OR-74-94.pdf (6.680Mb)

DATO AUGUST 1995 ISBN : 82-425-0633- 7

Materialkorrosjon forårsaket av luftforurensninger

- med vekt på dose-respons- sammenhenger

Svein E. Haagenrud og Jan Fr. Henriksen

Økende effekt på materialer (avtagende levetid)

I

, Dagens belastning

~ I I I

Levetid 2 , ;'

I I ;

I I -~

.:.. •• -~- Tiltak2

--•-T'""

Tiltak 1: Fornedring av miljøet

Tiltak 2: Bedre produkter, prosesser med lengre levetid

I september 1994 ble NILU forespurt av SFf om muligheten av å utføre delprosjektet "Materialkorrosjon forårsaket av luftforurensninger" innen SFfs hovedprosjekt "Verdsetting av miljøskader - økonomisk kvantifisering av nytten av å redusere luftforurensninger". Hovedhensikten med delprosjektet skulle være å sammenstille en kunnskapsstatus innenfor materialkorrosjon, primært med hensyn til dose-responsfunksjoner og sekundært med hensyn til anslag over volum av forskjellige materialer i Norge som utsettes for økt korrosjon som følge av forurensninger, samt eventuelle økonomiske verdier det her dreier seg om.

Etter prosjektforslag fra NILU ble prosjektkontrakten underskrevet 27. oktober 1994. Dato for ferdigstillelse av rapport ble satt til 30. november 1994. Utkast til rapport forelå i desember 1994.

Innhold

Side

Forord 1

Sammendrag og konklusjon 5

1. Bakgrunn og oppdragsbeskrivelse 9

1.1 Innledning 9

1.2 Oppdragsbeskrivelse 11

2. Verdsetting av materialkorrosjon - Metoder, databehov og viktige

studier 12

2.1 Metoder og databehov 12

2.1.1 Korrosjonsmodell - eksponeringsmiljø,dose-respons- og

skadefunksjoner 14

2.1.2 Volum og fordeling av eksponerte typer av bygningsmaterialer 16 2.1.3 Tilgjengelighet av luftkvalitetsdata og data for andre stressfaktorer 17 2.1.4 Konseptet Akseptabel korrosjonshastighet 17 2.2 Mer om NILUs arbeid og et utvalg av andre undersøkelser siden 1985 18 2.2.1 National Acid Precipitation Assessment Programme (NAPAP) i USA..18 2.2.2 NORDFORSK felteksponeringsprogram 1975-1983 19

2.2.3 Basisundersøkelser for SFT 23

2.2.4 UN ECE ICP felteksponering 23

2.2.5 ISO CORRAG-programmet 25

2.2.6 Korrosjonsskader i Norge - SSE-undersøkelse 1988 27 2.2.7 NMR studie "Reduserte korrosjonsskader som følge av reduserte SO2-

utslipp" 27

2.2.8 Miljøregnskap for Sverige - Konjunkturinstitutet.. 28

2.2.9 Korrosjonsskader i Vest-Tyskland 29

2.2.10 Korrosjonsskader i Europa - Imperial College, London 29 2.2.11 EU-analyse av effekt av ulike utslippsstrategier 29 2.2.12 Eurekaprosjekt EU 454 EUROCARE DATA- samordning

GAB/SEFRAK 30

3. Dose-respons- og skadefunksjoner 31

3.1 Dose-responsfunksjoner. 31

3.1.1 NAPAP 31

3.1.2 NORDFORSK Eksponeringsprogram 39

3.1.3 Basisundersøkelsene for SFT .40

3.1.4 UN ECE ICP felteksponering .43

3.1.5 ISO CORRAG-programmet .45

3.1.6 KonklusJoner 45

3.2 Skadefunksjoner 46

3.2.1 NMR studie MOBAK og beregning av korrosjonsskader .46

3.2.2 SSBs beregninger for Norge .47

3.2.3 Miljøregnskap for Sverige - Konjunkturinstitutet.. .48

3 .2.4 Materialkorrosjon i Tyskland 51

3.2.5 Korrosjonsskader i Europa 53

NfLU OR 74/94

3.2.6 Skadefunksjoner for tre - klimaindeks USA 53 3.3 Akseptabel korrosjonshastighet, -SO2-konsentrasjon og -levetid 55

3.3.1 UN ECE ICP 55

3.3.2 Storbritannia 60

4. Materialtyper, volum og fordeling 61

4.1 Metoder for innsamling 61

4.1.1 Beregninger ut fra produksjonstall 61

4.1.2 Beregninger ut fra statistiske utvalg 62

4.2 Estimater 64

4.3 Bruk av resultatene 65

5. Tilgjengelighet av luftkvalitetsdata og andre stressfaktorer 66

6. Kostnadsberegninger 67

7. Anbefalinger om videre arbeid på området 68

8. Referanser 69

Sammendrag og konklusjon

Kapittel for kapittel gis følgende sammendrag og konklusjoner:

Kapittel 1

gir først en bakgrunnsbeskrivelse av problemkomplekset og deretter en beskrivelse av oppdraget. Miljønedbrytningen av bygningsmassen er et stort problem, hvor store økonomiske og miljømessige verdier står på spill.

Nedbrytingen og skadene må reduseres både ved tiltak for forbedring av miljøkvaliteten og ved en kvalitetshevning av offentlig og privat bygge- og vedlikeholdsvirksomhet. EUs Byggevaredirektiv og internasjonal standardisering kan nå føre til en god utvikling på det sistnevnte felt.

Foreliggende rapport inngår i SFfs hovedprosjekt "Verdsetting av miljøskader - økonomisk kvantifisering av nytten av å redusere luftforurensninger". Hoved- hensikten med delprosjektet har vært å sammenstille en kunnskapsstatus innenfor materialkorrosjon, primært med hensyn til dose-responsfunksjoner og sekundært med hensyn til anslag for volum av forskjellige materialer i Norge, hvilke kostnader og beregningsmetoder som inngår, og en kortfattet anbefaling om det videre arbeid innen området.

Kapittel 2

beskriver først en helhetlig modell for beregning av korrosjonsskadene, og gjør så en noe mer detaljert beskrivelse av metoder, databehov og viktige studier innenfor de ulike delområder av modellen.

Dose-responsfunksjonene beskriver den fysikalsk-kjemiske sammenhengen mellom materialnedbrytning og eksponeringsmiljø. Ved beregning av korrosjonskostnader må imidlertid disse oversettes til kapitalnedbrytning i økonomiske termer. Det må derfor settes et kriterium for hvor langt korrosjonen kan gå innen vedlikehold eller utskifting av komponenten/materialet må foretas.

Dose-responsfunksjonen går med dette over i en skadefunksjon, hvor forurensningsforholdet er koplet til en forkortet levetid for materialet.

I løpet av den siste 10-års perioden er det gjennomført mange betydelige korrosjonsundersøkelser som øker kunnskapen både om dose-respons- og skadefunksjoner, materialmengde-fordeling, eksponeringsforhold og kostnads- analyser. De viktigste undersøkelsene beskrives kort.

