写入能源与建筑物,来自伊朗德黑兰大学的一组科学家研究了3D印刷建筑的热性能。
学习:调查3D印刷建筑的热性能和生命周期评估。图片来源:matjazz/shutterstock.com
建筑行业的3D打印
随着迅速发展的世界人口,迫切需要适合目的的优质建筑和基础设施。2016年,建筑业约占欧盟总GDP的9%。
尽管建筑业对全球经济至关重要,但工程师和科学家试图解决的一些关键问题。该行业存在成本,低建筑速度,高能源和资源消耗,环境破坏,排放和过时的技术问题。
根据一些估计,仅在欧盟,建筑物的建设占碳排放总量的36%,占能源需求的40%。为了解决关键的环境,经济和社会关注,人们非常关注改善建筑行业的可持续性。
由于设计自由和减少资源需求,能源需求和废物产生的利益,3D打印(也称为添加剂制造)已成为多个行业研究的重点。3D打印是建筑行业21中发展的元素英石世纪。
3D打印技术涉及基于使用高级CAD/CAM软件构建的模型的材料逐层沉积。欧洲杯足球竞彩材料挤出是3D打印中广泛使用的方法,已由建筑行业探索。确实,许多项目已经完成或破坏了地面,利用3D打印技术来建造商业和住宅建筑。
3D打印在能源节省,成本效益以及在传统建筑项目所需的时间和劳动力所需的一小部分中构建项目的能力方面为建筑业带来了优势。添加剂通常用于迫击炮中,以增强其材料特性,并确保3D打印的建筑物符合严格的法规。
建筑物的热性能
热性能是建筑设计中的关键参数。在建筑物的一生中,冷却和加热负荷在燃油消耗和二氧化碳排放中起关键作用,并减少它们对于提高能源效率和减轻碳足迹而言至关重要。
近年来,研究集中在相变材料和热绝缘层上,以促进可持续发展。欧洲杯足球竞彩这些材料可以欧洲杯足球竞彩通过外墙和屋顶减少热量损失,从而减少能源消耗和终身成本。
3D打印具有改善由于材料设计自由而改善建筑物的热性能的好处。例如,具有复杂内部几何形状的建筑材料(例如晶欧洲杯足球竞彩格和蜂窝结构)具有增强的声学和热性能,并且具有轻巧且强大的功能,足以满足结构需求,同时节省了成本和材料。
几项研究评估了3D印刷建筑材料的热性能,结果有利。欧洲杯足球竞彩研究人员已经采用了生命周期评估来阐明这些高级材料的长期性能。欧洲杯足球竞彩例如,Yao等人已经评估了3D打印砂浆的性能,得出的结论是,通过过程改进,该材料可以减少利用项目的环境影响。
研究
新论文能源与建筑物已经对3D印刷建筑提供了环境和技术评估。研究的建筑物结合了相变材料和热绝缘材料,以改善其热性能。欧洲杯足球竞彩
在设计构建器软件中评估了两种不同的砂浆,以评估其在模拟建筑应用中的热性能。这些材料是氧欧洲杯足球竞彩化镁水泥和硫酸钙水泥,它们已被用作3D打印的浆液。
SIMA-PRO软件用于提供材料生命周期评估。将结果与普通的波特兰水泥(是最常用的建筑材料)进行了比较,以提供比较环境影响分析。
研究结论
在研究中考虑了四种情况。发现最佳方案是氧化镁水泥,其中包含相变材料和热绝缘。欧洲杯足球竞彩相变材料对减少能源消耗的影欧洲杯足球竞彩响最小,但是,热绝缘材料可将能源消耗降低约5%,这使作者推荐具有热绝缘的氧化镁水泥作为首选方案。
生命周期评估表明,波特兰水泥的环境影响最大。氧化镁水泥中镁的存在存在毒性问题,但是,波特兰水泥和硫酸钙水泥的两倍。
总体而言,该研究得出的结论是,在建筑中采用3D打印技术和可打印的混凝土有助于大大减少能源消耗,从而大大减少新建筑物的环境影响。尽管物质挑战仍然存在,例如镁凝结物的毒性和自然资源影响,但这种方法可能对建筑部门具有极大的好处。
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进一步阅读
Ebrahimi,M.,等。(2022)调查3D印刷建筑的热性能和生命周期评估能源与建筑物112341 [在线,预隔离] ScienceDire欧洲杯线上买球ct.com。可用网址:https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/abs/pii/s0378778822005126
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