطيسية من مكان إلى آخر.

يُعدّ النحاس مادةً ممتازةً للحماية من التداخلات الكهرومغناطيسية لأنه يمتصّ الموجات الراديوية والمغناطيسية . ومن خصائصه المفيدة الأخرى في هذا المجال: موصليته الكهربائية العالية، وليونته، وقابليته للطرق، وسهولة لحامه. [ 32 ]

تقوم حاويات الحماية من الترددات اللاسلكية بتصفية نطاق من الترددات لظروف محددة. وتلبي الحاويات النحاسية المصممة والمبنية بشكل صحيح معظم احتياجات الحماية من الترددات اللاسلكية، بدءًا من غرف تبديل أجهزة الكمبيوتر والكهرباء وصولًا إلى مرافق التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي في المستشفيات. [ 10 ] [ 32 ] ويجب إيلاء اهتمام خاص لنقاط اختراق الحماية المحتملة، مثل الأبواب والفتحات والكابلات.

قد يكون الدرع فعالاً ضد نوع معين من المجالات الكهرومغناطيسية، ولكنه غير فعال ضد نوع آخر. على سبيل المثال، يكون درع الترددات الراديوية المصنوع من رقائق النحاس أو الشاشة فعالاً بشكل طفيف ضد المجالات المغناطيسية ذات الترددات العالية. وقد لا يوفر الدرع المغناطيسي ذو الترددات العالية سوى تقليل طفيف للمجالات الراديوية. وينطبق الأمر نفسه على ترددات الراديو المختلفة. يمكن أن يكون الدرع الشبكي البسيط ذو الفتحات الكبيرة فعالاً للترددات المنخفضة، ولكنه قد يكون غير فعال ضد الموجات الميكروية. [ 33 ]

غطاء نحاسي لسفينة شراعية .

يمكن تشكيل صفائح النحاس المستخدمة في الحماية من التداخلات الكهرومغناطيسية بأي شكل وحجم تقريبًا. يوفر التوصيل الكهربائي بنظام التأريض غلافًا فعالًا للحماية من التداخلات الكهرومغناطيسية.

الحماية من الصواعق

تقلل أنظمة الحماية من الصواعق من الأضرار التي تلحق بالمباني أثناء حدوثها. ويتحقق ذلك عادةً من خلال توفير مسارات متعددة مترابطة ذات مقاومة كهربائية منخفضة إلى الأرض.

يُعدّ النحاس وسبائكه من أكثر المواد شيوعًا في أنظمة الحماية من الصواعق في المنازل، إلا أنه في البيئات الصناعية ذات التآكل الكيميائي، قد يلزم تغليف النحاس بالقصدير. [ 34 ] يُسهّل النحاس نقل طاقة الصواعق إلى الأرض بكفاءة عالية نظرًا لموصليته الكهربائية الممتازة ، كما أنه ينثني بسهولة مقارنةً بمواد التوصيل الأخرى.

عند توصيل أسطح النحاس والمزاريب وأنابيب تصريف مياه الأمطار كهربائياً بنقطة تأريض، يتم توفير مسار ذي مقاومة كهربائية منخفضة إلى الأرض، ولكن بدون مسارات توصيل مخصصة لتركيز قناة التفريغ، قد لا يكون السطح المشحون المتفرق هو الأمثل. [ 11 ] [ 35 ]

نظرًا لأن النحاس يتمتع بموصلية كهربائية أعلى من الألومنيوم، ومقاومته أقل عند تعرضه للصواعق، فإن النحاس يسمح باستخدام مساحة مقطع عرضي أقل لكل طول خطي في مسار الأسلاك المنسوجة مقارنةً بالألومنيوم. كما لا يمكن استخدام الألومنيوم في الخرسانة المصبوبة أو في أي مكون مدفون تحت الأرض بسبب خصائصه الجلفانية . [ 36 ]

لضمان فعالية أنظمة الحماية من الصواعق، يتم عادةً زيادة مساحة التلامس بين الموصلات والأرض إلى أقصى حد ممكن من خلال شبكة تأريض ذات تصاميم متنوعة. ولتعزيز شبكات التأريض في التربة منخفضة التوصيل، كالرمل أو الصخور، تُستخدم أنابيب نحاسية طويلة مجوفة مملوءة بأملاح معدنية. تتسرب هذه الأملاح عبر ثقوب الأنبوب، مما يزيد من توصيلية التربة المحيطة ويرفع مساحة التلامس الإجمالية، وبالتالي يقلل المقاومة الفعالة. [ 34 ]

يمكن استخدام أسطح النحاس كجزء من نظام الحماية من الصواعق، حيث يمكن ربط الغلاف النحاسي والمزاريب وأنابيب تصريف مياه الأمطار وتأريضها. عادةً ما يكون سُمك النحاس المُحدد لمواد التسقيف كافيًا للحماية من الصواعق. [ 37 ] قد يُوصى بنظام حماية مُخصص من الصواعق لتوفير حماية كافية مع نظام السقف النحاسي المُركب. يتضمن هذا النظام أطرافًا هوائية وموصلات اعتراضية على السطح، ونظامًا من الأقطاب الكهربائية الأرضية، ونظامًا من الموصلات الهابطة التي تربط مكونات السطح والأرض. يُوصى بتأريض السقف النحاسي بنظام الموصلات. يضمن التأريض بقاء الموصلات والسقف على نفس الجهد، ويُقلل من الوميض الجانبي والأضرار المُحتملة للسقف. [ 35 ]

مجموعة واسعة من التشطيبات

قبة خضراء على سطح مبنى مكتب الإطفاء في مقاطعة لندن

قد يكون من المرغوب أحيانًا إجراء تعديلات كيميائية على سطح النحاس أو سبائكه للحصول على لون مختلف. ومن أكثر الألوان شيوعًا اللون البني أو لون التماثيل للنحاس الأصفر أو البرونز ، واللون الأخضر أو ​​لون الصدأ للنحاس . [ 38 ] تُشرح المعالجات الميكانيكية للأسطح والتلوين الكيميائي والطلاءات في موضع آخر من هذه المقالة تحت عنوان: التشطيبات .

استمرارية التصميم

يلجأ المهندسون المعماريون غالبًا إلى النحاس المعماري لتحقيق التناسق في عناصر التصميم. فعلى سبيل المثال، قد يُصمَّم نظام تسقيف نحاسي باستخدام صفائح نحاسية، وألواح حماية من العوامل الجوية، وفتحات تهوية، ومزاريب، وأنابيب تصريف. وقد تشمل تفاصيل التغطية كورنيشات ، وقوالب ، وزخارف ، ومنحوتات . [ 11 ]

مع تزايد استخدام التكسية الرأسية، يمكن دمج الأسطح الرأسية وأسطح الأسقف معًا للحفاظ على استمرارية المواد والأداء بشكل كامل. كما تكتسب واجهات الحماية من المطر والجدران الستائرية ( التي غالبًا ما ترتبط بالعوارض والأعمدة ) شعبية متزايدة في التصميم المعماري الحديث. [ 39 ]

مضاد للميكروبات

أثبتت اختبارات عالمية واسعة النطاق أن النحاس غير المطلي وسبائكه (مثل النحاس الأصفر، والبرونز، والنحاس والنيكل، والنحاس والنيكل والزنك) تتمتع بخصائص مضادة للميكروبات قوية، مع فعالية ضد طيف واسع من البكتيريا المقاومة للأمراض ، والعفن، والفطريات، والفيروسات . [ 40 ] بعد سنوات من الاختبارات ، وافقت الولايات المتحدة على تسجيل أكثر من 300 سبيكة نحاسية مختلفة (النحاس، والنحاس الأصفر، والبرونز، والنحاس والنيكل، والنيكل والفضة) كمواد مضادة للميكروبات. تُسهم هذه التطورات في خلق أسواق للنحاس وسبائكه المضادة للميكروبات في مجال التصميم الداخلي. ولتلبية احتياجات التصميم لأسطح المباني، والهياكل، والتجهيزات، والمكونات، تتوفر منتجات نحاسية مضادة للميكروبات بمجموعة واسعة من الألوان، والتشطيبات، والخصائص الميكانيكية. [ 8 ] [ 41 ] تُعد درابزينات النحاس، وأسطح الطاولات، والممرات، والأبواب، وألواح الدفع، والمطابخ، والحمامات، مجرد أمثلة على المنتجات المضادة للميكروبات المعتمدة في المستشفيات، والمطارات، والمكاتب، والمدارس، والثكنات العسكرية للقضاء على البكتيريا الضارة. انظر: قائمة المنتجات المعتمدة في الولايات المتحدة .

الاستدامة

رغم أن تعريفًا عالميًا متفقًا عليه للاستدامة لا يزال غير واضح، فقد عرّفت لجنة بروندتلاند التابعة للأمم المتحدة التنمية المستدامة بأنها التنمية التي تلبي احتياجات الحاضر دون المساس بقدرة الأجيال القادمة على تلبية احتياجاتها. وتتطلب الاستدامة، أي الحفاظ على المسؤولية على المدى الطويل، التوفيق بين المتطلبات البيئية والاجتماعية والاقتصادية. وتشمل هذه "الركائز الثلاث" للاستدامة الإدارة المسؤولة لاستخدام الموارد. كما أنها تعني أيضًا إمكانية استخدام مورد لن ينضب رغم زيادة استهلاكه.

النحاس مادة مستدامة. فمتانته تضمن عمرًا طويلًا مع صيانة قليلة. وكفاءته العالية في استهلاك الطاقة الكهربائية والحرارية تقلل من هدر الطاقة الكهربائية. كما أن خصائصه المضادة للميكروبات تقضي على الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض. وقيمته العالية كخردة وقابليته لإعادة التدوير باستمرار دون أي فقدان في الأداء تضمن إدارته المسؤولة كمورد قيّم.

تتوفر معلومات جرد دورة حياة منتجات النحاس (أنابيب وصفائح وأسلاك)، باستخدام معايير المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) وتغطي قطاعي التعدين وإنتاج النحاس الأساسي (أي الصهر والتكرير). [ 42 ] تُستخدم مجموعات بيانات جرد دورة الحياة في تقييمات دورة الحياة (LCA)، لا سيما في قطاع البناء والتشييد، لمساعدة مصنعي المنتجات المحتوية على النحاس في الامتثال لمعايير الجودة ومبادرات التحسين الطوعي. كما تدعم هذه البيانات صانعي السياسات في تطوير المبادئ التوجيهية واللوائح البيئية بهدف تعزيز التنمية المستدامة .

إن العمر الطويل لأسقف وألواح النحاس له تأثير إيجابي كبير على تقييمات العمر الكامل للنحاس مقارنة بالمواد الأخرى من حيث استهلاك الطاقة الكامنة (أي إجمالي الطاقة المستهلكة خلال كل مرحلة من مراحل كل دورة حياة بوحدة ميغا جول/م 2 )، وإنتاج ثاني أكسيد الكربون ، والتكلفة.

مقارنة بين العمر الافتراضي والطاقة الكامنة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الكامنة للنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم في مواد التسقيف والتكسية. (المصدر: وزارة البيئة الألمانية، 2004) [ 11 ] [ 43 ]
نحاسالفولاذ المقاوم للصدأالألومنيوم
السماكات النموذجية (مم)0.60.40.7
العمر الافتراضي (بالسنوات)200100100
الطاقة الكامنة (ميغا جول/ م² )103.3157.2115.4
انبعاثات مكافئ ثاني أكسيد الكربون (كجم/ م² )6.610.97.5

إمكانية إعادة التدوير

تم إعادة تدوير الألواح النحاسية في المتحف الحربي الكندي من السقف القديم للبرلمان في أوتاوا .

تُعدّ قابلية إعادة التدوير عاملاً أساسياً في المواد المستدامة ، إذ تُقلّل الحاجة إلى استخراج موارد جديدة وتستهلك طاقة أقل من التعدين . يُمكن إعادة تدوير النحاس وسبائكه بنسبة تقارب 100% [ 10 ] ، ويمكن إعادة تدويرها بلا حدود دون أي فقدان للجودة (أي أن النحاس لا يتدهور (أي لا يتدهور ) بعد كل دورة إعادة تدوير كما هو الحال مع معظم المواد غير المعدنية، إن كانت قابلة لإعادة التدوير أصلاً). يحتفظ النحاس بجزء كبير من قيمته المعدنية الأساسية: عادةً ما تحتوي الخردة عالية الجودة على 95% على الأقل من قيمة المعدن الأساسي من الخام المستخرج حديثاً . تتراوح قيمة خردة المواد المنافسة من حوالي 60% إلى 0%. ولا تتطلب إعادة تدوير النحاس سوى 20% من الطاقة اللازمة لاستخراج ومعالجة المعدن الأساسي.