Konseptet "critical load/level" eller "tålegrenser" er introdusert og modifisert til begrepet "akseptabel korrosjonshastighet" og motsvarende "akseptabel forurens- ningskonsentrasjon" for bygningsmaterialer.

Kapittel 3

omhandler en detaljert gjennomgang av dose-respons- og skadefunksjoner slik de foreligger fra de beskrevne undersøkelsene i kapittel 3.

NILU OR 74/94

Når det gjelder dose-responsfunksjonen er spesielt tre undersøkelser viktige:

• Lipfert (1986) har innenfor det amerikanske NAPAP-prosjektet gjort en sammenfattende statistisk analyse av miljø- og korrosjonsmålinger for viktige metaller fra 8 internasjonale testprogram fra opptil 72 feltstasjoner. En hovedtyngde av disse dataene er fra norske og nordiske feltundersøkelser, bl.a.

i regi av NILU. Tilsvarende analyse har han gjort for kalkholdige steinmaterialer. Også for typer av malte belegg angis dose-responsfunksjoner.

• Basisundersøkelsene utført av NILU for SFT på 1980-tallet inneholder et svært viktig datagrunnlag for Norge når det gjelder dose-responsfunksjoner for metaller. Det er gode statistiske analyser i Sarpsborg/Fredrikstad, men det er behov for mer utførlige og sammenfattende analyser av alle datasettene.

• Den mest omfattende og best dokumenterte databasen for dose- responsfunksjoner i dag er ECE-ICP-basen. Her er bare resultatene opptil 4 år bearbeidet, og en har ikke utviklet ligninger for tidsutviklingen av korrosjonen.

En har imidlertid gode ligninger som beskriver nedbrytningen som funksjon av SO_2, 0₃ og H+ innenfor et geografisk område som dekker størstedelen av Europa. Den innbefatter også betydelig flere materialer enn tidligere undersøkelser. Rapporten er ennå ikke ferdig, men foreløpige resultater er presentert i tabell 9 i denne rapporten.

Gjennomgangen av dose-responsfunksjonene viser at det i dag finnes ganske gode dose-responsfunksjoner for mange viktige bygningsmaterialer, som metaller, malt metall, kalkholdig stein o.l. Alle funksjonene inneholder ledd som beskriver effekt av SO_2, Ht-konsentrasjon i nedbør og klimavariable uttrykt som våttid. Det har ikke vært mulig innenfor rammene for foreliggende rapport å foreta en helhetlig sammenligning av de ulike dose-responsfunksjoner fra de ulike programmer.

Skadefunksjoner er mer velegnet til kostnadsanalyser siden funksjonene tar med i ligningene hvor langt nedbrytningen kan gå før vedlikehold eller utskifting er påkrevet. Skadefunksjonene forsøker å ta hensyn til at det i praksis er svært stor forskjell fra standard eksponeringsprøver til reelle forhold på bygninger. Disse funksjonene kan bestemmes direkte ved feltinspeksjon og subjektiv tilstandsbeskrivelse av faktiske skader på bygninger, eller indirekte ved registrering av utførte vedlikeholdsintervaller. For å få et bredest mulig bilde bør undersøkelsene foretas på et statistisk utvalg av ulike hus i ulike forurensnings- områder. Ulike slike undersøkelser beskrives. NMR-undersøkelsen (kalt MOBAK-studien) (Kucera et al., 1993) er den mest omfattende undersøkelsen av denne typen og omfatter resultatene både fra Praha, Stockholm og Sarpsborg.

Metodikken benyttes i dag c1v flere. Ut fm disse er det også ekstrapolert resultater på nasjonal basis som i Sverige, og på europeisk skala. Levetider og vedlikeholdsintervaller i avhengighet av ulike SOrnivåer foreligger for mange bygningsmaterialer. Via ekstrapoleringsteknikker har Andersson (1994) i Sverige introdusert også sur nedbør-følsomhet (H+) i disse funksjonene.

Kapitlet inneholder til slutt resultater av beregning av akseptabel korrosjonshastighet og motsvarende akseptabel SOrkonsentrasjon basert på eksponeringene i det europeiske ECE-ICP-prograrnmet, og i det nasjonale eksponeringsprogrammet i Storbritannia. For fritt eksponerte materialer har ECE- ICP-prograrnmet kommet fram til følgende anbefalte ligninger:

Rusttregt stål

ML= 85 + 0, 26 TOW[

so, ][

Sink

ML= 14,5 + 0,043 TOW[SO₂][O3] + 80 Rain[H+]

Aluminium

ML= 0,85 + 0,0028 TOW[soJ[o1]

Kobber

ML= 19,3 + 0,011 TOW[SOJ[oJ + 162 Rain[H+]

Bronse

ML= 11,8 + 0,047 TOW[SO₂][O1]

Kalkstein

ML= 8,6 + 1,49 TOW[SO_2] + 97 Rain[H+]

Kalkbundet sandsten

ML= 7,3 + 1,56 TOW[SO_2] + 120 Rain[H+]

where

Rain

= vekttap etter 4 års eksponering

= våttid (RH> 80%, T > 0°) årsfraksjon

= konsentrasjon, ug/m»

= konsentrasjon, µg/m3

= mengde nedbør pr. år, m - konsentrasjon, mg/I Kapittel 4

gir en beskrivelse av metoder for og utførte beregninger av typer, volum og fordeling av eksponerte bygningsmaterialer. Inntil de siste år var disse beregningene basert på produksjonstall for materialer og fordeling ut fra befolkningstall. I de siste 10 år er det gjort en rekke ulike undersøkelser basert på

NILU OR 74/94

feltinspeksjoner av et statistisk utvalg av bygningsmassen. Dette kan gjøres både ved bruk av rutenett-metoden eller ved bruk av bygningsregistere. Dette betinger da at landet har slike registere. Ferdigstillelsen av det nasjonale bygningsregisteret (GAB) gir Norge en unik mulighet for gode beregninger.

Ulike estimater av materialmengder presenteres og diskuteres.

Kapittel 5

gir en kort oppsummering av behovet for, og tilgjengeligheten av data for luftkvalitet og naturlige eksponeringsvariable. I dag foreligger det datagrunnlag til å kunne foreta fordeling av de viktige nedbrytningsvariable utover landet for beskrivelse av nedbrytningsmiljø for bygningsmassen. Disse dataene kan legges inn i GIS-baserte miljøovervåking- og informasjonssystemer som NILU og NORGIT har utviklet i ENSIS-prosjektet. Gjennom dette, og ved bruk av de arealmodellene som nå videreutvikles for flere av de største byene i Norge vil NILU kunne modellere korrosjonsnedbrytningen, som man forsøksvis gjorde for Sarpsborg/Fredrikstad-regionen i forbindelse med basisundersøkelsen i 1984. Ut fra konseptet om akseptabel korrosjonshastighet vil man også kunne beregne og modellere de tilsvarende akseptable nivåer av forurensningsvariable.

