日前，荷蘭大學(xué)生使用3D打印技術(shù)造出一款可被安裝在墻體內(nèi)的立面系統(tǒng)，其中3D打印出的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，提供了隔熱和儲(chǔ)熱的功能。儲(chǔ)熱、隔熱的雙重系統(tǒng)，意味著住戶可以輕易調(diào)控房屋內(nèi)部的溫度。對(duì)于該系統(tǒng)而言，控制熱量很簡(jiǎn)單，只需要控制液體的流動(dòng)。

近日，荷蘭的學(xué)生使用3D打印技術(shù)進(jìn)行的一項(xiàng)研究，將有可能改變未來(lái)房屋的建設(shè)模式。該項(xiàng)目名為Spong3D，由代爾夫特理工大學(xué)與埃因霍芬理工大學(xué)合作完成，它向我們展示了立面系統(tǒng)將如何最大化建筑物的熱力性能，而提高其熱力性能的關(guān)鍵所在，正是其中復(fù)雜的3D打印結(jié)構(gòu)。該立面系統(tǒng)可以適用于不同的氣候狀況，并且有可能對(duì)傳統(tǒng)建筑業(yè)造成一定的沖擊。

Spong3D是一款可被安裝在墻體內(nèi)的立面系統(tǒng)，其中3D打印出的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，提供了隔熱和儲(chǔ)熱的功能。立面大小不一的空洞提供了必要的隔熱能力，而邊緣溝渠中的液體則提供了儲(chǔ)熱的能力以備不時(shí)之需。儲(chǔ)熱、隔熱的雙重系統(tǒng)，意味著住戶可以輕易調(diào)控房屋內(nèi)部的溫度。對(duì)于該系統(tǒng)而言，控制熱量很簡(jiǎn)單，只需要控制液體的流動(dòng)，將其作為一種熱介質(zhì)，在必要的時(shí)候填充或排空空洞中的氣體即可。隨著季節(jié)的變化和外部的溫度波動(dòng)，房子內(nèi)部的溫度能維持在一個(gè)恒定的水平。而用于加熱或空調(diào)系統(tǒng)的能源的明顯減少，也使得特定的建筑物受到環(huán)境負(fù)面影響的可能性降低。Spong3D是概念的實(shí)踐。研究者想要探索影響儲(chǔ)熱和隔熱的因素，最大化3D打印的生產(chǎn)過(guò)程，檢驗(yàn)立面系統(tǒng)對(duì)房間的具體影響。為了優(yōu)化立面的熱性能，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)制作了不同的樣品進(jìn)行測(cè)試。這些實(shí)驗(yàn)的目的，是盡可能的降低系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力，實(shí)現(xiàn)足夠好的水密性，進(jìn)而減少隨后的生產(chǎn)時(shí)間。第一組樣本的設(shè)計(jì)基于有序的，多面體細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由低熱導(dǎo)率的PETG絲3D打印而成。這些樣品在熱量標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)構(gòu)魯棒性上都有著不錯(cuò)的表現(xiàn)，但在3D打印的過(guò)程上有一定的挑戰(zhàn)性。研究人員運(yùn)用更加光滑的幾何結(jié)構(gòu)，使得打印中的錯(cuò)誤減少，最終，立面系統(tǒng)成功的被制作出來(lái)。立面系統(tǒng)上的溝渠，是基于血管或葉脈設(shè)計(jì)而成的。兩個(gè)反向泵被集成在正面外部的層板中，降溫時(shí)，液體首先被輸送至內(nèi)部來(lái)吸收熱量，然后輸送到面板外層，以釋放吸收的熱量。相反的，液體將會(huì)首先被輸送至面板外部，吸收熱量，然后被輸送回面板內(nèi)部，為建筑物提供熱量。整個(gè)過(guò)程中，泵體也會(huì)與水箱相連，以備不時(shí)之需。為了評(píng)估Spong3D的實(shí)際效果，研究人員對(duì)它的熱沖擊進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷贸?，在正常的夏季環(huán)境中，立面系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每平方米25瓦的冷卻功率，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于一個(gè)常見(jiàn)辦公環(huán)境中所吸收熱量的50%。而立面系統(tǒng)在冬季的表現(xiàn)，甚至要比夏季還要好。在溫和的冬季，12平方米的辦公環(huán)境可以從立面中獲得4.8kWh的熱能。也就是說(shuō)，立面系統(tǒng)可以提供平均供熱水平大約70%的熱量。正是鑒于這些研究結(jié)果，建筑師、室內(nèi)設(shè)計(jì)師和其他環(huán)境相關(guān)的領(lǐng)域都應(yīng)對(duì)Spong3D項(xiàng)目的未來(lái)發(fā)展加以密切關(guān)注。