Реставрационная очистка памятников
Очистка архитектурных памятников предъявляет особые требования ко всем, кто принимает участие в выполнении этих работ. Неверные действия могут привести к повреждению уникальных объектов исторического наследия. Поэтому тщательного анализа требуют все аспекты: конструктивные материалы, виды загрязнений, степень загрязненности, формы очищаемых объектов и т. д. Возможные технологии чистки предварительно тестируются и применяются с тщательным соблюдением предписанных параметров и порядка действий. На практике применяются дробеструйная технология низкого давления, чистка горячей водой под высоким давлением (в т. ч. в режиме парообразования), чистка сухим льдом, при помощи компрессов или лазерными методами.
Реставрационная очистка: необходимые подготовительные работы
Реставрационная чистка всегда осуществляется в сотрудничестве с собственниками исторических зданий, местными ведомствами по охране памятников, а также привлекаемыми реставраторами, историками искусства или другими специалистами. И почти всегда она является частью собственно реставрационных работ или подготовительным этапом к их проведению.
Анализ состояния объекта
Чистка фасадов распространяется на все наружные поверхности здания, к которым, в зависимости от местных условий, могут добавляться и находящиеся рядом объекты: пристройки, фонтаны, статуи, скульптуры и т. д. В ходе обстоятельных предварительных исследований определяются вид, возраст и состояние фасадных материалов, вид и степень их загрязненности и разрушения под действием факторов окружающей среды. При этом различают минеральные загрязнения (солевые выцветы, агломерации, продукты коррозии, такие как ярь-медянка или двуокись марганца на металлических фасадах) и органические загрязнения, к которым относятся сажа, птичий помет или растительность (мох, лишайники, водоросли, грибки).
Определение целей чистки
К подготовительным работам привлекаются и эксперты в области чистки. При осмотре объекта на месте в рамках командного взаимодействия определяются цели реставрационной очистки. При этом возможны разные подходы: в одних случаях под реставрацией понимается реконструкция с приведением объекта в состояние, близкое к исходному, а в других естественный процесс разрушения рассматривается как неотъемлемая составляющая истории архитектурного памятника.
В обоих случаях требуется сохранить следы первоначальной обработки камня, что часто представляет собой очень сложную задачу. За многие годы на непрочном основании могут образоваться стойкие отложения грязи или же частицы грязи могут проникнуть в структуру строительного материала, смешавшись с ним так, что их различение станет практически невозможным. В такой ситуации требуются масштабные предварительные исследования.
Экспериментальная проверка
После завершения анализа и определения целей очистки выбираются участки поверхностей для экспериментальной проверки пригодности возможных технологий чистки. Проверка показывает, позволит ли чистка достичь требуемого результата, т. е. восстановить исходный вид поверхностей, удалив с них следы, оставленные временем, без разрушения строительного материала.
Влияние размеров объекта на выбор технологии чистки
Когда речь заходит о реставрационной чистке исторического памятника, то прежде всего возникает вопрос о том, какова площадь поверхностей, которые требуют очистки. Размеры объекта оказывают непосредственное влияние на весь процесс выполнения работ.
Выбор технологии чистки
Существуют прецизионные методы локальной чистки, позволяющие достигать превосходных результатов, но они не подходят для обработки больших площадей ни с экономической, ни с реставрационной точки зрения: с одной стороны, выполнение работ требует слишком долгого времени, с другой – не обеспечивается равномерная очистка всего фасада (возникает так называемый эффект шахматной доски).
Выполнение работ на большой высоте
Существенно затрудняет работу и большая высота архитектурного сооружения или наличие мест, доступ к которым затруднен. В таких случаях приходится сооружать леса или, в случае относительно небольших объемов работ, использовать подъемные платформы либо обращаться к промышленным альпинистам. При этом используемые чистящие средства часто не могут достаточно долго удерживаться на вертикальных поверхностях, а их стекание вниз вместе с отделяемой грязью приводит к вторичному загрязнению нижерасположенных частей объекта. Кроме того, возникает еще одна проблема: необходимо надлежащим образом собирать, очищать и отводить образующиеся загрязненные сточные воды.