Kapittel 6

inneholder en kort oppsummering av utførte kostnadsberegninger og hvilke mangler og usikkerheter som er knyttet til disse. Noen tall gis fra andre land.

Beregningene knytter seg for det meste til ulike typer av nyere bygningsmasse, mens alle har klare mangler når det gjelder å beregne kostnader for kulturminnearven, infrastrukturer, innendørs-korrosjon og viktige konstruksjons- materialer som betong.

Kapittel 7

inneholder anbefalinger om videre arbeid på området. Med basis av de nå foreliggende data, metoder og gjennomførte undersøkelser i Norge, har Norge en unik mulighet til å gjøre en "best i verden" -kostnadsmodell for verdsetting av materialskader. Dette skyldes forekomsten av et nasjonalt bygningsregister, gjennomføringen av MOBAK-studien, gode miljødata og -undersøkelser, samt utvikling av GIS-basert modelleringsverktøy i ENSIS-prosjektet. Det foreslås derfor arbeid i 3 punkter:

1.

2.

Videreutvikling av GIS-basert modelleringsverktøy for fordeling av materialer og eksponeringsmiljø over landet.

Avsluttende bearbeiding og sammenfatning av de best tilgjengelige dose- respons-/skadefunksjoner for materialer.

3. Innleggelse av funksjonene i GIS-modellen og modellering av korrosivitet for ulike materialer i byer og regioner.

Dette vil også gi et unikt verktøy til bruk for offentlig og privat byggebransje i arbeidet med en bedre vedlikeholdt bygningsmasse.

Materialkorrosjon forårsaket av

luftforurensninger - med vekt på dose-respons- sammenhenger

1.

Bakgrunn og oppdragsbeskrivelse

1.1 Innledning

Skadelige miljøvirkninger på bygningsmassen, på infrastrukturer og på den materielle kulturarv i luft (og i vann og jord) er et stort problem i Norge og i resten av den utviklede del av verden. Miljøvirkningene skyldes både den naturlige aldringen av materialene på grunn av naturlig forekommende nedbryt- ningsfaktorer, som fukt, kulde, sollys osv., og den aksellererte nedbrytningen på grunn av forurensninger.

Store økonomiske og miljømessige verdier står på spill. Det er vanskelig å tallfeste de økonomiske verdiene, men den bestående bygningsmassen med tilhørende infrastruktur utgjør mer enn halvparten av realkapitalen i Norge, som i andre utviklede land. I en utredning fra Norges forskningsråd om miljøvirkninger på bygningsmaterialer, er det anslagsvis angitt at den samlede bygningsmasse i Norge utgjør ca. 300 mill. m2 eksponert bygningsoverflate, ca. 2 500 fredede bygg, ca. 90 000 km veier, ca. 23 000 broer, ca. 90 000 km vann og avløps- ledninger osv., til en anslått verdi av mer enn 4 000 milliarder kr (Bjørberg et al., 1991 ). Statistisk Sentralbyrå har i en beregning fra 1988 angitt at forurensning fra innenlands utslipp av SO2 fører til en ekstra årlig vedlikeholdskostnad for bedrifter og husholdninger på 220 mill. kr. (1985 som basisår). Kostnadsanslaget omfatter korrosjonsskader på galvanisert sinkbelagt stål og maling på stål, tre og mur. Bare for disse materialene anslås det en eksponert materialoverflate på 710 mill. m2, dvs. mer enn dobbelt så mye som totalt i foregående rapport (Glornsrød og Rosland, 1988).

På oppdrag fra Nordisk Ministerråd (NMR) har en nordisk arbeidsgruppe i samarbeid med Tsjekkia beregnet materialmengder og korrosjonskostnader i Stockholm, Sarpsborg og Praha på grunn av svovelforurensninger (Kucera et al., 1993). De viser korrosjonskostnader på henholdsvis 200, 4,3 og 1140 mill. kr. pr.

år for de tre byene på grunn av SO2 -forurensning.

Imperial College i England har nylig benyttet NMR-undersøkelsen til å gjøre et første estimat av besparelsene i korrosjonskostnader i Europa ved implementering av den andre svovelprotokollen. De anslår en total hespareise pr. år på ca. 10 milliarder 1991-dollar ( Cowell og ApSimon, 1994).

For Vest-Tyskland viser Heinz (1994) til beregninger av årlige korrosjons- kostnader som skyldes forurensninger, på 3,6 milliarder DEM pr. år med 1990 som basisår.

NILU OR 74/94

Miljønedbrytningen av bygningsmassen har et klart miljøaspekt. Siden material- og bygningsproduksjonen representerer en stor del av verdens energi- og ressursforbruk, betyr den økte nedbrytningen av bygningsmassen et stort merforbruk av energi og andre ressurser. En mer bestandig og bedre vedlikeholdt bygningsmasse vil derfor være et stort bidrag i retning av en mer bærekraftig utvikling. Byggets tilstand, utvendig og innvendig, har også stor betydning mht.

byggets produktivitet. Et dårlig vedlikeholdt bygg gir et dårligere miljø, høyere sykefravær osv. (Bjørberg, 1993).

I prinsippet finnes det to typer av tiltak for å redusere nedbrytningen og skadene.

(Fig. 1). For det første kan miljøkvaliteten forbedres, og for det andre kan det utvikles bedre byggprodukter og systemer for nybygging og vedlikehold.

Økende effekt på materialer (avtagende

levetid) Tiltak 1

:+-

Miljømål '

~

D/E

, Dagens belastning

k-

_

..

_,

.,,,

....

--~

· _ ••• :.-"""' "'-Tiltak 2

--- I

--- I

-=-=---➔

Miljøbelastning (Dose) Tiltak 1: Forbedring av miljøet

Tiltak 2: Bedre produkter, prosesser etc med lavere respons og lengre levetid

Figur 1: Hypotetisk dose-effekt-sammenheng (DIE)for et materiale, og effekten av ulike tiltak på levetiden (fra MILBYGG-rapporten) (Bjørberg et al., 1991).

Det første er et miljøpolitisk tiltak. Grunnlaget for dette legges gjennom

kost/nytteanalyser som basis for vedtak om miljøforbedringer.

Det andre tiltaket må iverksettes gjennom kvalitetshevning av offentlig og privat byggevirksomhet. Her har det de senere årene skjedd en god utvikling. Tiden etter krigen kan karakteriseres som "bygg og la det forfalle" -tiden, med sterk vekt på høyt tempo, nye uprøvde materialer/løsninger, og ofte lav kvalitet. Sammen med en stadig forverring av eksponeringsmiljøet er dette årsakene til de store skadene på bygningsmassen (Haagenrud, 1994).

I de senere år har det skjedd en økende fokusering på disse skadene, både fra det offentlige og fra den enkelte forvalters side. Årsaken til dette er både de

begrensede økonomiske ressurser og miljøhensynet. Også for byggebransjen har det skjedd en dreining fra "utbyggingssamfunnet" til "vedlikeholdssamfunnet".

