建设

研究人员表示,3D打印房屋使其更加节能江南平台版江南平台版

研究人员在德黑兰大学已经开发出一种新型混凝土,可以3D打印到房屋中,其二氧化碳排放量比目前的建筑少400倍。

在模拟家庭3D打印中,研究小组发现江南平江南平台版台版,将活性氧化镁与隔热材料和相变材料(PCMs)混合使用可以降低能耗和对环境的影响。工程师们说,如果在更广泛的范围内部署,这种材料可以使3D打印成为解决住房短缺和气候变化问题的更有吸引力的工具。江南平台版江南平台版

团队的DesignBuilder房屋模型。图片来自德黑兰大学。
该团队的DesignBuilder 3D打印房屋模型。图片来自德黑兰大学。

整顿建筑行业

根据欧盟委员会的研究在美国,传统建筑的二氧化碳排放量占欧盟总排放量的36%。当然,由于人口的增加,经济适用房的建设是必要的,但建设这些更可持续的正在迅速成为一个热门的研究课题。这些研究通常围绕着减少建筑物的冷热负荷展开。

这样做对于提高房屋建筑过程的可持续性至关重要,因为它可以帮助降低与建筑和供暖相关的燃料需求。先前的研究发现,改善此类建筑热性能的一种方法是用pcm 3D打印它们,能够在特定范围内吸收热量并控制内部温度。

然而,德黑兰研究小组表示,这些pcm已经证明了“增强热容量”的能力,但它们的机械性能可能会下降,阻碍了它们最终应用的潜力。工程师们还声称,在水泥中注入土工聚合物网络的其他材料在环境方面取得了不同程度的成功,其中一些材料仍然有很高的二氧化碳足迹。

混凝土3D打印。江南平台版江南平台版图片来自汉密尔顿实验室。
混凝土3D打印机正在运行。图片来自汉密尔顿实验室。

江南平江南平台版台版3D打印水泥更可持续

为了确定3D打印房屋的最佳水泥配方,该团队研究了模拟建筑的性能,通过氧化镁(RMC)和江南平江南平台版台版硫铝酸钙(CSA)水泥来实现。通过测试通过DesignBuilder结果表明,两种材料均具有快速定型的能力,初始强度较高,但RMC的抗压强度更高,达到60 MPa。

在分析这个虚拟两层建筑的可持续性时,研究人员选择对其进行全生命周期评估(LCA),从运输到材料和电力使用。结果表明,LCA的结果表明,这两种水泥配方的生态影响都低于传统硅酸盐水泥,CSA的能耗高于RMC。

为了使他们的材料更有效地控制内部温度,工程师们后来在混合物中加入了氯化钙。添加这种化合物可以将混合物3D打印成混凝土,当它们达到熔点或冰点时,能够吸收和释放热量。在模拟中,用泡沫补充RMC也增强了这种效果,优化了建筑物的隔热效果。

最终,镁的存在增加了房屋墙壁的致癌毒性,但3D打印的带有隔热材料的RMC对生态的影响最小。因此,该团队得出结论,3D打印可以“极大地帮助减少未来建筑的能源消耗”,即江南平江南平台版台版使他们的RMC仍然相当耗水,并且有需要解决的毒性问题。

研究人员的LCA结果。图片来自德黑兰大学。
研究人员的LCA结果。图片来自德黑兰大学。

AM在自冷建筑中的潜力

在优化混凝土3D打印建筑的热效率方面,特别是在建筑材料领域,人们正在进行大量的研究。研究人员德州农工大学,例如,已经发展江南平江南平台版台版3D打印相变材料这可以用来建造能够被动调节内部温度的房屋。

在过去,Microlight3D也得到了欧盟的支持来发展用于建造“自冷”建筑的混凝土.与五所欧洲大学合作未来和新兴技术(FET)项目,该公司旨在设计一种微结构材料,以对抗城市热岛现象。

在其他地方,一个斯威本科技大学河北工业大学团队采取了不同的方法,使房屋建筑更加环保。通过开发一种由建筑垃圾制成的3D江南平江南平台版台版打印材料,工程师们希望减少增材制造建筑的二氧化碳排放,以及该技术对自然资源的依赖。

研究人员的研究结果在他们题为“3D打印建筑热性能及生命周期评估研究,该书由Mahdi Ebrahimi、Mohammad Mohseni Alireza Aslani和Rahim Zahedi共同撰写。

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特色图片显示了一个具体的3D打印机在行动。图片来自汉密尔顿实验室。

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