حالياً، يأتي حوالي 40% من الطلب السنوي على النحاس في أوروبا [ 44 ] ونحو 55% من النحاس المستخدم في الهندسة المعمارية [ 11 ] من مصادر معاد تدويرها. وغالباً ما تحتوي لفائف وصفائح النحاس الجديدة على نسبة تتراوح بين 75% و100% من المواد المعاد تدويرها.

بحلول عام 1985، تمت إعادة تدوير كمية من النحاس تفوق إجمالي كمية النحاس المستهلكة في عام 1950. ويعود ذلك إلى سهولة إعادة استخدام نفايات المعالجة واستخلاص النحاس من المنتجات بعد انتهاء عمرها الافتراضي. [ 11 ]

قبة نحاسية سداسية الأضلاع ، يعلوها تاج نحاسي وريشة دوارة على شكل ديك نحاسي.

.

فعالية التكلفة

تُعدّ عوامل الأداء والصيانة والعمر الافتراضي وتكاليف إعادة التدوير من العوامل التي تُحدد جدوى تكلفة مكونات البناء. ورغم أن التكلفة الأولية للنحاس أعلى من بعض المعادن المعمارية الأخرى، إلا أنه لا يحتاج عادةً إلى الاستبدال طوال عمر المبنى. ونظرًا لمتانته وقلة صيانته وقيمته النهائية عند إعادة التدوير ، فقد تكون التكلفة الإضافية للنحاس ضئيلة على مدى عمر نظام التسقيف. [ 45 ]

تُعدّ أسطح النحاس أقل تكلفة بكثير من أسطح الرصاص أو الأردواز أو بلاط الطين المصنوع يدويًا . وتُقارن تكلفتها بتكلفة أسطح الزنك والفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم ، وحتى بعض أنواع بلاط الطين والخرسانة ، عند احتساب التكاليف الإجمالية للأسقف (بما في ذلك الهيكل). [ 11 ]

تشير بعض الدراسات إلى أن النحاس مادة أكثر فعالية من حيث التكلفة على أساس دورة الحياة مقارنةً بمواد التسقيف الأخرى التي يبلغ عمرها الافتراضي 30 عامًا أو أكثر. [ 11 ] [ 46 ] [ 47 ] وقد وجدت دراسة أوروبية قارنت تكاليف تسقيف النحاس مع المعادن الأخرى، والخرسانة، وبلاط الطين، والأردواز، والبيتومين، أنه على المدى المتوسط ​​إلى الطويل (لأعمار تتراوح بين 60 و80 عامًا، و100 عام فأكثر)، كان النحاس والفولاذ المقاوم للصدأ أكثر مواد التسقيف فعالية من حيث التكلفة من بين جميع المواد التي تم فحصها. [ 19 ]

تُسهم تقنيات التركيب، مثل التصنيع المسبق، والتشكيل الآلي في الموقع، واللحام الآلي، ونظام الشرائح الطويلة، في خفض تكاليف تركيب أسقف النحاس. وبفضل خفض تكاليف التركيب، تُتيح هذه التقنيات للمصممين استخدام النحاس في نطاق أوسع من أنواع المباني، وليس فقط في المشاريع الكبيرة المرموقة كما كان شائعًا في السابق. [ 11 ] [ 22 ]

بما أن خردة النحاس تحتفظ بجزء كبير من قيمتها الأصلية، فإن تكاليف دورة حياة النحاس تنخفض عند احتساب قيمتها كخردة. لمزيد من المعلومات، راجع قسم إعادة التدوير في هذه المقالة.

نقية مقابل سبائك النحاس

النحاس النقي. على عكس المعادن الأخرى، يُستخدم النحاس بشكل متكرر في صورته النقية (99.9% نحاس) غير المخلوطة في تطبيقات الصفائح والشرائح في الأسقف، والتكسية الخارجية، والصفائح المعدنية. [ 8 ]

التصليد هو أسلوب معالجة حرارية يُستخدم لزيادة صلابة المعادن. يحدد التصليد ليونة المعدن، وبالتالي مدى سهولة تشكيله وقدرته على الحفاظ على شكله دون دعامات إضافية. [ 10 ] في الولايات المتحدة، يتوفر النحاس بستة أنواع من التصليد: 060 لين، و⅛ صلب مدرفل على البارد، وⅼ مدرفل على البارد عالي المرونة ، ونصف صلب، وثلاثة أرباع صلب، وصلب. [ 48 ] [ 49 ] في المملكة المتحدة، توجد ثلاثة أنواع فقط: لين، ونصف صلب، وصلب. [ 22 ] يُعرَّف النحاس وسبائكه في الولايات المتحدة في المواصفة القياسية للنحاس وسبائكه الصادرة عن الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM)؛ وفي أوروبا في المواصفة القياسية البريطانية BS EN 1172: 1997 - "النحاس وسبائكه في أوروبا"؛ وفي المملكة المتحدة في المدونة البريطانية للممارسات القياسية CP143: الجزء 12: 1970.

يُعدّ النحاس المُقسّى بالدرفلة على البارد الأكثر شيوعًا في مجال البناء في الولايات المتحدة. فهو أقل مرونة من النحاس اللين، ولكنه أقوى بكثير. [39] غالبًا ما يُنصح باستخدام النحاس المُقسّى بالدرفلة على البارد بسماكة 1/8 بوصة في تركيبات الأسقف والوصلات المعدنية . وقد تُحدد ألواح الأسقف ذات درجات حرارة أعلى لبعض التطبيقات. [ 10 ] [ 50 ]

يتميز النحاس المُقسّى بدرجة عالية من الليونة، ويُظهر مقاومة أقل بكثير من النحاس المدرفل على البارد للإجهادات الناتجة عن التمدد والانكماش. يُستخدم هذا النوع من النحاس في الأعمال الزخرفية المعقدة، وفي الحالات التي تتطلب تشكيلاً دقيقاً، كما هو الحال في تركيبات التغطية المعقدة عبر الجدران.

يُستخدم النحاس عالي الإنتاجية بشكل رئيسي في منتجات التغطية، حيث تعتبر قابلية التشكيل والقوة مهمتين.

يُقاس سُمك صفائح وشرائح النحاس في الولايات المتحدة بوزنها بالأونصات لكل قدم مربع. وتتراوح السُمك الشائعة الاستخدام في البناء في الولايات المتحدة بين 340 غرامًا (12 أونصة ) و 1400 غرام (48 أونصة ) . ونظرًا لأن الصناعة غالبًا ما تستخدم أرقامًا قياسية أو سُمكًا فعليًا للصفائح المعدنية أو مواد البناء الأخرى، فمن الضروري التحويل بين أنظمة القياس المختلفة.  

في أوروبا، يُستخدم النحاس الخالي من الزرنيخ والمُزال منه الفوسفور تحت الرمز C106. يُدرفل النحاس بسماكات تتراوح بين 0.5 و1.0 مم ( 1/64 و 3 / 64 بوصة) ( 1.5-3.0 مم أو 1 / 16-1 / 8 بوصة للجدران الستائرية)، ولكن عادةً ما تُستخدم سماكة 0.6-0.7 مم ( 3 / 128-1 / 32 بوصة ) للأسقف . [ 11 ]      

النحاس المُسبَّك. تُستخدم سبائك النحاس، مثل النحاس الأصفر والبرونز، في هياكل المباني السكنية والتجارية. [ 8 ] وتنشأ الاختلافات في اللون بشكل أساسي من الاختلافات في التركيب الكيميائي للسبيكة.

فيما يلي بعض سبائك النحاس الأكثر شيوعًا وأرقام نظام الترقيم الموحد (UNS) المرتبطة بها والتي طورتها ASTM [ 51 ] و SAE [ 52 ] :

ألوان النحاس وسبائك النحاس المختلفة المستخدمة في بناء الهياكل.
سبيكة نحاسيةمصطلح شائعتعبيرلون طبيعيلون باهت بفعل العوامل الجوية
C11000 / C12500نحاسنحاس بنسبة 99.90%لون السلمون الأحمرطبقة صدأ تتراوح ألوانها من البني المحمر إلى الرمادي المخضر
C12200نحاس99.90% نحاس؛ 0.02% فسفورلون السلمون الأحمرطبقة صدأ تتراوح ألوانها من البني المحمر إلى الرمادي المخضر
C22000البرونز التجاري90% نحاس؛ 10% زنكالذهب الأحمريتحول لون الصدأ من البني إلى الرمادي المخضر خلال ست سنوات
C23000نحاس أحمر85% نحاس؛ 15% زنكأصفر محمرلون بني شوكولاتة يتحول إلى لون رمادي مخضر
C26000خرطوشة نحاسية70% نحاس؛ 30% زنكأصفرمصفر، رمادي مخضر
C28000معدن مونتز60% نحاس؛ 40% زنكأصفر محمربني محمر إلى بني رمادي
C38500البرونز المعماري57% نحاس؛ 3% رصاص؛ 40% زنكأصفر محمربني محمر إلى بني داكن
C65500برونز السيليكون97% نحاس؛ 3% سيليكونذهبي قديم محمربني محمر إلى بني رمادي مرقط بدقة
C74500النيكل الفضي65% نحاس؛ 25% زنك؛ 10% نيكلفضي دافئرمادي-بني إلى رمادي-أخضر مرقط بدقة
C79600فضة نيكل الرصاص45% نحاس؛ 42% زنك؛ 10% نيكل؛ 2% منغنيز؛ 1% رصاصفضي دافئرمادي-بني إلى رمادي-أخضر مرقط بدقة

من الناحية العملية، يمكن استخدام مصطلح "البرونز" لمجموعة متنوعة من سبائك النحاس التي تحتوي على القليل من القصدير أو لا تحتوي عليه إطلاقاً إذا كانت تشبه البرونز الحقيقي في اللون.

تتوفر معلومات إضافية حول سبائك النحاس المعمارية. [ 53 ] [ 54 ]

معايير الاختيار

تشمل معايير اختيار النحاس وسبائكه للمشاريع المعمارية اللون، والقوة، والصلابة، ومقاومة الإجهاد والتآكل، والتوصيل الكهربائي والحراري، وسهولة التصنيع. [ 55 ] ويُعدّ اختيار السماكات والصلابة المناسبة للتطبيقات المحددة أمرًا بالغ الأهمية؛ إذ قد يؤدي استبدالها إلى أداء غير كافٍ. [ 28 ]

يُستخدم النحاس المعماري عمومًا على شكل صفائح وشرائح. يبلغ عرض الشريحة 60 سم (24 بوصة) أو أقل، بينما يزيد عرض الصفيحة عن 60 سم (24 بوصة) ، ويصل إلى 120 سم (48 بوصة) في العرض و 240 أو 300 سم (96 أو 120 بوصة) في الطول، بالإضافة إلى شكل اللفائف.    

الاعتبارات الهيكلية

تلعب الاعتبارات الهيكلية دورًا هامًا في التصميم الأمثل لتطبيقات النحاس. ويتمثل الشاغل الرئيسي في التأثيرات الحرارية: الحركة والإجهادات المرتبطة بتغيرات درجة الحرارة. ويمكن استيعاب هذه التأثيرات عن طريق منع الحركة ومقاومة الإجهادات التراكمية، أو عن طريق السماح بالحركة في مواقع محددة مسبقًا، مما يخفف من الإجهادات الحرارية المتوقعة. [ 56 ]

يحتوي تمثال الحرية في مدينة نيويورك على 80 طنًا (88 طنًا قصيرًا) من صفائح النحاس. [ 57 ]

تُعدّ مقاومة الرياح أحد الاعتبارات الهيكلية الهامة. أجرت مختبرات التأمين (UL) سلسلة من الاختبارات على أنظمة الأسقف النحاسية. خضع سقف نحاسي ذو درزات بارزة، مزود بألواح اختبارية بقياس 3 × 3 أمتار (10 × 10 أقدام) ، لاختبار مقاومة الرفع وفقًا لبروتوكول UL 580. لم يُظهر النظام النحاسي أي تشوه غير عادي، ولم تنفصل المشابك عن السطح الهيكلي، واجتاز النظام متطلبات UL 580. وحصل على تصنيف UL-90. [ 58 ] [ 59 ]   

الانضمام

يمكن وصل النحاس وسبائكه بسهولة باستخدام تقنيات ميكانيكية، مثل الكبس والتثبيت والبرشام والربط بالمسامير؛ أو باستخدام تقنيات الربط، مثل اللحام واللحام بالنحاس واللحام بالقصدير . ويُحدد اختيار أفضل تقنية للوصل بناءً على متطلبات الخدمة، وشكل الوصلة، وسُمك المكونات، وتركيب السبيكة .

