苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究团队成功开发了一项创新技术,利用3D打印制造墙体和天花板元件,来实现室内空间的湿度调节。这些组件采用回收的矿物废料,并通过3D打印技术生产,可以在不依赖传统能源密集型通风系统的情况下调节湿度,特别适用于高人流的公共空间,如办公室、博物馆和图书馆等。
这一技术的关键在于使用一种湿气吸附材料,主要由细磨的大理石废料和地聚合物粘合剂组成。地聚合物是由高岭土和碱性溶液反应而成,具备类似水泥的强度,但在生产过程中释放的二氧化碳远低于传统水泥。这些湿气调节元件通过粘合剂喷射打印技术制造,采用钾硅酸盐溶液将每一层粉末固化。研究表明,这种材料不仅能有效吸湿,还能在空气湿度变化时释放水分,从而帮助稳定室内湿度,减少舒适度损失。
目前,这些3D打印组件的尺寸为20x20厘米,厚度为4厘米,已通过模拟实验进行性能测试。测试结果表明,这些组件在高人流的室内环境中,能够显著稳定湿度变化,减少因湿度波动而带来的不适感。在虚拟测试中,舒适度损失指数——衡量因湿度过高或过低引起的不适——在使用这些湿度调节元件后,减少了最多85%。这一结果表明,使用这种3D打印技术制造的墙体组件,可以大幅改善建筑物内的舒适度和空气质量。
研究团队指出,这项技术特别适合那些已有通风系统,但现有系统无法满足需求的建筑。例如,博物馆、办公室及其他人员密集的场所都可以通过这种3D打印墙体组件来改善室内空气质量和湿度控制。随着研究的深入,团队正在进一步优化材料配方,以提高组件的环保性能,并计划将该技术推广至工业生产。
这一技术为建筑行业提供了一种更可持续、更环保的选择,减少了依赖传统机械通风系统的能耗和排放,同时也展示了3D打印技术在推动建筑行业可持续发展方面的巨大潜力。未来,随着技术的不断进步和规模化生产的实现,预计这一解决方案将在全球范围内得到广泛应用,助力建筑行业向更绿色、更节能的方向发展。
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