建设

以藻类为基础的灌溉系统将成为新一代“活建筑”的第一个?

来自埃及的研究人员英国大学社会组3D打印了一个装有藻类的灯丝,并将其安装到一个环保的屋顶灌溉系统中。

这个花瓶状的管状装置是为了处理中国空调机组产生的大量废水而建造的,它过滤并重新分配任何此类副产品,用于浇灌封闭的植物生命。考虑到气候变化带来的挑战,科学家们认为他们的façade是传统玻璃表面的一个更圆形的替代品,是“活建筑”新系列中的第一个。

研究小组在论文中解释说:“在埃及,在夏季极热的时候,空调会产生大量排污水,对建筑物的façades造成巨大破坏。”“[我们的]论文提出了一种由藻类制成的创新产品解决方案,旨在将这些废水重新利用为一个自我浇灌的景观façade元素,作为灌溉系统。”

图为研究人员3D打印过滤系统的布局图。
研究人员的3D印刷过滤系统。图片通过材料和接触特性杂志。

制作建筑环保

随着气候变化开始导致全球气温剧烈波动,各国越来越多地寻求寻找更清洁的能源和更可持续的建筑材料。然而,生活在大城市的人通常会通过使用电力密集型的HVAC空调机组来应对这些热量变化,而这又会排出被污染的水,从而加剧了这个问题。

在埃及的首都开罗,在夏季享受湿度的首都开罗,科学家们已经确定了泄漏的交流系统是一个特殊问题,因为它们往往留下了造成的架构损害。为了打击这一点,该团队建议他们说的生物废物产品,他们说的是沿着尼罗河的“令人烦恼”,可以重用作为建造水循环单位的循环依据。

在过去,类似的设备被称为藻类光生物反应器面板或“pbr”已经被建造,它利用植物吸收阳光和减少建筑物的热量,然后再利用这些能量来培育同样的绿色植物,但此类设备的复杂性和缺乏监管,迄今为止阻碍了它们在埃及首都的广泛应用。

Using 3D printing, on the other hand, the researchers now believe it’s possible to overcome these drawbacks, and build aesthetically-pleasing PBRs as a proof-of-concept for what they refer to as “regenerative building construction,” that are capable of collecting and purifying wastewater from AC units, while thermally-regulating buildings at the same time.

球队新型灌溉系统背后的3D打印过程。
球队新型灌溉系统背后的3D打印过程。照片通过材料和联系人表征日记。

可持续的3D打印“façade”

用灌溉系统建模后犀牛生成设计软件,团队3D打印它使用Ultimaker 2Minoprice MP选择迷你机器。在实践中,他们发现这是通过生产PLA原型来实现的,在使用它之前,以确定没有任何支撑的基于藻类的单位的理想参数。

在实现这一目标后,科学家们继续3D打印了一个40 x 20厘米的原型,使用的材料完全是由研发实验室开发的生物聚合物和藻类组成的生物源材料工作室亮度早在2017年。该团队的最终设计特色在于,外管用于收集空调废物,以增强水的流动性,而内管用于在需要灌溉时将这些液体冷却下来。

为了评估其“生活建筑”的功能,研究人员将其进行了模拟的太阳辐射测试。Again, using the Rhino platform, the team were able to calculate the impact of exposing their water-filled device to the intense heat of Cairo during mid-July, finding that it was capable of absorbing the sun’s rays, reducing thermal radiation levels from 316.43 to to 80.71 kWh/m2

如果升级到建筑面板中,研究人员因此认为,他们的系统不仅可以帮助减少人们对AC的依赖,而且还可以减少它们的能源使用量。虽然它们承认在其设备可以有效缩放之前需要进一步的成本效益分析测试,但他们还建议将来,3D打印对解锁更复杂的设计,以最终用途潜力。

该团队在论文中总结道:“[我们已经]展示了3D打印小规模灌溉系统的可能性,然后可以将其升级为生物反应绿色façade,在城市规模的建筑上进行自我控制的增长。”“未来的3D生物打印技术将允许任何人使用任何类型的材料定制和3D打印任何元素,就像‘烤面包’一样简单。”

科学家太阳辐射仿真的结果。
科学家模拟太阳辐射的结果。图片通过材料和接触特性杂志。

3D在热调节中打印

由于不断恶化的气候危机,3D打印越来越多地被采用,使建筑更少地依赖于传统空调。就在上个月UTS建筑学院一起工作BVN架构3D打印空调机组含碳量比平时少90%

同样的,工程师microlight3d.现在正在写小说吗微结构3D打印材料,这最终将允许建造“自冷”建筑。作为欧盟的一部分工作未来和新兴技术该公司的目标是帮助对抗被称为“城市热岛”的热量消耗现象。

在其他地方,类似的Bigrep.巴斯夫3 d打印技术部门我向前发起了一个混凝土模板材料,旨在减少建筑浪费,同时解锁更复杂的设计。针对目前的终端应用,这两家公司表示,他们的灯丝能够以“(当前)成本的一小部分”建造复杂的建筑。

研究人员的研究结果详细发表在题为《废水:从藻类到生物藻类塑料3D打印立面元素“由Deena El-Mahdy和Ahmed Khaled Youssef共同撰写。

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