يُعدّ اللحام الطريقة المُفضّلة للربط حيثما تكون هناك حاجة إلى وصلات قوية ومحكمة الإغلاق، كما هو الحال في المزاريب الداخلية، وأسقف المباني، وتطبيقات التغطية المعدنية. [ 28 ] يربط اللحام قطعتين من النحاس في وحدة متماسكة تتمدد وتنكمش كقطعة واحدة. غالبًا ما تكون اللحامات المُحكمة أقوى من المادة الأساسية الأصلية وتوفر سنوات عديدة من الخدمة. [ 59 ]

تُستخدم أدوات التثبيت الميكانيكية، مثل البراغي والصواميل والمسامير، لتقوية الوصلات والدرزات. قد تتسبب اللحامات الطويلة والمتواصلة في حدوث تشققات ناتجة عن الإجهاد، لذا يُنصح بتجنبها. [ 60 ] يُستخدم عادةً لحام القصدير والرصاص بنسبة 50-50 للنحاس غير المطلي، بينما يُستخدم لحام القصدير والرصاص بنسبة 60-40 للنحاس المطلي بالرصاص. [ 61 ] كما أن العديد من أنواع اللحام الخالية من الرصاص مقبولة أيضًا.

يمكن استخدام المواد اللاصقة في تطبيقات معينة. يمكن ربط صفائح السبائك الرقيقة نسبياً بالخشب الرقائقي أو أنواع معينة من الرغوة التي تعمل كعازل صلب.

يُعدّ اللحام بالنحاس الطريقة المُفضّلة لربط أنابيب وسبائك النحاس. تُربط مقاطع النحاس باستخدام مادة حشو غير حديدية ذات درجة انصهار أعلى من 800 درجة فهرنهايت ولكنها أقل من درجة انصهار المعادن الأساسية. يُنصح باستخدام وصلات مخفية أو غير مرئية نظرًا لأن تطابق لون مادة الحشو الفضية يكون متوسطًا إلى ضعيف.

اللحام عملية يتم فيها صهر قطع النحاس معًا بكفاءة، إما باستخدام اللهب أو الكهرباء أو الضغط العالي. ومع تزايد توفر معدات لحام TIG الحديثة، أصبح لحام حتى العناصر النحاسية الزخرفية ذات السماكة الرقيقة أكثر شيوعًا.

تتوفر مقاطع فيديو تعليمية حول تقنيات اللحام والتدفق ؛ وكيفية عمل وصلات اللحام المسطحة، واللحامات المزدوجة، واللحامات المتداخلة، ولحام اللحامات المتداخلة الرأسية لصفائح النحاس، والغرز (بما في ذلك غرزة الفراشة)؛ بالإضافة إلى طلاء النحاس بالقصدير ، والثني ، والتوسيع ، واللحام بالنحاس . [ 62 ]

مواد مانعة للتسرب

تُعدّ المواد المانعة للتسرب بديلاً عن اللحام في الحالات التي لا تتطلب قوة إضافية. في معظم الحالات، لا يُفترض استخدام هذه المواد مع تركيبات النحاس المصممة بشكل صحيح. وهي في أحسن الأحوال حل مؤقت نسبيًا يتطلب صيانة دورية. [ 28 ] ومع ذلك، فقد استُخدمت الوصلات المملوءة بالمواد المانعة للتسرب بنجاح كإجراء ثانوي للعزل المائي في تطبيقات الأسقف ذات الدرزات البارزة والدرزات المتداخلة، حيث يقل ميل الأسقف عن 250 مم/م (3 بوصات لكل قدم) . كما يمكن استخدام المواد المانعة للتسرب في الوصلات المصممة أساسًا لاستيعاب التمدد والانكماش الحراري للنحاس. 

ينبغي أن يتم اختبار المواد المانعة للتسرب المستخدمة من قبل الشركة المصنعة وتحديد أنها متوافقة للاستخدام مع النحاس.

بشكل عام، تُعتبر مواد منع التسرب المصنوعة من البوتيل ، والبولي سلفيد ، والبولي يوريثان ، وغيرها من المواد غير العضوية أو المطاطية ، متوافقة إلى حد معقول مع النحاس. أما مواد منع التسرب المصنوعة من الأكريليك ، والنيوبرين ، والنتريل ، فتُسبب تآكلًا نشطًا للنحاس. تُحقق مواد منع التسرب المصنوعة من السيليكون نجاحًا نسبيًا مع النحاس، ولكن ينبغي التحقق من ملاءمتها قبل استخدامها. [ 59 ]

التآكل الجلفاني

سقف نحاسي في مبنى بلدية مينيابوليس .

التآكل الجلفاني عملية كهروكيميائية يتآكل فيها معدنٌ ما بشكلٍ أسرع من الآخر عند تلامسهما كهربائيًا في وجود محلول إلكتروليتي ، كالرطوبة والأملاح. ويعود ذلك إلى اختلاف جهد قطبي المعدنين. ويُعدّ فرق الجهد بينهما القوة الدافعة لتسارع تآكل المعدن ذي الرقم الجلفاني الأقل (أي المصعد). ومع مرور الوقت، يذوب معدن المصعد في المحلول الإلكتروليتي. [ 59 ] [ 63 ] [ 64 ]

تُصنّف المعادن وفقًا لأرقامها الجلفانية كمقياس نوعي لمدى مقاومتها للتآكل. تُحدد هذه الأرقام مقاومة أي معدن للتآكل عند ملامسته لمعادن أخرى. [ 60 ] يشير الفرق الأكبر في الرقم الجلفاني بين معدنين متلامسين إلى احتمالية أكبر للتآكل. وفيما يلي تصنيف الأرقام الجلفانية لأكثر المعادن شيوعًا في البناء: [ 65 ] 1. الألومنيوم؛ 2. الزنك؛ 3. الفولاذ؛ 4. الحديد؛ 5. الفولاذ المقاوم للصدأ - نشط؛ 6. القصدير؛ 7. الرصاص؛ 8. النحاس؛ 9. الفولاذ المقاوم للصدأ - غير نشط.

يُعدّ التآكل الجلفاني مصدر قلق رئيسي في صيانة الأسقف المعدنية. وتُشكّل البيئات البحرية مصدر قلق إضافي نظرًا لارتفاع تركيز الأملاح في الهواء والماء. [ 66 ]

يُعدّ النحاس من أنبل المعادن. لا يتأثر النحاس بملامسته للمعادن الأخرى، ولكنه يُسبب تآكل بعضها عند ملامسته لها مباشرةً. ومن أهم المعادن التي يجب مراعاتها عند ملامستها للنحاس مباشرةً: الألومنيوم، والفولاذ الرقيق، والزنك. يُنصح بعدم استخدام صفائح الألومنيوم والفولاذ، أو مثبتات الفولاذ المجلفن مع النحاس. كما أن مياه الأمطار المتدفقة من أسطح النحاس تُسبب تآكل مزاريب الألومنيوم والفولاذ. [ 67 ] [ 68 ] ولا داعي لعزل النحاس عن الرصاص أو القصدير أو العديد من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ في معظم الحالات. [ 69 ]

عند تعذر تجنب التلامس، يلزم استخدام طريقة فعالة لفصل المواد. [ 61 ] في حال استخدام الدهانات أو الطلاءات للعزل، يجب أن تكون متوافقة مع كلا المعدنين. يمكن استخدام طبقات أساسية من البيتومين أو كرومات الزنك بين النحاس والألومنيوم. كما يمكن استخدام طبقة أساسية من البيتومين أو كرومات الزنك أو الرصاص الأحمر لفصل النحاس عن الحديد والمعادن الحديدية الأخرى. يُعد استخدام الشريط اللاصق أو الحشوات المصنوعة من مواد غير ماصة أو مواد مانعة للتسرب فعالاً في فصل النحاس عن جميع المعادن الأخرى. في المناطق المعرضة بشدة للعوامل الجوية، يُنصح باستخدام حشوات من الرصاص أو مواد مشابهة، باستثناء ما بين النحاس والألومنيوم. يجب منع تسرب المياه من أسطح النحاس إلى الألومنيوم والفولاذ المجلفن، حيث أن آثار أملاح النحاس قد تُسرّع التآكل. [ 59 ] [ 69 ] في بعض الحالات، قد تحمي عملية الأنودة طبقات الألومنيوم السميكة، مثل أعمدة أنظمة النوافذ المصنوعة من الألومنيوم.

طبقات طبيعية

يخضع النحاس لعملية أكسدة طبيعية تُشكّل طبقة واقية فريدة على سطحه. ويشهد سطح المعدن سلسلة من التغيرات اللونية: من الوردي المتلألئ/الوردي السلموني إلى البرتقالي والأحمر، تتخللها درجات من الأصفر النحاسي والأزرق والأخضر والبنفسجي. ومع ازدياد سماكة طبقة الأكسيد، تحل محل هذه الألوان درجات البني المحمر والبني الشوكولاتة، والرمادي الباهت أو الأسود، وأخيرًا الأخضر الفاتح أو الأخضر المزرق. [ 19 ]

عملية تكوّن طبقة الزنجار على النحاس معقدة. تبدأ فور تعرضه للعوامل الجوية بتكوّن طبقات أكسيد النحاس الأولية التي تظهر بوضوح خلال ستة أشهر. قد يكون التجوية غير منتظم في البداية، لكن الطبقة تصبح منتظمة بعد حوالي تسعة أشهر. [ 19 ] خلال السنوات القليلة الأولى، تُحوّل طبقات كبريتيد النحاس الأحادي والثنائي السطح إلى اللون البني، ثم إلى الرمادي الباهت أو الأسود الباهت. مع استمرار التجوية، تتحول طبقات الكبريتيد إلى كبريتات ، وهي طبقات الزنجار المميزة ذات اللون الأزرق المخضر أو ​​الرمادي المخضر. [ 11 ] [ 20 ]

أسقف نحاسية في هايدلبرغ ، ألمانيا.

يعتمد معدل تحول النحاس إلى طبقة أكسدة على تعرضه للرطوبة والملح والحموضة الناتجة عن الملوثات الحمضية. في المناخات البحرية، قد تستغرق عملية الأكسدة بأكملها من سبع إلى تسع سنوات. [ 20 ] في البيئات الصناعية، تصل طبقة الأكسدة إلى مرحلتها النهائية في غضون خمس عشرة إلى خمس وعشرين سنة تقريبًا. في الأجواء الريفية النظيفة ذات التركيزات المنخفضة من ثاني أكسيد الكبريت في الهواء، قد تستغرق المرحلة النهائية من عشر إلى ثلاثين سنة. [ 20 ] [ 70 ] في البيئات القاحلة، قد لا تتكون طبقة الأكسدة على الإطلاق إذا كانت الرطوبة غير كافية. وعندما تحدث الأكسدة في البيئات القاحلة، قد تنضج لتصبح بلون الأبنوس أو البني الجوزي. في جميع البيئات باستثناء المناطق الساحلية، تستغرق الأكسدة وقتًا أطول للأسطح الرأسية نظرًا لسرعة جريان المياه.

طبقات الزنجار النحاسية رقيقة للغاية، إذ يتراوح سمكها بين 0.05080 و 0.07620 ملم (0.002000-0.003000 بوصة) . ومع ذلك، فهي شديدة الالتصاق بالنحاس الأساسي. لا تتمتع طبقات الزنجار الأولية والمتوسطة من الأكسيد والكبريتيد بمقاومة عالية للتآكل. أما طبقة الزنجار الكبريتية النهائية فهي طبقة متينة للغاية، شديدة المقاومة لجميع أنواع التآكل الجوي، وتحمي المعدن الأساسي من المزيد من عوامل التجوية. مع تقدم عملية الزنجار وتكوّن طبقة الكبريتات المتينة، يتناقص معدل التآكل، ليصل متوسطه إلى ما بين 0.0001 و0.0003 ملم (3.9 × 10⁻⁶ - 1.18 × 10⁻⁵ بوصة ) سنويًا. بالنسبة لصفيحة بسمك 0.6 ملم (0.024 بوصة) ، فإن هذا يعادل تآكلًا أقل من 5% على مدى 100 عام. [ 11 ] [ 71 ] تتوفر معلومات إضافية حول صدأ النحاس. [ 28 ] [ 60 ] [ 72 ] [ 73 ]     

التشطيبات

يمكن معالجة النحاس وسبائكه لإضفاء مظهر وملمس ولون محددين. تشمل هذه المعالجة عمليات التشطيب الميكانيكية، والتلوين الكيميائي، والطلاءات. وسيتم شرحها هنا.