Kravet til bærekraftig utvikling har medført krav om miljøvennlige materialer, og utvikling av energi- og miljøregnskap for bygningsmaterialer. Dette gjenspeiler seg bl.a. i de grunnleggende krav til bygningsmaterialer som nå er nedfelt i EUs Byggevaredirektiv fra 1990 (Council Directive 89/106 EEC Construction Products, Interpretative Documents, Brussels, July 1993). Dette har medført et svært omfattende arbeid med nye byggstandarder for Europa, hvor det inngår krav til garantert bestandighet, levetid og vedlikehold for bygg og bygningsmaterialer, i avhengighet av eksponeringsmiljø (Interpretative Documents: Community Communication No. 94/C62/01, 28. februar 1994, Brussel). Tilsvarende arbeid er også i gang i USA, Canada (SA, 1994) og Japan (Architectural Institute Japan, 1993).

1.2 Oppdragsbeskrivelse

I brev av 7. september 1994 ba SFT NILU om å komme med en prosjektbeskrivelse for et eventuelt delprosjekt "Materialkorrosjon forårsaket av luftforurensninger" innen SFTs hovedprosjekt "Verdsetting av miljøskader - økonomisk kvantifisering av nytten av å redusere luftforurensninger".

Hovedhensikten med delprosjektet skulle være å sammenstille en kunnskapsstatus innenfor materialkorrosjon, primært med hensyn til dose-responsfunksjoner og sekundært med hensyn til anslag over volum av forskjellige materialer som utsettes for økt korrosjon som følge av luftforurensninger i Norge, samt eventuelle økonomiske verdier som det her er snakk om.

I NILUs prosjektforslag av 27. september 1994 ble det foreslått hovedmål og delmål for prosjektet. I kontrakt av 27. oktober 1994 prioriterer SFT disse som følger:

Hovedmål:

I Gi en status over det kunnskapsnivå som eksisterer for problemkomplekset, hvilke muligheter og begrensninger som kunnskapsnivået gir for realistiske beregninger og hvilke usikkerheter man har i kunnskapsgrunnlaget.

Delmål:

1. Dose-responsfunksjoner/levetid for materialer SFTs kommentar:

Denne delen skal vektlegges mest i prosjektet, og det tas sikte på å frembringe flest mulig dose-responssammenhenger som presenteres både numerisk og grafisk, sammen med en beskrivelse av usikkerheter og følsomhetsvurderinger for disse usikkerhetene.

NTLU OR 74/94

2. Materialtype, volum og fordeling SFTs kommentar:

Denne vektlegges mindre enn delmål 1, men man skal presentere hvilke estimater som finnes pr. i dag og hvilke metoder som kan brukes for å forbedre disse estimatene.

3. Tilgjengelighet av luftkvalitetsdata og andre stressfaktorer SFTs kommentar:

Dette skal ikke prioriteres, men kun være en oppsummering med henvisning til aktuelle studier.

4. Kostnadsberegninger SFTs kommentar:

Dette skal ikke kommenteres, men kun være en oppsummering med henvisning til aktuelle studier.

II Utforming av anbefalinger om videre arbeid på området, for å dekke de målsetninger som SFTs Verdsettingsprosjekt har listet.

SFTs kommentar:

Dette skal ikke prioriteres, men gjennomgangen av kunnskapsstatus kan brukes som grunnlag for en kortfattet anbefaling om det videre arbeid innen området.

2. Verdsetting av materialkorrosjon - Metoder, databehov og viktige studier

2.1 Metoder og databehov

I de siste 10-15 år er det gjennomført mange studier for å forbedre kunnskapsbasen som er nødvendig for å gjennomføre gode kostnadsberegninger for materialskader som følge av forurensninger. Det er også gjort ulike studier av kostnadene (se pkt. 2.2). Problemkomplekset kan deles opp i trinn og problemområder som i figur 2, og studiene omhandlet større eller mindre deler av dette.

C>

.!: a,

C:

c.. 0

"'

~ (I)

~ <li

,,

~ C:

en

C>

·;:: C

<l) C 0 c..

"'

~

(I)

~ <li

,,

C

en ~

"'

C:

0 a, ~

C.. C

"' 0

~ 'qj' <li

~ II

<D C

~ .2 ~

Cl

E

(I)

'52

,0 :!

ø

C ,,,

,,,

,,

.2, "'

,,

~-

~

.2 <l) ,, ^{II ~~ 0 ,,,} <l) C:

-~

,:, (1) .:: (I) "::, <li-

....

~ > ~

en _...J m en ~

;;:..

~

00

:!2 :::

:g _> <l) .c: 0 (I) ·~

.... ....

(I) ~

~ ~

"

(I) .; ~

E _..0 ~

;;:..

E ⁰

ISi = ~

"

ai a: ~

:Q'>

~ ,,, _~

C -C'

-~ ⁰ c.. k.

> ^C> .'!! ,,,

-

,,, _<li (I) :§ ^<li a:

..

"

~ ^:....

>, C

,,,_ :i:

C> g

== ^<li

-~

f,- C >,

<li ~

<li ..0

~ ^{..0 (I)} k.

ISi -~,,,

< ·- :: <li Cl - 0

:::E>-

-

' (I)

"' C>

-g ^.!:

C C - V> C> Ol 0 -

..0

NILU OR 74/94

2.1.1 Korrosjonsmodell - eksponeringsmilje.dose-respons- og skadefunksjoner De viktige nedbrytningsfa.ktorene og -funksjonene (dose-responsfunksjoner) kan bestemmes via eksponeringstorsøk med prøvestykker i laboratoriet og ved felteksponeringer med samtidig måling av miljøvariable.

Når dose-responsfunksjonene er bestemt gjenstår imidlertid problemet med å oversette disse til kapitalnedbrytning i økonomiske termer. Det må settes et kriterium for hvor langt korrosjonen kan gå innen vedlikehold eller utskifting av komponenten/ materialet må foretas. Dose-responsfunksjonen er dermed oversatt til en skadefunksjon. På den måten blir også forurensningsforholdet koblet til en forkortet levetid for materialet eller konstruksjonen, og en økonomisk kalkyle kan utføres. Fastleggelse av vedlikeholdskriteriet er svært avgjørende for den økonomiske beregningen. I noen tilfeller er dette enkelt, men i de fleste tilfeller svært komplisert (fig. 3).

Hypotetiske egenskap-tid sammenhenger

>

ro i5 ,._

> Q) ^Tillatt

Tid

-

fli

~ Bestandighet

Figur 3: Hypotetiske egenskap - tid-sammenhenger.

Et godt eksempel på en ganske enkel omregning fra dose-respons til skadefunksjon gjelder korrosjon av forsinket stål. Sinklaget har en viss tykkelse, f.eks. 30 µm. Ved økt svoveldioksidinnhold skjer korrosjonen raskere og følger en relativt pålitelig dose-responsfunksjon. Vedlikeholdskriteriet kan være at tiltak må gjennomføres når sinklaget har minsket til 10 µm tykkelse (Kucera et al., 1993).