Дробеструйная обработка и чистка горячей водой / паром: 2 испытанные технологии
Из множества технологий, используемых для реставрационной чистки, следует выделить две те, которые наиболее часто применяются во всем мире, в т. ч. и для очистки зданий, не относящихся к числу исторических памятников: дробеструйную технологию низкого давления и технологию чистки высоким давлением, реализуемую обычно с использованием горячей воды или пара.
Щадящий и эффективный метод реставрационной чистки небольших поверхностей: обработка абразивной струей
Для абразивной чистки под низким давлением используется специальный струйный пистолет, питаемый сжатым воздухом от строительного компрессора. В его смесительной камере в струю воздуха добавляются мелкий абразивный материал и при необходимости вода, обеспечивающая связывание пыли.
Важным условием является правильный выбор абразивного материала: его твердость и размер зерна должны соответствовать свойствам материала фасада и его загрязненности. На рынке представлено примерно 2000 видов абразивных материалов – от кукурузной муки и стеклянного порошка до гранулированного сухого льда. Смесь воздуха с водой и абразивным материалом вырывается из сопла пистолета и обрабатывает подлежащую очистке поверхность, причем расход всех трех компонентов допускает индивидуальную регулировку в зависимости от решаемой задачи. Благодаря этому обеспечивается оптимальная очистка с минимальным съемом материала основания. Для сбора отделяемых загрязнений и израсходованного абразивного материала может использоваться пылесос влажной и сухой уборки.
Твердость по Моосу
Геолог Фридрих Моос (1773–1839), исследовавший механические свойства минералов, разработал широко используемую числовую классификацию, позволяющую распределять их по твердости (шкалу Мооса). Минералы с твердостью от 1 до 2 по этой шкале считаются мягкими, значения 3 – 5 соответствуют средней твердости, а 6 и более – высокой твердости.
Специальная технология чистки сухим льдом
Если в качестве дроби при чистке памятников используется сухой лед, то можно сказать, что удаляемые частицы грязи буквально растворяются в воздухе. Однако следует иметь в виду, что при такой обработке природного камня на поверхность воздействует достаточно мощный механический импульс, вследствие чего на ней могут образовываться микротрещины. Зато этот метод прекрасно подходит для очистки металлических поверхностей, например, для удаления поверхностного слоя грязи с чугунных объектов.
Под давлением, но без давления: чистка памятников горячей водой и паром
Казалось бы, мощная струя воды из аппарата высокого давления не слишком подходит для чистки чувствительных поверхностей исторических зданий. Но на практике давление, оказываемое на материал, практически отсутствует: если, например, давление на выходе сопла составляет 200 бар, то на расстоянии 40 см от него на поверхность воздействует лишь давление, не достигающее 1 бар.
Расход воды и используемые сопла
Эффективность очистки определяется не только давлением, развиваемым насосом, но и производительностью аппарата, т. е. тем объемом воды, который проходит в единицу времени через сопло, вызывает ударное давление на поверхность и удаляет отделяемую от нее грязь. Не менее важным с точки зрения механического воздействия струи является и тип используемого сопла. Веерные сопла обеспечивают высокую производительность по площади, а точечные – более эффективное устранение локальных загрязнений. Оба преимущества комбинируют роторные сопла, формирующие вращающуюся точечную струю воды. Однако они пригодны только для чистки поверхностей, устойчивых к механическим воздействиям.
Преимущества струи горячей воды
Для реставрационной чистки памятников используются аппараты высокого давления без подогрева или с подогревом воды. В зависимости от вида очищаемой поверхности и имеющихся загрязнений возможна работа с температурой воды порядка 80 °C или выше, значительно ускоряющая чистку – экономия времени может достигать 60 %. Преимуществами струи горячей воды являются также эффективное смывание загрязнений и низкий уровень испарений.