المعالجات الميكانيكية للأسطح. توجد أنواع عديدة من المعالجات الميكانيكية للأسطح. تُستخلص تشطيبات المطاحن من عمليات الإنتاج العادية، مثل الدرفلة أو البثق أو الصب. تُضفي التشطيبات المصقولة مظهرًا لامعًا يشبه المرآة بعد الطحن والتلميع والصقل. توفر التشطيبات ذات الملمس الموجه لمعانًا ناعمًا مخمليًا بنمط متواصل من الخدوش الدقيقة شبه المتوازية. تُحقق التشطيبات غير الملمسية ذات الملمس غير الموجه ملمسًا خشنًا، خاصةً على المسبوكات، حيث يتم رش الرمل أو حبيبات المعدن تحت ضغط عالٍ. أما التشطيبات المزخرفة، التي تُصنع عن طريق ضغط صفيحة من سبيكة النحاس بين أسطوانتين، فتُنتج مظهرًا بارزًا ومزخرفًا.

طبقة الزنجار المُستحثة كيميائيًا. يطلب المهندسون المعماريون أحيانًا لونًا مُحددًا لطبقة الزنجار عند التركيب. تُنتج أنظمة الزنجار المُستحثة كيميائيًا المُطبقة في المصنع مجموعة واسعة من التشطيبات الملونة المُشابهة للزنجار الطبيعي. يُعد النحاس المُزنجار مُسبقًا مفيدًا بشكل خاص في أعمال الترميم عند الحاجة إلى توفير تطابق دقيق للألوان مع أسطح النحاس القديمة. [ 74 ] كما يُؤخذ الزنجار المُسبق في الاعتبار في بعض مواد البناء الحديثة، مثل التكسية الرأسية، والأسقف المُعلقة، والمزاريب، حيث يكون الزنجار مرغوبًا فيه ولكنه لا يحدث عادةً. [ 11 ]

يُعدّ التلوين الكيميائي للمعادن فنًا يتطلب مهارةً وخبرةً. وتعتمد تقنيات التلوين على الوقت ودرجة الحرارة وإعداد السطح والرطوبة وغيرها من المتغيرات. [ 38 ] تُنتَج صفائح النحاس المُعالجة مسبقًا بالزنجار بواسطة المصنّعين في بيئات مُتحكّم بها باستخدام عمليات كيميائية مُسجّلة ببراءات اختراع. وتُطوَّر تشطيبات الزنجار الأخضر بشكل أساسي باستخدام كلوريد الحمض أو كبريتات الحمض. وتُحقق المعالجات باستخدام كلوريد الأمونيوم ( سال الأمونيا )، وكلوريد النحاسوز / حمض الهيدروكلوريك ، وكبريتات الأمونيوم نجاحًا نسبيًا. [ 75 ] [ 76 ] يُمكن إنتاج تشطيبات التماثيل بألوان بنية فاتحة ومتوسطة وداكنة، وذلك حسب تركيز وعدد طبقات التلوين. ومن مزايا هذه المعالجة أنها تُخفي علامات السطح على النحاس المصقول اللامع، كما يُمكنها تسريع عملية الزنجار الطبيعية. [ 11 ] [ 38 ]

نظراً لكثرة المتغيرات المؤثرة، فإن طبقات الزنجار المُصنّعة كيميائياً عُرضة لمشاكل مثل ضعف الالتصاق، وتلطيخ المواد المجاورة بشكل مفرط، وعدم القدرة على تحقيق تجانس لوني مقبول على مساحات واسعة. لا يُنصح بتطبيق الزنجار الكيميائي في الموقع نظراً لاختلاف درجات الحرارة والرطوبة والمتطلبات الكيميائية. [ 59 ] يُنصح بالحصول على ضمانات عند شراء النحاس المُعالج مسبقاً بالزنجار للمشاريع المعمارية.

تتوفر تقنيات ووصفات مفيدة لتلوين النحاس الأصفر، والنحاس الأصفر، والنحاس الأصفر، والبرونز، والبرونز المصبوب، وتذهيب المعادن، بالإضافة إلى العديد من التشطيبات النسيجية الفيزيائية والكيميائية. [ 77 ]

الطلاءات. تحافظ الطلاءات الشفافة على اللون الطبيعي والدفء واللمسة المعدنية لسبائك النحاس. مع ذلك، وخاصةً في التطبيقات الخارجية، فإنها تتطلب صيانةً لمادةٍ لا تحتاج بطبيعتها إلى صيانة. وهي عبارة عن مواد كيميائية عضوية تجف في درجات الحرارة المحيطة أو تتطلب حرارةً للتصلب أو تبخير المذيب. من أمثلة الطلاءات العضوية الشفافة: الألكيد ، والأكريليك ، وأسيتات بوتيرات السليلوز، والإيبوكسي ، والنيتروسليلوز ، والسيليكون ، واليوريثان . تتوفر تفاصيل إضافية. [ 78 ] [ 79 ]

تعمل الزيوت والشموع على منع الرطوبة من الوصول إلى أسطح النحاس، وفي الوقت نفسه تُحسّن مظهرها بإبراز لمعانها الغني وعمق لونها. يُستخدم التزييت عادةً لإطالة مدة بقاء النحاس المكشوف بلون بني إلى أسود. لن يحافظ التزييت على لمعان النحاس في التركيبات الخارجية. توفر الزيوت والشموع حماية قصيرة المدى للتطبيقات الخارجية وحماية طويلة المدى للتطبيقات الداخلية. [ 80 ]

يُعدّ التزييت الطريقة الأكثر شيوعًا في أعمال تسقيف الأسطح والوصلات المعدنية. ومن أشهر أنواع الزيوت المستخدمة: زيت الليمون (USP)، وزيت عشبة الليمون، وزيت Native EI، وزيوت البارافين، وزيت بذر الكتان ، وزيت الخروع . بالنسبة لأسطح النحاس أو وصلاته المعدنية، يُمكن إعادة التزييت مرة كل ثلاث سنوات على الأقل لإبطاء تكوّن طبقة الصدأ بفعالية. في المناطق الجافة، يُمكن تمديد الفترة بين عمليات التزييت إلى ما بين ثلاث وخمس سنوات.

يُستخدم التشميع عادةً للمكونات المعمارية التي تخضع لفحص دقيق و/أو حركة مرور كثيفة. وتشمل الخلطات التي تُعتبر مُرضية شمع الكرنوبا وزيت التربنتين الخشبي ، أو شمع العسل وزيت التربنتين الخشبي ، أو الشموع المعجونة. [ 76 ]

تُستخدم طبقات الطلاء المعتمة بشكل أساسي في الأعمال التي تُطبق على النحاس عندما تكون سلامة الركيزة وطول عمرها مطلوبة ولكن يلزم لون محدد يختلف عن درجات اللون النحاسي الطبيعية. [ 81 ]

تُعدّ طبقات الزنك والقصدير بديلاً لطبقات الرصاص، إذ تتمتع بنفس المظهر وسهولة الاستخدام تقريباً. [ 82 ] [ 83 ]

تُستخدم طبقات المينا الزجاجية بشكل أساسي في الأعمال الفنية فوق النحاس.

تتوفر تفاصيل إضافية حول تشطيبات النحاس. [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ]

التطبيقات

مثال على الأعمال النحاسية المعمارية، يظهر قبة نحاسية مع زخرفة نحاسية، ومظلة سقف حلزونية نحاسية، وسياج نحاسي.

يستغل الحرفيون والمصممون المزايا الكامنة في النحاس لبناء أنظمة بناء جذابة من الناحية الجمالية وتدوم طويلًا. من الكاتدرائيات إلى القلاع ، ومن المنازل إلى المكاتب، يُستخدم النحاس في العديد من المنتجات: الأسقف المائلة والمنخفضة، والأسقف المعلقة ، والواجهات ، والوصلات ، والمزاريب ، وأنابيب تصريف المياه ، وفواصل التمدد في المباني، والقباب ، والأبراج ، والأقبية . كما يُستخدم النحاس أيضًا لتكسية الجدران والأسطح الأخرى في البيئات الخارجية والداخلية. [ 10 ] [ 11 ] [ 88 ]

تسقيف

يتميز النحاس بخصائص فريدة ومتانة عالية كمادة لتغطية الأسقف. يتناسب مظهره مع أي نمط معماري، من التقليدي إلى الحديث. كما أن دفئه وجماله يجعلان منه مادة مرغوبة لدى العديد من المهندسين المعماريين. ويلبي النحاس أيضاً متطلبات المهندسين المعماريين ومالكي المباني فيما يتعلق بتكلفة الاستخدام على المدى الطويل، وسهولة التصنيع، وانخفاض تكاليف الصيانة، ومراعاته للبيئة.

تركيب سقف نحاسي جديد.

يُعدّ تركيب الأسقف النحاسية حرفةً تتطلب فنيين ذوي خبرة. فمرونتها وقابليتها للتشكيل تجعلها مادةً ملائمةً للتغطية على أسطح غير منتظمة الشكل. كما يسهل طرقها أو تشكيلها في تصاميم مانعة لتسرب الماء دون الحاجة إلى مواد مانعة للتسرب أو حشوات. [ 89 ] ويمكن التعامل مع القباب والأسطح المنحنية الأخرى بسهولة باستخدام النحاس.

عند تصميمها وتركيبها بشكل صحيح، توفر الأسقف النحاسية حلاً اقتصادياً طويل الأمد. وقد أظهرت الاختبارات التي أجريت على أسقف نحاسية أوروبية من القرن الثامن عشر أن الأسقف النحاسية، نظرياً، يمكن أن تدوم ألف عام. [ 19 ]

سقف نحاسي جديد لمذبح خارجي لطائفة الشنتو .

من مزايا أنظمة الأسقف النحاسية سهولة إصلاحها نسبيًا. ففي حالة الحفر أو الشقوق الصغيرة، يمكن تنظيف المناطق المتضررة وملؤها باللحام . أما في حالة المساحات الأكبر، فيمكن قص قطع من النحاس ولحامها في مكانها. وفي حالة المساحات الكبيرة، يمكن قطع النحاس المتضرر واستبداله باستخدام وصلة لحام مسطحة. [ 28 ]

يمكن تصميم أسطح النحاس لتُضاهي أو تتفوق على المواد الأخرى من حيث توفير الطاقة. وقد أدى تركيب سقف نحاسي مُهوى في مختبرات أوك ريدج الوطنية (الولايات المتحدة) إلى تقليل اكتساب الحرارة بشكل كبير مقارنةً بألواح الصلب المطلية بالحجر (SR246E90) أو ألواح الأسفلت (SR093E89)، مما أسفر عن انخفاض تكاليف الطاقة. [ 90 ]

تشمل أنواع الأسقف النحاسية ما يلي: [ 91 ]

يتكون سقف ذو درزات بارزة من ألواح مُشكّلة مسبقًا أو في الموقع. تمتد هذه الألواح بالتوازي مع ميل السقف، وتُربط بالألواح المجاورة بواسطة درزات بارزة مزدوجة القفل. وتُثبّت مشابك نحاسية في هذه الدرزات لتأمين السقف على السطح.

يتكون سقف ذو وصلات متداخلة من ألواح نحاسية متوازية مع ميل السقف، تفصل بينها عوارض خشبية. تُغطى العوارض بأغطية نحاسية تُثبّت بشكل غير محكم في الألواح المجاورة لتأمين السقف. وتُستخدم مشابك مُثبّتة على العوارض لتثبيت ألواح السقف. وتُستخدم وصلات عرضية لربط أطراف الألواح المُشكّلة مسبقًا.