Når det 11u1ngler enten dose responsfuukajoner og/eller gode vedlikeholdskriterier, kan skadefunksjonene bestemmes gjennom feltinspeksjon av statistisk utvalgte bygninger beliggende i eksponeringsmiljøer med ulike forurensningsinnhold.

Skadefunksjonen, eller levetiden, kan da bestemmes direkte ved evaluering av skadetilstanden på bygningene, og/eller indirekte ved registrering av intervaller for utført vedlikehold. I det førstnevnte tilfelle må man fortsatt fastlegge et kritisk funksjonskriterium, mens man ved det andre omgår dette problemet ved å relatere funksjonen direkte til utført vedlikehold.

Denne siste type metodikk er benyttet i et større forskningsprosjekt finansiert av NMR for å fremskaffe modeller og data for beregning av korrosjonskostnader forårsaket av luftforurensninger, den såkalte MOBAK-undersøkelsen (Kucera et al., 1993).

Det er ingen entydig rekkefølge på trinnene i beregningsmodellen vist i figur 2. En kan godt begynne med en tilstandsanalyse og dermed vise at visse materialer har kortere livslengde i forurensede miljøer. For at dette skal kunne tilskrives enkelte forurensningskomponenter, trenger man imidlertid også å kunne gi en beskrivelse av skadefunksjonen i fysikalsk-kjemiske termer.

Det er ulike problemer og usikkerheter knyttet til bruken av dose- responsfunksjoner, respektive skadefunksjoner, fra direkte tilstandsanalyser.

Det er gunstig å utgå fra dose-responsfunksjoner når det gjelder vitenskapelige forklaringer av mekanismer og samm enhenger mellom miljø og nedbrytning.

Laboratorie-eksponeringen blir imidlertid en forenkling samm enlignet med eksponering i naturlig miljø. Bl.a. vil alle mulige synergieffekter lett forsvinne i laboratorieforsøk. Signifikansen mellom bruken av statistisk utvalgte prøvebiter i standardisert eksponering sett i forhold til materialeksponeringen på en praktisk bygning, er også et problem. Her er materialene samm ensatt i alle mulige utforminger og eksponert i en rekke ulike mikromiljøer.

Samm enhengen med praktisk eksponering er også det alvorligste problemet når det gjelder bruk av dose-responsfunksjoner utviklet ved felteksponering. Denne utføres som oftest som standardisert eksponering av standardiserte prøvestykker, gjerne i 45° vinkel vendt mot syd. Dette er selvfølgelig også helt ulikt eksponering på bygg. Det behøver imidlertid ikke bety at selve den fysikalsk-kjemiske mekanismen forandrer seg, men trolig kun at verdiene som skal benyttes i dose- responsfunksjonene må forandres. Klarleggingen av samm enhengen mellom felteksponering og praktisk eksponering på bygg er en av de viktigste forskningstemaene på feltet fremover (brev fra ISO TC 59 til EU av 1.12.1994).

En rekke studier er basert på dose-responsfunksjoner fra denne type av eksponeringer. Disse redegjøres det for i kap. 4.

Det er også mange problemer og usikkerheter ved utvikling og bruk av skadefunksjoner fra praktisk tilstandsbeskrivelse. Et stort problem er å oppnå statistisk signifikans ved undersøkelsene. Materialene eksponeres på svært forskjellig måte, og inspiseres subjektivt, og for noen materialer benyttes ufullstendige standarder for tilstandsvurderingen. Et annet problem er å skille innvirkningen av den enkelte forurensning fra den totale effekten. Effekten av ulik alder og tidseksponering er ytterligere et problem. MOBAK-studien baserer seg i hovedsak på observasjoner av forandringer fra siste vedlikehold.

Cowell og ApSimon ( 1994) anbefaler at man for metaller og stein benytter dose- responsfunksjoner siden nedbrytningen lett kan beskrives kvantitativt, mens han

NILU OR 74/94

for de øvrige materialer anser at skadefunksjoner basert på observasjoner bør anvendes, da en ofte mangler gode kvantitative metoder for å måle nedbrytningen.

2.1.2 Volum og fordeling av eksponerte typer av bygningsmaterialer

Når dose-respons- og/eller skadefunksjonene er bestemt, er det vesentlig å vite hvorledes de følsomme materialene fordeler seg over landet i forhold til de vesentlige klimatiske og forurensningsmessige nedbrytningsvariablene. Ved beregning av den økonomiske korrosjonskostnaden er det også vesentlig å kjenne til på hvilken måte materialet har vært brukt, f.eks. innendørs, utendørs, infrastruktur, ulike typer av hus, ulike typer av konstruksjoner på hus, inni vegg osv. Den reelle eksponerte materialmengden forandrer seg dessuten over tid, ved at noe skiftes ut ved renovering, ombygging osv.

Materialtypene og -mengdene kan anslås og fordeles både indirekte via ulike statistikker og via ekstrapolasjon fra direkte observasjon. Ved den førstnevnte metoden kan en beregne beholdningen av eksponerte materialer, dels ut fra statistikk for produksjon og utenrikshandel, og dels fra anslag over gjennomsnittlig materialbruk pr. innbygger (Henriksen, 1981). En annen måte å fordele materialene på er gjort av SSB (Glomsrød og Rosland, 1988), som har viderefordelt materialmengdene på MSG-sektorer ved hjelp av bygningskapital- tall fra nasjonalregnskapet. Sektortallene er igjen fordelt på kommuner ved bruk av ulik kommunefordelt statistikk, som brannforsikringsverdi av bygninger i industrien, antall boliger, jordbruksareal og antall sysselsatte i tjenesteytende næringer. Ved estimering av materialbruk pr. innbygger ut fra produksjonstall må man også anslå en levetid for konstruksjonene, slik at man også tar hensyn til avgangen.

Den direkte metoden består i å ta statistisk fordelte stikkprøver i ett eller flere områder. I den nevnte MOBAK-undersøkelsen har man benyttet eiendoms- og bygningsregistere for statistisk utvalg. Sverige har et nasjonalt eiendomsregister, og i Norge er nå det såkalte GAB-registeret (Grunneiendom, Adresse, Bygning) ferdig for hele landet. Dette var ferdig i Sarpsborg som det første sted i landet i 1986, og ble derfor benyttet av NILU i MOBAK-undersøkelsen i Sarpsborg. Ved hjelp av GAB-registeret kan ekstrapolering og fordeling nå gjøres for hele landet, og dette er trolig unikt i verdenssammenheng. I Sverige har SIB (Statens institut for byggnadsforskning), nå KTH-Byggd Mil jo, gjennom en serie undersøkelser av bygningsmassen utviklet den statistiske inventeringsmetoden basert på eiendomsregisteret (Tolstoy, 1994). Denne metoden ble for Sveriges del benyttet i MOBAK-undersøkelsen.

I Sverige har man nylig, med basis i MOBAK-undersøkelsen i Stockholm, fordelt materialer på hele Sverige, både 111 (ri;I hdolkuiugslilll og ut fm eiew)omsregistert;f (Andersson, 1994).