Преимущества струи пара
Режим парообразования особенно подходит для очистки чувствительных поверхностей сложной формы и удаления загрязнений с высокой температурой плавления. Обработка осуществляется при давлении на поверхность в пределах 0,5 – 1 бар и ее нагреве до 100 °C, благодаря которому обеспечивается бережное удаление водорослей, мха и лишайника. При работе аппарата в таком режиме значительно снижается давление, создаваемое насосом, и вдвое уменьшается расход воды, в результате чего вода в системе нагревается до очень высокой температуры (до 155 °C). Это гарантирует уничтожение большей части спор, находящихся в углублениях поверхности, и замедляет появление новой растительности, что позволяет в большинстве случаев обойтись без применения биоцидных препаратов.
Особый случай: чистка металлических фасадов сверхвысоким давлением
Для удаления с металлических памятников известковых отложений миллиметровой толщины может также использоваться аппарат сверхвысокого давления (при условии предварительного экспериментального исследования пригодности этого метода). Возможно применение различных моделей с рабочим давлением в диапазоне от 400 до 500 бар, оснащаемых веерным или роторным соплом.
Компрессы и лазерная обработка: другие технологии реставрационной чистки
Наряду с дробеструйной обработкой, чисткой струей воды или пара для реставрационной очистки памятников могут использоваться и другие методы, дополняющие их и позволяющие решать особые задачи. К числу этих методов относятся наложение компрессов и лазерная технология.
Когда целесообразно использование компрессов
Для очистки поверхностей при помощи компрессов применяются гигроскопические материалы, предварительно пропитываемые водой, спиртом или другими веществами. Такой метод пригоден для предварительной обработки поверхностей перед их чисткой аппаратом высокого давления, работающим в режиме парообразования, или дробеструйной обработкой низкого давления. Компрессы «вытягивают» из строительного материала соли, способные повреждать его. В отсутствие такой предварительной обработки эти соли в результате растворения водой проникли бы еще глубже в материал очищаемого объекта.
Влажный компресс накладывается на поверхность, что приводит к миграции влаги, находящейся внутри строительного материала, наружу. Вместе с ней внутрь компресса переходят и растворенные соли, которые после испарения влаги кристаллизуются. Проводимые затем лабораторные исследования показывают, достаточный ли объем солей удален из камня или же требуется повторная обработка.
Когда оправдана лазерная обработка
Раньше лазерные методы чистки использовались редко, поскольку они могли приводить к пожелтению поверхности камня. Однако с течением времени технология совершенствовалась, и теперь правильный выбор условий обработки и длительности воздействия импульса лазерного излучения (в нано- или микросекундном диапазоне) сводит риск повреждений материала к минимуму.
Оптимальный выбор параметров и предварительный экспериментальный контроль гарантируют исключительно бережную очистку: минеральные наслоения, оксиды металлов или грязь на поверхности лакокрасочного покрытия испаряются без повреждения поверхности материала.
Однако следует иметь в виду, что данный метод эффективен только при наличии четкого цветового контраста между поверхностью и находящимися на ней загрязнениями. Дело в том, что более темная грязь поглощает лазерное излучение, благодаря чему и возможно ее послойное удаление, тогда как от светлой поверхности луч просто отражается.
ЭКСКУРС: реставрационная очистка памятников в рамках спонсорской программы Kärcher в сфере культуры
За несколько последних десятилетий компанией Kärcher реализовано более 150 масштабных проектов по реставрационной очистке памятников культуры и архитектуры, в т. ч. колоннад на площади Святого Петра в Риме, колоссов Мемнона в египетском Луксоре, Кельнского собора и обелиска на площади Согласия в Париже.
Подходящие продукты для вашей области применения
Аппараты высокого давления с подогревом воды
Пылесосы влажной и сухой уборки
Промышленные пылесосы
Аппараты для чистки сухим льдом