تتكون الأسقف ذات الدرزات الأفقية، والمعروفة أيضًا باسم أسقف برمودا، من ألواح نحاسية تمتد أطوالها أفقيًا عبر السقف، مثبتة على دعامات خشبية أفقية. ويُستخدم درج عند كل دعامة لضمان تثبيت الألواح المتجاورة بإحكام. ويُتيح ارتفاع الدرجات والمسافة بينها إمكانية تصميم أشكال مختلفة.

يعتمد التصميم الشائع لسقف متعرج على بناء وصلات عوارض خشبية تُثبّت عليها عوارض إضافية. مع التصميم المناسب، يمكن أن تتخذ العوارض الزخرفية أي شكل أو حجم تقريبًا، وأن تمتد في أي اتجاه.

تُستخدم أنظمة الأسقف ذات اللحامات المسطحة والملحومة عادةً على الأسطح المسطحة أو ذات الميلان المنخفض. كما تُستخدم أيضًا على الأسطح المنحنية مثل القباب والأقبية الأسطوانية.

تعتبر ألواح التسقيف النحاسية غير الملحومة ذات الدرزات المسطحة خيارًا يشبه القرميد للتطبيقات ذات المنحدرات العالية.

تُستخدم أسطح مانسارد على الأسطح الرأسية أو شبه الرأسية. وتعتمد هذه الأسطح في الغالب على تقنية بناء الألواح الخشبية ذات الدرزات البارزة أو الألواح الخشبية ذات الدرزات المتداخلة.

تستوعب أنظمة الألواح الطويلة (ألواح ووصلات يزيد طولها عن 3 أمتار أو 10 أقدام ) إجهاد التمدد التراكمي على امتدادات طويلة من صفائح النحاس. قد تكون هذه التركيبات معقدة نظرًا لاختلاف طول لوح السقف عن طول الوصلة، وتصميم مشابك التثبيت والمسافات بينها، وخصائص التمدد الفيزيائي لصفائح النحاس. يجب استيعاب هذا التمدد إما بتثبيت اللوح من أحد طرفيه (مما يؤدي إلى تراكم التمدد عند الطرف الحر) أو بتثبيت منتصف اللوح (مما يؤدي إلى تراكم نصف التمدد عند كلا الطرفين الحرين). [ 59 ] [ 92 ] بالإضافة إلى الألواح، يمكن لبلاط الأسقف النحاسي أن يضفي لمسة فريدة على نظام التسقيف. يمكن استخدامه على أي شكل من أشكال الأسقف وفي جميع أنواع المناخ. [ 93 ] 

وميض

على الرغم من أن معظم مواد البناء الحديثة مقاومة إلى حد كبير لتسرب الرطوبة، إلا أن العديد من الفواصل بين وحدات البناء والألواح والعناصر المعمارية ليست كذلك. وقد تؤدي آثار الحركة الطبيعية الناتجة عن الهبوط والتمدد والانكماش في نهاية المطاف إلى حدوث تسربات.

يُعدّ النحاس مادةً ممتازةً لتركيب الألواح المعدنية نظرًا لمرونته، وقوته، وقابليته للحام، وسهولة تشكيله، ومقاومته العالية للتأثيرات الكاوية للملاط والبيئات القاسية، وعمره الطويل. وهذا ما يُتيح بناء سقفٍ خالٍ من نقاط الضعف. ونظرًا لارتفاع تكلفة استبدال الألواح المعدنية في حال تلفها، فإنّ عمر النحاس الطويل يُشكّل ميزةً اقتصاديةً رئيسية. [ 19 ] [ 64 ]

يُوصى باستخدام النحاس الصلب المدلفن على البارد بسمك 3.2 مم (1/8 بوصة ) لمعظم تطبيقات التغطية المعدنية. يوفر هذا النوع من النحاس مقاومة أكبر من النحاس اللين لإجهادات التمدد والانكماش. يمكن استخدام النحاس اللين في الحالات التي تتطلب تشكيلًا دقيقًا، كما هو الحال في أشكال الأسقف المعقدة. يتم منع الحركة الحرارية في التغطية المعدنية أو السماح بها فقط في مواقع محددة مسبقًا. [ 61 ] 

قد يؤدي تركيب الألواح المعدنية بشكل غير صحيح إلى تآكل الأنابيب وتقصير عمرها، خاصةً في البيئات الحمضية. ويزداد هذا الخطر عند الحافة الأمامية للقرميد حيث تستقر حواف القرميد على الألواح النحاسية. [ 58 ] [ 59 ]

تعمل الألواح المعدنية المثبتة عبر الجدار على تحويل الرطوبة التي دخلت الجدار قبل أن تتسبب في حدوث أضرار. أما الألواح المعدنية المقابلة فتُحوّل الماء إلى الألواح المعدنية الأساسية، والتي بدورها تُحوّله إلى مواد أخرى.

توجد أنواع مختلفة من أغطية وألواح النحاس. تتوفر شروحات تخطيطية لها. [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]

المزاريب وأنابيب تصريف المياه

نظام مزاريب نحاسية يوضح مزاريب نحاسية نصف دائرية، ومزاريب نحاسية دائرية، ورأس تصريف نحاسي، وأنبوب تصريف نحاسي دائري، وحوامل مزاريب نحاسية مزخرفة.

يمكن أن تتسبب المزاريب وأنابيب تصريف مياه الأمطار المتسربة في أضرار جسيمة للجزء الداخلي والخارجي للمبنى. يُعد النحاس خيارًا ممتازًا للمزاريب وأنابيب التصريف نظرًا لقدرته على توفير وصلات قوية مانعة للتسرب. ومن المتوقع أن تدوم المزاريب وأنابيب التصريف المصنوعة من النحاس لفترة أطول من المواد المعدنية الأخرى والبلاستيك. حتى في البيئات الساحلية المعرضة للتآكل أو في المناطق التي تشهد أمطارًا حمضية أو ضبابًا دخانيًا ، يمكن أن تدوم المزاريب وأنابيب التصريف النحاسية لمدة 50 عامًا أو أكثر. [ 97 ] [ 98 ]

يمكن أن تكون أنابيب تصريف مياه الأمطار عادية أو مموجة، دائرية أو مستطيلة. ويُستخدم عادةً النحاس المدلفن على البارد بوزن 450 أو 570 غرامًا . كما تتوفر تصاميم زخرفية. 

مجموعة مزاريب تصريف مياه الأمطار على شكل غرغول مصنوعة من النحاس الخالص.

تُثبّت المزاريب النحاسية المعلقة بأقواس أو علاقات من النحاس الأصفر أو النحاس، أو بأشرطة نحاسية. غالبًا ما تُدمج بطانات المزاريب النحاسية في هياكل داعمة خشبية. تُستخدم مصارف تصريف المياه لتوفير منفذ عبر الجدران الحاجزة أو حواجز الحصى على الأسطح المستوية والمتعددة الطبقات لتصريف المياه الزائدة. يمكن استخدامها مع المزاريب وأنابيب التصريف لتوجيه تدفق المياه إلى المكان المطلوب. تُستخدم أحواض تصريف مياه الأمطار النحاسية عادةً لتصريف مساحات صغيرة من الأسطح مثل المظلات. لا يُنصح باستخدام أحواض تصريف مياه الأمطار لأنظمة تصريف مياه الأمطار العامة.

رأس قائد نحاسي مصنوع حسب الطلب.

من عيوب النحاس ميله إلى تلطيخ مواد البناء فاتحة اللون، كالرخام والحجر الجيري . [ 19 ] يظهر التصبغ الأخضر بوضوح على الأسطح فاتحة اللون. أما النحاس المطلي بالرصاص، فقد يُسبب بقعًا سوداء أو رمادية قد تمتزج جيدًا مع مواد البناء الفاتحة. يُمكن الحد من التصبغ بتجميع مياه الأمطار في المزاريب وتوجيهها بعيدًا عن المبنى عبر أنابيب التصريف، أو بتصميم حواف مانعة للتسرب لتقليل كمية الرطوبة المحملة بالنحاس التي تتلامس مع المواد الموجودة أسفلها. كما يُقلل طلاء السطح المجاور للمادة المسامية بمادة مانعة للتسرب من السيليكون الشفاف من التصبغ. وقد لا يظهر التصبغ في مناطق التدفق السريع للمياه نظرًا لقصر مدة بقاء الماء على النحاس.

القباب والأبراج والأقبية

قبة نحاسية مصنوعة من ألواح نحاسية ذات درزات بارزة، يعلوها أناناس نحاسي. صُنع الزخرف النحاسي يدويًا من نحاس غير مطلي، أما أوراق الأناناس فهي نحاس مُعتّق.
برج الجرس النحاسي لكنيسة القديس لورينتيوس، باد نوينهار-أرفايلر

تتنوع أنواع القباب والأبراج والأقبية النحاسية ، بدءًا من التصاميم البسيطة وصولًا إلى الأسطح المنحنية المعقدة والتصاميم متعددة الأوجه. [ 99 ] تشمل الأمثلة القباب الدائرية ذات أنظمة اللحام المائلة المسطحة، والقباب الدائرية ذات أنظمة اللحام القائمة، والقباب الدائرية ذات أنظمة اللحام المسطحة، والأبراج المخروطية، وأسقف اللحام المسطحة على الأبراج المثمنة، والأقبية الأسطوانية ذات اللحام القائم، والأقبية الأسطوانية ذات اللحام المسطح. تتوفر معلومات حول خطوات تخطيط ألواح القبة [ 100 ] ومواصفات الإنشاءات النحاسية [ 101 ] .

يُعد البرج المغطى بالنحاس في كلية سعيد للأعمال في أكسفورد، المملكة المتحدة، تفسيراً حديثاً لمفهوم "الأبراج الحالمة".

تكسية الجدران

أصبحت كسوة النحاس شائعة في العمارة الحديثة. تُمكّن هذه التقنية المهندسين المعماريين من دمج عناصر جذابة بصريًا في تصاميمهم، مثل الكسوة المعدنية المنقوشة أو المشكلة.

تُمكّن تقنية التكسية من بناء هياكل بوزن أقل بكثير من النحاس الصلب. تزن المواد المركبة بسمك 4 مليمترات ( 5/32 بوصة ) 10 كجم/م² ( 2.08 رطل لكل قدم مربع) ، أي ما يعادل 35% فقط من وزن النحاس الصلب بنفس السماكة. [ 102 ]  

تُستخدم ألواح التكسية النحاسية في واجهات المباني وبيئاتها الداخلية. ففي واجهات المباني، تحمي ألواح التكسية النحاسية، والقرميد، والألواح الجاهزة المباني من العوامل الجوية، إذ تُشكل خط الدفاع الأول ضد الرياح والغبار والماء. وتتميز هذه التكسية بخفة وزنها ومتانتها ومقاومتها للتآكل، وهو أمر بالغ الأهمية للمباني الكبيرة. [ 103 ] وتشمل التطبيقات الداخلية الشائعة جدران الردهات ، والأسقف المعلقة ، وواجهات الأعمدة، والجدران الداخلية لكبائن المصاعد .

يمكن قصّ ألواح النحاس، وتفريزها، ونشرها، وبردها، وثقبها، وتثبيتها بالبراغي، ولحامها، وثنيها لتشكيل أشكال معقدة. وتتوفر مجموعة متنوعة من التشطيبات والألوان.

يمكن تغطية الجدران المسطحة والدائرية وذات الأشكال غير المألوفة بألواح نحاسية. تُصنع معظم هذه الألواح في الموقع من صفائح معدنية، كما يمكن تصنيعها مسبقًا. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر أنظمة هندسية مثل الألواح المعزولة، والألواح غير المعزولة ذات الشكل الخلوي، وألواح النحاس الشبكية، وألواح التكسية الهيكلية للجدران. توفر الألواح النحاسية الأفقية مظهرًا مسطحًا نسبيًا بخطوط أفقية دقيقة. تتميز الألواح النحاسية المشطوفة بعمق يُضفي تأثيرات ظلال كثيفة، بينما تُقلل الألواح المسطحة من الظلال. صُممت الألواح الهيكلية لتُثبت مباشرةً على هيكل الجدار دون الحاجة إلى طبقة أساسية متصلة. تُستخدم الألواح المسطحة المائلة على الأسطح المنحنية، مثل القباب والأبراج والأقبية. تُشبه الألواح المسطحة الأفقية ألواح التسقيف المسطحة المُثبتة على الأسطح الرأسية. تُعد ألواح النحاس الشبكية طبقة نهائية خفيفة الوزن، يمكن تثقيبها أو تشكيل فتحاتها لتؤدي وظيفة الحواجز الشمسية أو الزخرفية. أما الجدار الستائري المصنوع من سبائك النحاس فهو غطاء خارجي غير هيكلي للمبنى يحمي من العوامل الجوية. [ 104 ] يتم تصنيع الغلاف النحاسي المركب عن طريق ربط صفائح النحاس بكلا جانبي الصفيحة البلاستيكية الحرارية الصلبة .