Sammenligningen i Sverige av disse to metodene for materialfordeling viser at fordeling ut fra befolkningstall gir en betydelig underestimering av reell eksponert materialmengde (se kap. 5).

2.1.3 Tilgjengelighet av luftkvalitetsdata og datafor andre stressfaktorer Data for den geografiske variasjonen av belastningen av de ulike klimatiske og forurensningsmessige nedbrytningsfaktorer må være kjent. I denne sammenheng er årsmidler viktigere og riktigere enn de periodiske svingningene.

Muligheten for en slik geografisk fordeling av nedbrytningsfaktorer og nøyaktig- heten av denne, vil være avhengig av hvilke variable som de enkelte materialene er sensitive for. Et svar på dette vil derfor først kunne gis etter en gjennomgang og opplisting av relevante skadefunksjoner (kap. 4). Generelt er imidlertid mulighetene gode ved bruk av dagens meteorologiske statistikk og nasjonale luftkvalitetsdata.

NILU har ved sin undersøkelse av korrosjonskostnader i 1981 fordelt årsmiddelkonsentrasjonen av SO₂ i tettsteder og regioner i de 9 sørlige fylkene (Henriksen et al., 1981). På forespørsel fra SSB har NILU fordelt årsmiddelkonsentrasjonen av SO2 i 1985 for utvalgte tettsteder og regioner utenom tettstedene (Glomsrød og Rosland, 1988).

I Sverige har Statistiska Centralbyrån och Konjunkturinstitutet (Andersson, 1994) fordelt data for svoveldioksid og mengde deponert surhet i nedbøren samt den såkalte våttiden (tid med fuktighet over 80 % og temperatur over 0° C) over len, tettsteder og landområder.

2.1.4 Konseptet Akseptabel korrosjonshastighet

I de senere år er konseptet "critical load"/"critical levels" eller "tålegrenser" for ulike reseptorer definert og tatt i bruk ved effektvurderinger. Tålegrensen defineres som det høyeste belastningsnivå av en gitt forurensning som en reseptor kan motstå uten at det oppstår negative langtidseffekter (fig. 4).

Effekter på helse, skog, etc.

Tålegrenser/ grenseverdier

Miljøbelastning

Figur 4: Prinsippskisse for hvorledes tålegrenser defineres.

NILU OR 74/94

Tålegrensen kan betraktes som en terskelverdi. Under denne verdien opptrer ingen vesentlig skade.

Dette konseptet modifiseres nå for bygningsmaterialer. Det er en klar forskjell mellom responsen for bygningsmaterialer og for andre natur-reseptorer overfor forurensninger. Siden materialer også korroderer under ikke-forurensede betingelser, og siden bygningsmaterialer i de aller fleste tilfeller heller ikke får en katastrofal nedbrytning ved en bestemt terskelverdi av forurensningsvariable, må konseptet defineres annerledes for bygningsmaterialer og bygninger. Mangelen på terskelverdier betyr derfor at det er nødvendig å definere en akseptabel nedbrytningshastighet eller grad av skader. Dette kan være både en absolutt og en relativ nedbrytningshastighet. Relevante kriterier kan være i forhold til en akseptabel levetid basert på økonomiske vurderinger, eller i forhold til en akseptabel nedbrytningshastighet relativt til bakgrunnsnedbrytningen. Ut fra en slik akseptabel levetid eller nedbrytning kan man via dose-responsfunksjonene beregne det motsvarende akseptable forurensningsnivå. Slike beregninger er i ferd med å gjøres, både i enkelte land og for Europa (Department of Environment,

1994; Kucera et al., 1993B).

Dette betyr at mens bygningsbransjen nå definerer og målsetter ønskede levetider for kategorier av bygg, så har miljøsiden utviklet verktøyet for å kunne beregne de motsvarende krav til miljø. Det nye Byggevaredirektivet fra EU setter krav til bestandighet for byggprodukter, og definerer ytelseskrav og bestandighet mot miljøfaktorer. Byggebransjen vil derfor trenge, og er beredt til å ta i bruk de data og verktøy som er utviklet ut fra miljømessige betraktninger. Et samarbeid her vil altså nå for første gang kunne føre til en vesentlig mer bestandig bygningsmasse, fordi man både får et bedre miljø og fordi det utvikles bedre systemer/produkter med et planlagt vedlikehold. NILU er en koordinator for samarbeid for Forskning og Utvikling innen disse områdene (Brev fra ISO TC 59 til EU av 1.12.1994).

2.2 Mer om NILUs arbeid og et utvalg av andre undersøkelser siden 1985 I de siste 10 år er det gjort en rekke undersøkelser, utredninger og studier innen de ulike felter som inngår som grunnlag for en kost/nytteanalyse av materialkorrosjon som følge av forurensninger. På grunn av den begrensede rammen for denne rapporten, vil en konsentrere seg om de viktigste undersøkelsene og de som gir mest mulig sammenfattende fremstilling på de ulike felt.

2.2.1 National Acid Precipitation Assessment Programme (NAPAP) i USA Dette nasjonale programmet i USA omhandler også materialkorrosjon (NAP AP Office 1991). Programmet skulle gi grunnlag for beregninger av korrosjons- skadene som f-ølge av sure forurensninger. I prngrnnmret inngår både felt- og laboratorieeksponeringer, feltstudier og beregninger av eksponerte materialmengder som en sensitive for sur nedbør, og til slutt økonomisk overslagsberegninger. Det er lagt stor vekt på å konsentrere undersøkelsene om de viktigste materialene. Figur 5 viser et følsomhetsdiagram hvor materialenes viktighet vurderes både ut fra deres mengde og økonomiske viktighet i USA, samt

deres relative følsomh et overfor sur deponering. Slik rangering vil være forskjellig i andre land.

Et hovedmål i NAPAP har vært å etablere gode og signifikante dose- responssamm enhenger. Ved siden av egen utprøving har derfor programm et også samlet og analysert data fra en rekke felt- og laboratorie-eksponeringer verden over, i den hensikt å kunne utvikle mest mulig universelle dose-responsfunksjoner for metaller og sink (se pkt. 4.1.1).

-

C Q) OJ

Betong

Murstein / Puss

Malt tre

Malt stål

Kalkstein

Aluminium

Forsinket stål

Kopper Marmor

Følsomhet/ sur deposisjon (vilkårlig enhet) ~

Figur 5: Mengde bygningsmaterialer i tettsteder og deres følsomhetfor "sur nedbør" (NAPAP, 1991).

2.2.2 NORDFORSKfelteksponeringsprogram 1975-1983

I et nordisk samarbeidsprosjekt i regi av NORDFORSK i perioden 1975-1984,

"Atmosfærisk korrosjon med spesiell hensyn til forholdene på bygninger" inngikk eksponeringer på feltstasjoner i Skandinavia, laboratorieprøvinger og utvikling av målemetoder for korrosjon og miljøvariable (Atteraas og Haagenrud, 1982).

I sluttrapporten har Kucera (1986) beskrevet programmet med eksponering av stål og sink på 32 prøvesteder i Skandinavia (fig. 6). Tabell 1 viser måleprogrammet.

