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概念建筑

IAAC的学生发明渗水陶瓷:一种建筑被动降温系统

作者: 2022-12-04暂无评论

在当今,智能材料在各行各业越来越多的被开发与应用,这为规模化使用智能材料及结构的智能建筑设计提供了可能。加泰罗尼亚高等##的DMIC通过敏感材料使用,试图重新定义“智能”,并将其嵌入到建筑环境中,通过数字仿真、建构技术设计、以及完善智能建筑系统,从而提高建筑的热学性能。

这样建筑环境便成为了一个生命体,作为自然的一部分,而不是与自然相排斥。建筑构件如同生态系统中生物,与周边环境有机互动。这个项目研究建筑物中的热学过程,以及被称为“凝胶”的一类材料如何被动地改善建筑的热学性能。“凝胶”是一种能够吸收和保留500倍于自身重量的水的物质。

↑随着水分被吸收球形的水凝胶也在不断生长 从化学成份上看,它们可以是羟乙基丙烯酸、丙烯酰胺、环氧乙烷或者其他物质的不溶性聚合物。作为一种冷却剂,其工作机理是大面积的摄入水份。水汽化时放出热量大约是0.6卡路里/克,从而导致温度的降低。以此现象作为理论依据,该工作室已定制完成了基于该热学理论的建筑原型,以分析能够满足特定条件下舒适居住条件的建筑体系。

↑水凝胶的工作原理——蒸发、温度与水凝胶形态的关系 本研究的成果——“渗水陶瓷”,作为一种蒸发冷却装置,降低温度并增加湿度,从而使室内空气温度降低五到六度。嵌入式智能系统使其性能与室外风的温度成正比。换句话说,当室外比较热时,室内温度自然地降低。同时,当没有水份蒸发时,系统则不为室内空间降温。

↑水凝胶的容器——渗水陶瓷,可以定制成不同的形状 通过实验项目组对水凝胶的功效进行了测试,并且确定了水凝胶载体的最佳材料。通过对粘土,铝,和丙烯酸进行了控制变量的测试,项目组发现多孔的粘土是最高效的载体。学生们相信该项目可以帮助节省传统空调总耗电量的高达28%,并且由于粘土和水凝胶在价格上的优势,该项目成果可以作为建筑节能的一种低成本替代技术。

↑材料测试

↑左:最终的系统由粘土层以及水凝胶与拉伸织物的中间层组成 右:使用模具数控铣削的加工方法

↑曲线的样本

↑人工环境中温度和湿度的最终测试

↑最好的结果来自于复合粘土 翻译:##-吴德龙

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