مبنى المقر الرئيسي السابق لشركة الطائرات البريطانية الخارجية في غلاسكو مغطى بالنحاس.
فازت مكتبة بيكهام في لندن بجائزة ستيرلنغ للابتكار المعماري لعام 2000، وجائزة التكسية النحاسية لعام 2001، وجائزة سيفيك تراست للتميز في العمارة العامة لعام 2002.

تتوفر عدة أنظمة مختلفة لتكسية واجهات المباني بالنحاس:

تقنية التوصيل. هذا نوع من أنواع التكسية الكلاسيكية، رأسية أو أفقية، تُستخدم في تصميمات الأسقف والواجهات النحاسية. تتوفر هذه التكسية على شكل ألواح وشرائح، وتُثبّت بمشابك. ولأن منع تسرب الماء قد لا يكون ضروريًا على الأسطح الرأسية، فإن التوصيلات القائمة بزاوية غالبًا ما تكون كافية. كما أن التوصيلات القائمة ذات القفل المزدوج ليست ضرورية في كثير من الأحيان. تتوفر روابط لصور التوصيلات القائمة الأفقية والرأسية والتوصيلات المسطحة في بوابة النحاس بجامعة ديبريسين في المجر [ 105 ] ، ولصور واجهات نحاسية مُغطاة مسبقًا بالنحاس في فندق كراون بلازا ميلانو، في ميلانو ، إيطاليا [ 106 ] .

ألواح التسقيف النظامية. ألواح التسقيف عبارة عن بلاطات مسطحة مستطيلة أو مربعة الشكل، مُصنّعة مسبقًا، تُستخدم لتغطية الأسقف والجدران ومكونات المباني الفردية. تحتوي على 180 طية على طول حوافها الأربعة - طيتان باتجاه الجانب الخارجي وطيتين باتجاه الجانب الداخلي. يتم تعشيق ألواح التسقيف أثناء التركيب. تُخفى عملية التثبيت بمشابك من الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس على ألواح خشبية أو ألواح شبه منحرفة. يضمن التقطيع والطي الآليان توحيد أبعاد ألواح التسقيف. تتوفر روابط لأمثلة مصورة لألواح التسقيف النحاسية في بيئة خارجية [ 107 ] وداخلية [ 108 ] .

الألواح. الألواح عبارة عن صفائح نحاسية مُشكّلة مسبقًا، بأطوال تصل إلى 4-5 أمتار (13-16 قدمًا) وعرض قياسي يصل إلى 500 ملم (20 بوصة) . وهي عناصر تكسية ثنائية الجوانب، يمكن أن تكون مزودة بقاعدة طرفية أو بدونها. يتم تركيبها باستخدام نظام التعشيق أو بالتداخل. يمكن تركيب الألواح رأسيًا أو أفقيًا أو قطريًا. هناك ثلاثة أشكال أساسية: ألواح التعشيق الموضوعة رأسيًا لتكسية واجهة سطحية مستوية؛ وألواح التعشيق الموضوعة أفقيًا لتكسية واجهة سطحية مستوية؛ وألواح مُصممة حسب الطلب موضوعة في اتجاهات مختلفة مع تثبيت ظاهر أو مخفي، مُلاصقة للسطح أو متداخلة. تتوفر روابط لصور توضيحية لألواح ذهبية اللون [ 109 ] وألواح خضراء مُعتّقة [ 110 ] .    

وحدات النظام. هذا نظام جداري مستطيل صلب ذو تهوية، يتكون من ألواح معدنية منحنية أو مسطحة مثبتة ومؤمنة على هيكل داعم. جميع الحواف الأربعة مطوية مسبقًا في المصنع. تسمح الحواف المطوية على كل جانب بوضع أجزاء الصفائح المعدنية الكبيرة بمستوى سطح التكسية. عادةً ما يتم التثبيت بالمسامير أو البراغي، أو باستخدام زوايا تثبيت أو خطافات براغي لتثبيت الوحدات مباشرةً على الركيزة. وحدات النظام مصممة مسبقًا لتلبية متطلبات معمارية محددة. تتوفر روابط لصور توضيحية لتكسية الوحدات. [ 111 ] [ 112 ]

الخرسانة الجرافيكية. الخرسانة الجرافيكية هي أسلوب لإنشاء أنماط أو صور أو نصوص دائمة على أسطح الخرسانة، طوّره المهندس المعماري الفنلندي سامولي نامانكا عام ١٩٩٧. وقد استُخدم هذا الأسلوب في العديد من المشاريع المعمارية الحائزة على جوائز، منها: أرشيف مقاطعة هامينلينا، الفائز بجائزة "أفضل مبنى خرساني لعام ٢٠٠٩"، ومبنى شركة أسونتو أوي هلسنجين فيوكا، الفائز بجائزة "أفضل مبنى خرساني لعام ٢٠١٦". يُبرز هذا الأسلوب تنوّع استخدامات الخرسانة في الهندسة المعمارية، ويُضفي جمالية فريدة على الواجهات.

ألواح مُشكّلة. تُعدّ الألواح المُشكّلة مثالية لتغطية مساحات التكسية الكبيرة دون فواصل، وذلك بفضل أشكالها المنتظمة وغير البارزة. وهي متوفرة بأشكال متنوعة، ما يجعلها مناسبة تمامًا للأسقف المسطحة الجديدة، والواجهات، والأسقف المائلة، وأعمال التجديد. تشمل الأشكال المتوفرة: أشكال مموجة جيبية؛ وأشكال شبه منحرفة بأشكال هندسية مختلفة؛ وأشكال مُصممة حسب الطلب بأشكال هندسية وحواف خاصة. يمكن تصنيعها مسبقًا وتحديدها بنقوش بارزة أو تصاميم أخرى.

أشكال خاصة. تتوفر واجهات ذات أشكال خاصة لإضفاء تأثيرات بصرية مرغوبة. تتوفر ألواح معدنية مثقبة بأشكال متنوعة (دائرية، مربعة، مستطيلة، إلخ) وترتيبات مختلفة (مستطيلة، مائلة، متوازية العرض، متداخلة، إلخ). يمكن تصميمها لإنشاء أنماط دقيقة، ورسومات فائقة، ونصوص. كما تتوفر هياكل شبكية ونسيجية. روابط لصور مبانٍ مكسوة بأشكال خاصة متوفرة. [ 113 ] [ 114 ] [ 115 ]

فواصل التمدد في المباني

يُعدّ تصميم المبنى مع مراعاة حركة مكوناته نتيجةً لتغيرات درجة الحرارة والأحمال والهبوط جزءًا أساسيًا من التفاصيل المعمارية. توفر فواصل التمدد في المبنى حواجزَ خارجيةً وتغطي الفراغات بين المكونات. يُعتبر النحاس مادةً ممتازةً لفواصل التمدد لسهولة تشكيله ومتانته. تتوفر تفاصيلٌ حول حالة الأسقف وحوافها والأرضيات. [ 116 ]

التصميم الداخلي

كسوة نحاسية معمارية في الجزء الداخلي من متحف العاصمة، بكين، جمهورية الصين الشعبية.

يُضفي النحاس لمسة جمالية على أنظمة الجدران الداخلية والأسقف والتجهيزات والأثاث والأدوات، مُوحيًا بجو من الدفء والهدوء والسكينة. أما من حيث الأداء، فهو خفيف الوزن، ومقاوم للحريق، ومتين، وسهل التشكيل، وغير عضوي (لا يُطلق غازات). تشمل الاستخدامات النموذجية للنحاس في التصميمات الداخلية الألواح، والقرميد ، والشاشات، والزخارف ، والتجهيزات، وغيرها من العناصر الزخرفية. [ 10 ]

كاتدرائية بازيليكا مريم ملكة العالم، في مونتريال. عند تقاطع الجناحين أمام المذبح الرئيسي، توجد مظلة بالنحاس الأحمر، صُنعت في روما عام 1900.

بما أن الأسطح النحاسية تقضي على الميكروبات المسببة للأمراض ، فإن المهندسين المعماريين الذين يصممون المرافق العامة، كالمستشفيات ومحطات النقل العام ، ينظرون إلى المنتجات النحاسية لما لها من فوائد صحية عامة . [ 8 ] [ 41 ] في السنوات الأخيرة، أصبحت أسطح العمل النحاسية ، وأغطية المواقد، والأحواض ، والمقابض، ومقابض الأبواب ، والحنفيات ، وزخارف الأثاث رائجة، سواءً لمظهرها الجذاب أو لخصائصها المضادة للميكروبات . (انظر المقال الرئيسي: أسطح اللمس المصنوعة من سبائك النحاس المضادة للميكروبات ).

يتم وصل النحاس في البيئات الداخلية عن طريق اللحام التناكبي، واللحام بالقصدير، والمسامير، والبراغي، والربط بالمسامير، والدرزات القائمة، والدرزات المتداخلة (مع أو بدون مثبتات)، والدرزات المسطحة، والشفاه المثبتة بالمسامير، والوصلات المسننة، والوصلات المتداخلة المستوية، والدرزات المبطنة. [ 117 ]

المباني الخضراء

تُعدّ المواد المستدامة عناصر أساسية في المباني الخضراء . ومن فوائدها المتانة، وطول العمر، وإمكانية إعادة التدوير، وكفاءة الطاقة والحرارة. ويحتل النحاس مرتبة متقدمة في جميع هذه الجوانب.

يُعدّ النحاس من أكثر الموصلات الحرارية والكهربائية كفاءةً في الطبيعة، مما يُسهم في ترشيد استهلاك الطاقة. وبفضل موصليته الحرارية العالية، يُستخدم على نطاق واسع في أنظمة تدفئة المباني، ومضخات الحرارة ذات التبادل الحراري المباشر ، ومعدات الطاقة الشمسية وتسخين المياه. كما تُسهم موصليته الكهربائية العالية في زيادة كفاءة الإضاءة ، والمحركات الكهربائية ، والمراوح، والأجهزة المنزلية، مما يجعل تشغيل المبنى أكثر فعالية من حيث التكلفة مع تقليل استهلاك الطاقة والأثر البيئي. [ 118 ]

نظرًا لأن النحاس يتمتع بموصلية حرارية أفضل من مواد الواجهات والأسقف التقليدية، فهو مناسب تمامًا لأنظمة الواجهات الحرارية الشمسية. وقد تم تركيب أول نظام تجاري متكامل للواجهات النحاسية الحرارية الشمسية في مجمع بوري للسباحة العامة في فنلندا . ويُعد هذا النظام مثالًا حضريًا على الاستدامة وخفض انبعاثات الكربون . تعمل الواجهة الشمسية بالتنسيق مع مُجمِّعات الطاقة الشمسية على السطح، وتُكمَّل بألواح كهروضوئية مثبتة على السطح تُوفِّر 120,000 كيلوواط ساعة من الحرارة، وهي كمية طاقة تُعادل ما تستهلكه سنويًا ستة منازل عائلية متوسطة في فنلندا ذات المناخ البارد. [ 119 ]

يشترط أحد معايير نظام الريادة في تصميم الطاقة والبيئة ( LEED ) التابع للمجلس الأمريكي للمباني الخضراء (USGBC) أن تتضمن المباني المُنشأة حديثًا موادًا تحتوي على مواد مُعاد تدويرها قبل وبعد الاستهلاك. تحتوي معظم منتجات النحاس المستخدمة في البناء (باستثناء المواد الكهربائية التي تتطلب نحاسًا خامًا عالي التكرير) على نسبة كبيرة من المواد المُعاد تدويرها. انظر: النحاس في الهندسة المعمارية#إعادة التدوير .