NILU OR 74/94

Norge Sverige

Finl!nd ¹·•··•···· ...

"'

11

%7

11,

Figur 6: Feltstasjoner i NORDFORSK-programmet 1975-1983 (Kucera et al., 1986).

C:

- C:

Q)

·-= ~

.c: Q) C:

-~ C: u5 ci5

g_

C1l (/)

.c: ~

~ Q)I--+---◄

.Q.. l!!

(/) o(1j

e ,_

~2

o(1j

E

:i.a o o ,- ,- ,-

0) c.o ^{O ,-}

(") (") (") (")

t-- -.:I" -.:I" t-- CX) c.o c.o ... c.o c.o 6..-·oooo,-·"j~~

,- U"l U"l O t-- CO O> c.o ,- ,-

CO("),- C\J ,- ..- -.:t" C0-.:!" -.:1"

Q) ,_

ai E

~ C1l

a.

~ Q)

·o, (J)

e

ai ~

,-,-,-,...._

t-- 0) t-- C\J ,-o ,- ,- (")-.:I"(")(")

0 0 C\J

U") U") 0 t-- t-- 0) C\J C\J C\J

("),-,-,-0)0)

CX) t-- t-- t-- 0) 0) -.:t-0000>0)

I (") (") (") (") (") (")

~ Q)

I- (.) co (") (") U") U") C\J

01 U"). U"). C0 r--· r--:- r--· C\J C\J CO C"> 0 C"> io C"> io io

c.o· co ^U"). co -.:i-· -.:i-· c.o· co r--· r--·

0000

U") U") -.:I" 0 U") -.:I" U") U")

C\J -.:I" -.:I"

co C.O U"l O C"> t-- co ^O t-- t-- ,- -.:f"C\JC\JC">00 CO,-,-

c.o c.o co c.o ,- c.o c.o -.:I" C\J C\J

-.:I" ... c.o ^{C\J C\J} t--

U") (") -.:I" C\J C\J C\J

-.q: -.q: ^-.:i-· -.q: -.:i-· -.:I".

(") C\J -.:I" co (") ⁰⁾ c.o co t-- C\J U") cø ... C\J ... 0 C\J C\J

("). -.q: r--· ^-.:i-· -.q: -.:i-· -.:i-· c.o· ^-.:i-· -.q:

-c,

-N

o

"ei (") t-- c.o co E oo~co

,_

.c lSI

-c,t--+---t

z

0(")

coC\i ...

0) c.o t-- t--

CO C.O C">_ 0 C\J r--. o,

•• O •• CO(")C\JC\J

U") -.:I" ... U") U") ,- C\J c.o ^{C\J C\J}

-.:I" co ^{-.:I" U") C\J}

c.o· -.q: c.o. t-- -.:i-· U"l_ -.q: C\J ,- ,- C\J ,- (") ... ,- c.o ,- -.:I" C\J C\J

~ 0 (')

...i o: E

---

0 0 io U"l

C\I ,- ,- ,- ^U") 0 C\J C\J

co (") ^U") co ^-.:I" co t-- c.o ^{C\J C\J}

...:

C:

C: 0

(J) co ci5 Q)

~ E

-c,

C: co

...J

·-=

(J) -~ E cii (/) co ^Q) >

.E E ·2: -~

ca

ro ~ ro

O cn I O I

z

<( -

...J

---a:l

Zcococo-

----o

LL t-- CO O> ..-

-

• •

E • - E

-c,

C: C:

Q) Q) Ol "0

o5 i=

co (/)

• C:

Q) Q)

-c,

C: ,_

·- Q)

~co w

~gg§:~ggg§:~§

oz

,- ,- ,- ,- ,- ,- ,- ,- C\j C\J

/94

(X) (0 C\I ,...._ (0 Ct) T"" Ct) (X)

~~~o"C\i"T""-~C\1-6

(X) (X)

'<:f" Ct) C\I lO co lO co '<:f" Ct) C\I C\I '<:f" Ct) C\I C\I C\I Ct) C\I

Ct) (0

<0 lO

·.::::

en

-0 ::,

:;::: -0 c::

Q) ~ ^O> O> O> O> O> O>

.... _> ^O> O> O> O> O> O> ~

-

E c::

E ^{Ct) I I} Ct) Ct) Ct) Ct) Ct) I I I

Q) 0

ca (/) '{'

....

ca > ;

c.. ^Q)

t

~ ^{Q) -}

(/) _Q) (/) (/) c..

~ c:: _(/)

·o, _I- <0 T"" C\I C\I <0 lO lO lO co Q) -

0 ....

0 <0-I.0-<0·,...._·f,Dr--:-r--:-r--·~ _{I I} ca :3 .!:

.0 .... ....

.... _{::, o} ca

0 CJ) u. ~

Q)

ai ....

~ ^{.0 -0} z tS! ^Q) '<:f" T"" ^C\I 00 Ct) (0 (0 Ct) ,...._ 000::,0> Ct) T"" Ct) C\I T"" T"" C\I 0 lO ,...._ C\I '<:f" Ct) 0 T""

-·

-· -

O> lO Ct) ,- C\J ,- ,- ,- T"" C\I T"" <0 lO

i

~ ^I ~~~~'<:f"·'<:f"-~ ~~

0

....

tS!

.0

-oi---+---t

z

0 0 0

T"" r--r--:-ooot--C\16

Ct) I '<:f" T"" lO T"" T"" C\I T""

0

'<:f". I.O~O T""T""O

T"" I C\J T"" C\J C\J T"" C\J C\J <0 lO

~å

(X) C\I

C") I C\JC")(X)'<:f"'<:f"C\J(X)

-0 c::

_J ca

(/)

t:: 0

-

l1J ø cc 0

z

....

~ aiEE

"- ClOI.Oe'

Q) "- lO Q)

"C

~ ,.,;- _-=~

CD-gÆ - .

-o - - ·- -

Q) (J)_t:: g'c::"E"E-oo

=(/)"-0(1)00(1)..C::

>.0(1)--==---"->-

I>>..:: CJ) CJ) CJ)U..1- 6,

CJ) 0

g§:§:gg§:§:§:g

C\IC")'<:f"I.O<Ot--<XlO>0 C\I C\I C\I C\I C\I C\I C\I C\I Ct)

"C -0 .Q

Q) Q) Q)

E E -o

... Q) Q) Q) E c:: c:: ....

.Q. .Q. Q)

(/) (/) -0

ca ca Q)

en en en

Q) Q) Q)

:æ :æ :æ

~~~

2.2.3 Basisundersøkelser for SFT

I SFTs basisundersøkelser i perioden 1981-90 av en del problemområder i Norge, som Sarpsborg/Fredrikstad, Bergen, Drammen, Mo i Rana, Sør-Varanger, ble det, bortsett fra i Mo i Rana, inkludert korrosjonsmålinger av de fire basismaterialene.

Hovedformålet med dette var å kunne undersøke effekten av forurensninger mer spesifikt i geografisk begrensete områder, hvor man kunne anta at klima-varia- blene varierte relativt lite innenfor området. Dessuten var det et mål å undersøke det totale korrosjonsomfanget.