الجوائز

تُسلّط برامج الجوائز الضوء على أعمال العمارة النحاسية في كندا والولايات المتحدة [ 120 ] وفي أوروبا. [ 121 ] كما تُقام مسابقة دولية بعنوان "النحاس والمنزل". [ 122 ] وتُقيّم هذه الجوائز من قبل خبراء في الهندسة المعمارية وصناعة النحاس، وتشمل معاييرها استخدام النحاس في تصميم المباني، وإتقان تركيب النحاس، والتميز في الابتكار، وترميم المباني التاريخية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ الصين الثقافية: دليل المناظر الطبيعية والمدن؛ http://scenery.cultural-china.com/en/148S2741S9905.html مؤرشف بتاريخ 13 أكتوبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  2. ↑ سفارات الدول الإسكندنافية في برلين : معلومات معمارية، http://www.e-architect.co.uk/berlin/scandinavian_embassies.htm
  3. ↑ الفرع الرئيسي لمكتبة أوك بارك العامة؛ http://oakpark.patch.com/listings/oak-park-public-library-main-branch مؤرشف بتاريخ 19 يناير 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  4. ↑ مكتب الشؤون الثقافية، أطلال يينغ، أنيانغ، جمهورية الصين الشعبية؛ http://www.icm.gov.mo/exhibition/tc/ayintroE.asp مؤرشف بتاريخ ١٢ أكتوبر ٢٠١٢ في أرشيف الإنترنت
  5. ^ موجا: متحف الجوراسيكو دي أستورياس؛ الإطار والشكل، 28/09/2009؛ http://www.frameandform.com/2009/09/28/muja-museo-del-jurasico-de-asturias/ أرشفة 2010-08-29 في آلة Wayback .
  6. ^ OOPEAA – كنيسة كلاوكالا. http://oopeaa.com/project/klaukkala-church/ أرشفة 2020-03-11 في آلة Wayback .
  7. ^ كلاوكالان كيركو - فودين بيتونيراكين 2004 -kunniamaininta؛ https://betoni.com/wp-content/uploads/2015/11/Klaukkalan-kirkko-Vuoden-Betonirakenne-2004-kunniamaininta.pdf أرشفة 2020-07-28 في آلة Wayback .
  8. 1 2 3 4 5 كيريتا الابن، آندي (2009). ميزة النحاس، الهندسة المعمارية المعدنية، يونيو 2009؛ www.metalarchitecture.com
  9. 1 2 3 أوستن، جيم (2006). النحاس: طاووس المعادن، مجلة تسقيف المعادن، أبريل-مايو 2006؛ www.metalroofingmag.com
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 سيل، واين (2007). دور النحاس الأصفر والنحاس الأحمر والبرونز في العمارة والتصميم؛ العمارة المعدنية، مايو 2007
  11. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ دليل النحاس في العمارة؛ الحملة الأوروبية للنحاس في العمارة؛ http://www.copperconcept.org/sites/default/files/attachment/2011/pubpdf145.pdf
  12. ↑ مايكل غريفز وشركاؤه
  13. ↑ ميتال سايت: مصدر معلومات عن التكسية المعدنية في الهندسة المعمارية؛ http://www.metalsight.com/projects/metropolis/ مؤرشف بتاريخ 2013-05-02 في أرشيف الإنترنت
  14. ↑ مالكولم هولزمان حول الإلهام في التصميم، المباني ، 27 أبريل 2009 ؛
  15. ↑ متحف فاسا؛ http://www.vasamuseet.se/en/About/The-history-of-the-museum/ مؤرشف بتاريخ ١٢ مارس ٢٠١٢ في أرشيف الإنترنت
  16. ↑ منحوتة سمكة في فيلا أوليمبيكا؛ المهندس المعماري فرانك جيري؛ http://pastexhibitions.guggenheim.org/gehry/fish_sculpt_11.html
  17. ↑ دليل MIMOA الإلكتروني للهندسة المعمارية في أوروبا؛ http://www.mimoa.eu/projects/Spain/Barcelona/Fish مؤرشف بتاريخ 10 أبريل 2019 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  18. ↑ غوتو، شيهوكو (2012). النحاس في الهندسة المعمارية، بزنس إنسايدر، كما نُشر في ريسورس إنفستنغ نيوز، 14 مارس 2012؛ http://www.businessinsider.com/copper-in-architecture-2012-3
  19. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 روعة النحاس؛ مجلة تسقيف المعادن، ديسمبر 2002/يناير 2003
  20. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ أسقف نحاسية بالتفصيل؛ النحاس في الهندسة المعمارية؛ جمعية تطوير النحاس، المملكة المتحدة، http://copperalliance.org.uk/resource-library/pub-156---copper-roofing-in-detail
  21. ↑ قسم الهندسة المعمارية، المعهد الأوروبي للنحاس؛ http://copperalliance.eu/applications/architecture
  22. 1 2 3 أسقف نحاسية بالتفصيل؛ النحاس في الهندسة المعمارية؛ جمعية تطوير النحاس، المملكة المتحدة، أسقف نحاسية بالتفصيل
  23. ↑ اكتمل بناء قصر كرونبورغ؛ وكالة القصور والممتلكات الثقافية، كوبنهاغن، "اكتمل بناء قصر كرونبورغ - وكالة القصور والممتلكات الثقافية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 سبتمبر 2012 .
  24. ↑ وكالة القصور والممتلكات الثقافية، ترميم برج قصر كريستيانسبورغ، http://www.slke.dk/en/slotteoghaver/slotte/christiansborgslot/hovedslottet/renoveringaftaarnet.aspx?highlight=copper+roof رابط قديم مؤرشف بتاريخ 6 يناير 2013 على archive.today
  25. ↑ أبرزت الندوات المعمارية (2008) الإمكانيات التصميمية للنحاس. أخبار البناء والهندسة المعمارية، المجلد 62، العدد 4، إعادة طبع A4086 xx/08؛ جمعية تطوير النحاس
  26. 1 2 منع التآكل في أنظمة الأسقف النحاسية، مجلة Professional Roofing، أكتوبر 2004، www.professionalroofing.net
  27. ↑ تآكل النحاس وسبائكه؛ مفتاح المعادن: قاعدة بيانات المعادن الأكثر شمولاً في العالم؛ http://www.keytometals.com/Article16.htm
  28. 1 2 3 4 5 6 7 بيترز، لاري إي. (2004). منع التآكل في أنظمة الأسقف النحاسية؛ مجلة الأسقف الاحترافية، أكتوبر 2004، www.professionalroofing.net
  29. ↑ هاوسكا، كاثرين، 2002؛ المعادن المعمارية لها العديد من الإمكانيات، ولكن لها أيضًا قيود، سنيبس؛ نوفمبر 2002؛ 71، الصفحات 12-24؛ www.snipsmag.com
  30. ↑ نيدوسيكا، أ. (2012-01-01)، "2 - إجهادات وانفعالات اللحام" ، في نيدوسيكا، أ. (محرر)، أساسيات تقييم وتشخيص الهياكل الملحومة ، سلسلة وودهيد للنشر في اللحام وتقنيات الربط الأخرى، وودهيد للنشر، ص 72-182 ، ISBN  978-0-85709-531-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أكتوبر 2021
  31. ↑ أساسيات تسقيف المعادن: يُعدّ التآكل والقوة والتمدد الحراري من القضايا المهمة التي يجب مراعاتها عند تحديد مواصفات أسطح المعادن؛ مجلة المهندس المعماري الكندي، المجلد 40، العدد 2 (فبراير 1995)، الصفحات 31-37
  32. 1 2 الحماية من الترددات الراديوية: الأساسيات؛ جمعية تطوير النحاس؛ http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/radio_shielding.html مؤرشف بتاريخ 7 أغسطس 2020 في أرشيف الإنترنت
  33. ↑ بدائل الحماية من المجالات الكهرومغناطيسية والتخفيف من آثارها؛ شركة خدمات المجالات الكهرومغناطيسية؛ http://www.emfservices.com/emf-shielding.htm
  34. ١ ٢ أنظمة الحماية من الصواعق النحاسية تنقذ أرواحًا بالمليارات؛ أخبار البناء والهندسة المعمارية، العدد ٨٠، شتاء ١٩٩٥؛ "Copper.org: أنظمة الحماية من الصواعق النحاسية تنقذ الأرواح - شتاء ١٩٩٥" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٥ مارس ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١١ سبتمبر ٢٠١٢ .
  35. 1 2 الحماية من الصواعق؛ في كتاب "النحاس في دليل تصميم العمارة"؛ جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/lightning.html مؤرشف بتاريخ 22-11-2012 في أرشيف الإنترنت
  36. ↑ معهد الحماية من الصواعق، الأسئلة الشائعة: هل مزيج الألومنيوم والنحاس بنفس متانة وأمان النحاس وحده؟ وهل يوفر لنا نفس النوع والكمية من الحماية؟ http://www.lightning.org/faq?page=11
  37. ↑ اعتبارات التصميم: حملة النحاس الأوروبية في الهندسة المعمارية؛ http://copperalliance.org.uk/docs/librariesprovider5/resources/pub-154-guide-to-copper-in-architecture-pdf.pdf?Status=Master مؤرشف بتاريخ 5 يناير 2017 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  38. 1 2 3 كيفية تطبيق التشطيبات النحتية والباتينا، ورقة بيانات التطبيق للنحاس والنحاس الأصفر والبرونز، جمعية تطوير النحاس المحدودة.
  39. 1 2 دليل استخدام النحاس في الهندسة المعمارية؛ الحملة الأوروبية للنحاس في الهندسة المعمارية؛ http://www.copperconcept.org/sites/default/files/attachment/2011/pubpdf145.pdf
  40. ↑ أسطح اللمس النحاسية، http://www.coppertouchsurfaces.org/program/index.html
  41. 1 2 النحاس المضاد للميكروبات، www.antimicrobialcopper.com
  42. ↑ مركز دورة الحياة، Deutsches Kupferinstitut، http://www.kupfer-institut.de/lifecycle/ (تحليل دورة الحياة لمنتجات النحاس، Deutsches Kupferinstitut، http://www.kupfer-institut.de/lifecycle/media/pdf/LCI-1.pdf
  43. ↑ دراسة أجرتها جمعية فراونهوفر بمشاركة شركة بي إي يوروب جي إم بي إتش لهندسة دورة الحياة
  44. ↑ فوتيلينن، بيا وشوننبرغر، جون 2010. هل النحاس في العمارة مستدام؟ منتدى النحاس: مجلة النحاس في العمارة؛ 28/2010
  45. ↑ ستيرنثال، دانيال 2000. أغطية النحاس في البناء المعاصر؛ مجلة مُحدد البناء، مجلة معهد مواصفات البناء، أكتوبر 2000
  46. ↑ غوتو، شيهوكو 2012. النحاس في الهندسة المعمارية، بزنس إنسايدر، كما نُشر في ريسورس إنفستنغ نيوز، 14 مارس 2012؛ http://www.businessinsider.com/copper-in-architecture-2012-3
  47. ↑ "النحاس في الهندسة المعمارية | أخبار الاستثمار في الموارد" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2012 .
  48. ↑ المواصفات القياسية لألواح وشرائح النحاس المستخدمة في البناء، الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM International)، ASTM B370-03، http://www.astm.org/Standards/B370.htm
  49. ↑ التصنيف القياسي لدرجات الصلابة للنحاس وسبائك النحاس - المطروق والمصبوب، الجمعية الأمريكية لاختبار المواد الدولية، ASTM B601-09؛ http://www.astm.org/Standards/B601.htm
  50. ↑ أنواع النحاس وخصائصه، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/intro.html مؤرشف بتاريخ 2 نوفمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  51. ↑ "الجمعية الأمريكية لاختبار المواد الدولية - المعايير العالمية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 مايو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مايو 2012 .
  52. ↑ جمعية مهندسي السيارات الدولية
  53. ↑ النحاس الأصفر والبرونز - التطبيقات المعمارية، منشور من قبل جمعية تطوير النحاس، www.buildingconstruction@cda.copper.org
  54. ↑ دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، سبائك النحاس، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/copper_alloys/intro.html
  55. ↑ أنواع النحاس وخصائصه، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/intro.html مؤرشف بتاريخ 2 نوفمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  56. ↑ الاعتبارات الإنشائية، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/structural_considerations.html مؤرشف بتاريخ 6 نوفمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  57. ↑ مرحبًا بكم في تمثال الحرية؛ متحف فيغسنيس للنحاس؛ http://park.org/Guests/Stavanger/statue.htm
  58. 1 2 ستيرنثال، دانيال (2002). تمدد الألواح الطويلة، ورفع الرياح، وتآكل الخطوط؛ مجلة تسقيف المعادن، ديسمبر 2002/يناير 2003