Måleprogrammet besto av korrosjonsmålinger av stål, sink, kopper, aluminium på måneds-, kvartals- og årsbasis, samt 2- og 4-års eksponering. Eksponeringene ble i perioden 1981-1985 utført i Sarpsborg/Fredrikstad, Bergen og Drammen, og siden 1988 i Sør-Varanger (Haagenrud et al., 1984; Hagen, L.O. et al, 1987; Henriksen, J.F. et al., 1992). I perioden 1984-1988 ble det også gjennomført en korrosjonsstudie i Sulitjelma med intern finansiering (Henriksen et al., 1989). Den mest utførlige statistiske behandlingen av dataene er gjort i Sarpsborg/

Fredrikstad. Det er kun utført lineære regresjonsanalyser og uten tilpasning til en fysikalsk/kjemisk modell for metallkorrosjon.

2.2.4 UN ECE ICP felteksponering

Som et ledd i ECE-konvensjonen om grenseoverskridende luftforurensninger, arbeider de ulike effektgruppene med å kvantifisere skadene innen sitt felt. Et bredt eksponeringsprogram for ulike materialer omfatter 39 stasjoner (Kucera, 1992). I forhold til tidligere felteksponeringer er det flere viktige forbedringer i dette programmet:

1. Nettet dekker en bred variasjon i ulike viktige miljøparametere som SO2, NOx og surhet i nedbør.

2. Materialspekteret er betydelig utvidet og dekker de mest aktuelle bygnings- og konstruksjonsmaterialer.

3. Eksponeringen er foretatt på ulike måter, både utendørs og beskyttet under tak.

Figur 7 viser beliggenheten av feltstasjonene i Europa, og tabell 2 viser måleprogrammet.

8-års nedtaket av materialprøver blir foretatt høsten 1995. En serie oppfølgingsrapporter foreligger i prosjektet.

NILU OR 74/94

t) Feltstasjoner (no. 1-39)

Ill Ansvarlige forsknings- sentra

,t/"7

I

.

'\ ' '

Figur 7: Feltstasjoner i UN/ECE-prosjektet.

Tabell 2: Oversikt over testmaterialer og miljøparametere som blir undersøkt i UN ECE-ICP materialprosjektet.

Eksponerte materialer Miljøparametere som skal Miljøparametere som

måles ønskes i tillegg

Metaller: Klimadata: Klimadata:

Stål Temperatur Antall soltimer

Rusttregt stål Relativ fuktighet

Sink Våttid (T>0Q og RH>80%) Aluminium

Kopper Gasser: Gasser:

Støpebronse SO₂ (µg/m3) 03 (µg/m3)

NO₂ (µg/m3) Stein:

Kalkstein

Kalkholdig sandstein Nedbør: Nedbør:

mengde (mm) NH4 (mg/I)

Malte materialer: pH

Stål med alkyd silikon- SO4 (mg/I) Na mg/I)

maling NO3 (mg/I) Ca (mg/I)

Galvanisert fasadeplate

er

Tre med akrylat Kontaktmaterialer elektronikk i lukket boks

Nikkel Kobber Sølv Tinn

Eurocard konnektorer

2.2.5 ISO CORRAG-programmet

For å etterprøve miljøklassifiseringsstandarden ISO 9223 ble det i 1988 startet et bredt eksponeringsprogram innenfor ISO. Programmet omfatter to ulike standardprøver av de fire metallene stål, sink, aluminium og kopper eksponert opptil 6 år på 53 stasjoner i 15 land verden over (fig. 8). Programmet har startet til noe forskjellige tider på de ulike stasjonene i perioden 1984-1989 (ISO CORRAG, 1993). Resultatene er nå under bearbeidelse.

NILU OR 74/94

. ^•·"-

,,, l>' :' 17,D If

/) I?•

f.~ ,.· _{V ••}

.

q ~

~,·

D

D

LO

C\J (!J

a:

<i:

2.2.6 Korrosjonsskader i Norge - SSE-undersøkelse 1988

I SSBs arbeid med å undersøke sammenhengen mellom økonomisk aktivitet og forurensning, ble det også utarbeidet en rapport om materialskader (Glomsrød og Rosland, 1988). Rapporten presenterer anslag over materialskader som skyldes utslipp av svoveldioksid til luft. Beregningene omfatter skader på forsinket stål og malt stål, mur og tre og er gjort på grunnlag av skadefunksjoner og anslag over forurensningskonsentrasjoner i tettsteder, anslått av NILU. Materialbeholdninger er anslått på nasjonalt nivå på grunnlag av produksjonsstatistikk, og fordelt på næringssektorer og tettsted/kommune ved hjelp av ulike fordelingsnøkler.

Rapporten angir at forurensning fra innenlands utslipp av SO₂ fører til en ekstra årlig vedlikeholdskostnad for bedrifter og husholdninger på 220 mill. 1985-kr.

Dersom en inkluderer skader på grunn av langtransportert SO_2, øker anslaget fra 220 mill.kr. til 300 mill.kr. Det er knyttet stor usikkerhet til kostnadsanslaget på grunn av usikre anslag over materialbeholdning, vedlikeholdspris og skade- funksjon, og det antydes at kostnaden ligger innenfor et intervall på 60- 340 mill.kr. (eksklusive bidrag fra langtransport).

2.2.7 NMR studie "Reduserte korrosjonsskader som følge av reduserte SOr utslipp"

NILU tok i 1983 initiativ overfor miljømyndigheter og NMR for å utrede

"endringer i korrosjonsskadene i Norden som følge av reduserte SOrutslipp". I samråd med andre faggrupper i Norden ble et prosjektforslag med følgende tre trinn godkjent i september 1983:

Trinn 1.

Trinn 2.

Trinn 3.

Gjennomgang og vurdering av eksisterende tekniske og økonomiske data og metoder med tanke på best mulig nytte og gjennomføring av totalprosjektet (1 års prosjekttid).

Case-studier for utvalgte byer i nordiske land.

Fullskala-beregninger for Norden "Reduserte korrosjonsskader som følge av reduserte SOrutslipp".

I trinn 1 i dette prosjektet ble det konkludert med at "økt viten om de hovedvariable og forbedrede metoder for å beregne disse, gir rimelig grunn for å tro at en ny beregning vil forbedre kunnskapene om korrosjonskostnader utover dagens nivå" (Haagenrud, 1984). Spesielt ville case-studier i utvalgte byer være nyttige for dette.

Prosjektets trinn 2 ble gjennomført i 1986 og 1987 og besto av materialoppmåling og skadevnrdering av bygninger i Stockholm (Tolstoy et al., 1989) og i Sarpsborg (Henriksen et al., 1989). Disse undersøkelsene kalles ofte MOBAK- undersøkelsene ut fra en navneforkorting av den fulle prosjekttittelen

"Materialoppmåling og besiktigelse av korrosjonsskader på bygninger i Sarpsborg/Stockholm".

NILU OR 74/94