  59. 1 2 3 4 5 6 7 8 ستيرنثال، دانيال (1998). مقدمة عن تسقيف النحاس، مجلة مُحدد البناء، مجلة معهد مواصفات البناء، سبتمبر 1998
  60. ١ ٢ ٣ الاعتبارات المعمارية، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/arch_considerations.html مؤرشف بتاريخ ٢٠١٢-١١-٠٦ في أرشيف الإنترنت
  61. 1 2 3 ستيرنثال، دانيال (2000). أغطية النحاس في البناء المعاصر، مجلة مُحدد البناء، مجلة معهد مواصفات البناء، أكتوبر 2000
  62. ↑ سلسلة فيديوهات "اصنعها بنفسك: افعلها بشكل صحيح باستخدام النحاس"، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/doityourself/homepage.html
  63. ↑ ستيرنثال، دانيال 2000. أغطية نحاسية في البناء المعاصر، مجلة مواصفات البناء، أكتوبر 2000
  64. 1 2 الأغطية والوصلات، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/flashings_copings/intro.html مؤرشف بتاريخ 22-11-2012 في أرشيف الإنترنت
  65. ↑ معلومات عن التآكل الجلفاني للنحاس النقي تجارياً؛ http://www.wovenwire.com/reference/copper-contact-corrosion.htm
  66. ↑ أساسيات الأسقف المعدنية: يعتبر التآكل والقوة والتمدد الحراري من القضايا المهمة التي يجب مراعاتها عند تحديد مواصفات الأسقف المعدنية؛ The Canadian Architect، المجلد 40، العدد 2 (فبراير 1995)، الصفحات 31-37).
  67. ↑ أساسيات الأسقف المعدنية: يُعد التآكل والقوة والتمدد الحراري من القضايا المهمة التي يجب مراعاتها عند تحديد مواصفات الأسقف المعدنية؛ ( المعماري الكندي، المجلد 40، العدد 2 (فبراير 1995)، الصفحات 31-37)
  68. ↑ حلم الحرفي، وتحدي عامل تركيب الأسقف؛ مجلة الأسقف المعدنية، ديسمبر 2002/يناير 2003
  69. ١ ٢ الاعتبارات المعمارية، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/fundamentals/arch_considerations.html مؤرشف بتاريخ ٢٠١٢-١١-٠٦ في أرشيف الإنترنت
  70. ↑ التشطيبات – التجوية الطبيعية، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، "Copper.org: دليل تصميم الهندسة المعمارية: التشطيبات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-10-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-09-2012 .
  71. ↑ واليندر، إنجر أودنيفال؛ (2011). العمارة النحاسية والبيئة، منتدى العمارة النحاسية؛ 31/2011؛ ​​http://www.copperconcept.org/sites/default/files/copper-forum/31/copper-forum-2011-31-en.pdf
  72. ↑ التشطيبات – التجوية الطبيعية، النحاس في دليل تصميم العمارة "Copper.org: دليل تصميم العمارة: التشطيبات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-10-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-09-2012 .
  73. ↑ "لماذا النحاس؟ "
  74. ↑ بينكهام، مايرا (1997). قصة النحاس الجديدة: الأخضر؛ أخبار مركز المعادن، 37. 4 مارس؛ الصفحات 40-47
  75. ↑ التشطيبات – التجوية الكيميائية، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/finishes/finishes.html#chmwthrng مؤرشف بتاريخ 16-10-2012 في أرشيف الإنترنت
  76. 1 2 دليل تصميم النحاس الأصفر والبرونز: التطبيقات المعمارية، جمعية تطوير النحاس، 1994
  77. ↑ هيوز، ريتشارد ورو، مايكل، (1982، 1991)، تلوين المعادن وتذهيبها وإضفاء طبقة عليها؛ منشورات مجلس الحرف (لندن، المملكة المتحدة)، رقم ISBN 978-0-903798-60-0
  78. ↑ الطلاءات الشفافة على سبائك النحاس - تقرير فني؛ بيانات تطبيقات النحاس، A4027؛ جمعية تطوير النحاس
  79. ↑ تشطيبات عضوية شفافة للنحاس وسبائك النحاس؛ ورقة بيانات التطبيق 161/0؛ جمعية تطوير النحاس المحدودة.
  80. ↑ ستيرنثال، دانيال (1998). مقدمة في تسقيف النحاس، مجلة مُحدد المواصفات الإنشائية، مجلة معهد مواصفات البناء، سبتمبر
  81. ↑ التشطيبات - الطلاءات، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/finishes/finishes.html#ctngs مؤرشف بتاريخ 16-10-2012 في أرشيف الإنترنت
  82. ↑ روعة النحاس؛ مجلة تسقيف المعادن، ديسمبر 2002/يناير 2003
  83. ↑ ستيرنثال، دانيال 2000. أغطية النحاس في البناء المعاصر، مجلة مواصفات البناء، مجلة معهد مواصفات البناء، أكتوبر 2000
  84. ↑ دليل التشطيبات المعدنية، الرابطة الوطنية لمصنعي المعادن المعمارية، http://www.naamm.org/
  85. ↑ هيوز، ريتشارد ورو، مايكل (1989). تلوين المعادن وتذهيبها وإضفاء طبقة عتيقة عليها؛ منشورات مجلس الحرف، لندن، المملكة المتحدة
  86. ↑ التطبيقات المعمارية: دليل تصميم النحاس الأصفر والبرونز، جمعية تطوير النحاس، (1994)
  87. ↑ سبائك النحاس - التشطيبات؛ CDA؛ http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/copper_alloys/intro.html#ca8
  88. ↑ تفاصيل معمارية، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/details_intro.html مؤرشف بتاريخ 1 ديسمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  89. ↑ حلم الحرفي، وتحدي عامل تركيب الأسقف؛ مجلة الأسقف المعدنية ، ديسمبر 2002/يناير 2003
  90. ↑ أسطح النحاس رائعة، الهندسة المعمارية: العمل مع النحاس، جمعية تطوير النحاس، 2009؛ http://www.copper.org/publications/pub_list/pdf/a4094.pdf
  91. ↑ أنظمة التسقيف، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/roofing/intro.html مؤرشف بتاريخ 1 ديسمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  92. ↑ تمدد الألواح الطويلة، ورفع الرياح، وتآكل الخطوط؛ مجلة تسقيف المعادن، ديسمبر 2002/يناير 2003
  93. ↑ أكمل مشاريعك الحالية والجديدة ببلاط الأسقف المعدني؛ إنفولينك: دليل أستراليا للهندسة المعمارية والبناء والتشييد والتصميم؛ http://www.infolink.com.au/c/Copper-Roof-Shingles/Compliment-Existing-and-New-Projects-with-Metal-Roof-Tiles-from-Copper-Roof-Shingles-p20516 مؤرشف بتاريخ 25 أبريل 2012 في أرشيف الإنترنت
  94. ↑ أغطية وألواح التغطية: أغطية ألواح التغطية؛ http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/flashings_copings/coping_covers.html مؤرشف بتاريخ 22-11-2012 في أرشيف الإنترنت
  95. ↑ الأغطية والطلاءات: التغطية المضادة؛ http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/flashings_copings/counterflashing.html مؤرشف بتاريخ 12 مارس 2013 في أرشيف الإنترنت
  96. ↑ أغطية وألواح التغطية: أغطية متدرجة وأغطية مداخن؛ http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/flashings_copings/chimney.html مؤرشف بتاريخ 16-11-2012 في أرشيف الإنترنت
  97. ↑ تيكستور، كين (2000). المزاريب وأنابيب تصريف مياه الأمطار؛ مجلة الريف؛ المجلد 27، العدد 2؛ مارس/أبريل 2000
  98. ↑ المزاريب وأنابيب تصريف مياه الأمطار، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/gutters_downspouts/homepage.html مؤرشف بتاريخ 16 أكتوبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  99. ↑ القباب والأبراج والأقبية، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/domes_spires_vaults/intro.html مؤرشف بتاريخ 16 أكتوبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  100. ↑ خطوات تصميم لوحات القباب، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/domes_spires_vaults/dome_panel_layout.html مؤرشف بتاريخ ١٢ مارس ٢٠١٣ في أرشيف الإنترنت
  101. ↑ المواصفات المعمارية، دليل تصميم النحاس في العمارة، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/arch_specs/homepage.html مؤرشف بتاريخ 18 نوفمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  102. ↑ كسوة نحاسية خفيفة الوزن، مواضيع النحاس، العدد 95، جمعية تطوير النحاس المحدودة.
  103. ↑ وايز جيك: ما هي كسوة النحاس؟؛ http://www.wisegeek.com/what-is-copper-cladding.htm
  104. ↑ تكسية الجدران، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/wall_cladding/intro.html مؤرشف بتاريخ 18 نوفمبر 2012 في أرشيف الإنترنت
  105. ↑ بوابة النحاس في معهد علوم الحياة بجامعة ديبريسين ، المجر ؛ الصفحة الرئيسية للجامعة: http://www.unideb.hu/portal/hu مؤرشفة بتاريخ 4 نوفمبر 2012 على موقع Wayback Machine ؛ الصورة منشورة على: http://copperconcept.org/references/gateway-university-debrecen-hungary
  106. ↑ فندق كراون بلازا ميلانو، في مدينة ميلانو بإيطاليا؛ الصفحة الرئيسية على الرابط: http://www.crowneplazamilan.com/index_it.htm ؛ الصورة منشورة على الرابط: http://copperconcept.org/references/hotel-crowne-plaza-milano-italy
  107. ↑ شكل هندسي مجرد مغطى بسبائك النحاس الذهبي في مكتبة لوكنفالده، في ألمانيا؛ http://copperconcept.org/references/luckenwalde-library-germany
  108. ↑ كنيسة مخروطية الشكل مغطاة بالنحاس في أكاديمية جميع القديسين، تشيلتنهام، المملكة المتحدة؛ http://copperconcept.org/references/all-saints%e2%80%99-academy-cheltenham-uk
  109. ↑ أكشاك سوق عيد الميلاد المصنوعة من ألواح سبائك النحاس الذهبية اللون، في لوبيك، ألمانيا. الألواح، المنقوشة بنمط فقاعي، مقسمة لتسهيل تركيبها ونقلها. http://copperconcept.org/references/golden-christmas-market-stalls-germany
  110. ↑ صورة لمركز هلسنكي للموسيقى، فنلندا. http://copperconcept.org/references/helsinki-music-centre-finland
  111. ↑ شقق TYS-Ikituuri الطلابية، في توركو، فنلندا. تضفي الألواح المعدنية على الواجهة مظهرًا انسيابيًا وملمسًا مميزًا على المبنى. http://copperconcept.org/references/tys-ikituuri-finland
  112. ↑ معهد سانت جيمس للأورام، في ليدز، المملكة المتحدة. http://copperconcept.org/references/st-james-institute-oncology-uk
  113. ↑ صُمم متحف دي يونغ التذكاري في سان فرانسيسكو، الولايات المتحدة الأمريكية، باستخدام آلاف الصفائح النحاسية الكلاسيكية ذات الأحجام والأشكال المختلفة، والتي نُقشت وثُقبت كل منها على حدة. http://copperconcept.org/references/de-young-memorial-museum-usa
  114. ↑ المركز اليهودي، ميونخ، ألمانيا. http://copperconcept.org/references/jewish-centre-munich-germany
  115. ↑ مبنى مكاتب شركة Trinité Automation Uithoorn، في هولندا. http://copperconcept.org/references/design-office-building-trinite-classic-copper-mesh
  116. ↑ فواصل التمدد في المباني، دليل تصميم النحاس في الهندسة المعمارية، جمعية تطوير النحاس، http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/building_expansion/intro.html مؤرشف بتاريخ 17-09-2012 في أرشيف الإنترنت
  117. ↑ "الوصل والتصنيع" .
  118. ↑ النحاس: عامل "تمكين" العمارة الخضراء (2007). أخبار البناء والعمارة، المجلد 66، العدد 3، A408 xx/07، جمعية تطوير النحاس.
  119. ↑ منتدى العمارة النحاسية، 31/2011؛ ​​http://www.copperconcept.org/sites/default/files/copper-forum/31/copper-forum-2011-31-en.pdf
  120. ↑ جوائز أمريكا الشمالية للنحاس في الهندسة المعمارية؛ http://coppercanada.ca/NACIA2011/main/naciamain.html مؤرشف بتاريخ 20 يناير 2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  121. ↑ جوائز النحاس الأوروبية في الهندسة المعمارية؛ http://www.copperconcept.org/awards .
  122. ↑ النحاس الدولي والمنافسة المحلية