Ilmastointi: 3D-tulostuksella kevyet rakennusmateriaalit... jätteistä

La 3D-tulostus voi antaa valtavan panoksen akestävä rakennusalkaen mahdollisuudesta kokeilla materiaaleja, joita ei ole käytetty ennen, ja testata uusia rakennustekniikoita, jotka pystyvät vähentämään kulutusta ja päästöjä.

Tutkija paikalta Zürichin liittovaltion ammattikorkeakoulu käytti tätä automatisoitua tekniikkaa uuden tuottamiseen eristävät elementit kevyt, täysin sementtitön, valmistettu teollisuusjätteestä saaduista mineraalivaahdoista. Tämä mineraalivaahtoa, jota voidaan käyttää lukemattomia kertoja, käsitellään kerros kerrokselta huoneen kokoisen 3D-tulostimen ansiosta.

Projektin ensimmäinen prototyyppi Ilmastointi se on kaksi metriä korkea monoliittinen kulmapylväs, joka koostuu neljästä 3D-tulostetusta segmentistä, jotka pidetään yhdessä yksinkertaisella laastilla ja jotka on päällystetty sementtittömällä valkoisella kipsillä.

Kestävämpi sementti on valmis tulevaisuuden rakentamiseen
Kestävä rakentaminen:… sienet päähenkilöt vihreiden materiaalien joukossa

Kestävä rakentaminen ja 3D-tulostus: tämä on ETH:n tutkimusta

L 'kestävä rakennus on lukemattomia deklinaatioita: kehitystä älykkäitä materiaaleja ja uusia rakennusmenetelmiä, kierrätyksen käyttöä ja resurssien uudelleenkäyttö ovat peruselementtejä a uusi lähestymistapa rakennuksille, jotka ennen kaikkea sanelee tarve suunnitella ja asua tiloja, jotka on suunniteltu sopusoinnussa luonnon kanssa.

Kestävämpiä rakennuksia ovat ne, jotka mahdollistavat a järkevämpää käyttöä energiatehokkuuden ansiosta, mutta myös niitä, joita he onnistuvat yhdistämään ekologinen ja sosiaalinen kestävyys ja jotka lupaavat pystyä rakentamaan turvautumatta resurssien ja energian kannalta erittäin kalliisiin prosesseihin.

Tässä yhteydessä se uusien materiaalien kehittämiseen ja rakennustekniikat ottavat johtavan roolin, joka kykenee yhdistämään tutkijoiden tavoitteet ja globaalien markkinoiden tarpeet, jotka, vaikka ne ovatkin äärimmäisen vaihtelevia, eivät voi enää auttaa muuta kuin vastaamaan kipeä planeetta.

Yksi viimeisimmistä innovaatioista aiheesta on peräisinArch Tec Lab tutkimuksesta ja robotiikasta ETH:ssa Hönggerbergin kampuksella. Tässä tutkija Patrick Bedarf, joka työskentelee ryhmässä Digitaaliset rakennustekniikat professorista Benjamin Dillenburger, on tutkinut menetelmää tuottaa kevyet eristävät rakennuselementit monimutkaisista muotoa vähentävistä materiaaleista 3D-tulostuksen ansiosta.

Kestävä rakentaminen alkaa julkisista käymälöistä: hanke Sri Lankassa
RESKIN: innovatiivinen älykäs projekti vihreään rakentamiseen

Huoneen kokoinen kolmiulotteinen tulostin

La 3D tulostin Patrick Bedarfin käyttämä on koko huoneen kokoinen: lukuisat robottikäsivarret roikkuvat Arch Tec Labin päähuoneen katolla, kun taas maassa, työtasoilla ja puulaatikoissa, hiekkaveistoksia muistuttavat omituiset olennot heräävät henkiin. .

"Robotit voivat liikkua tarkasti mihin tahansa kohtaan huoneessa", Bedarf selittää. "Suunnittelemme reitin ja määritämme minne heidän täytyy kulkea ja kuinka nopeasti, sekä kuinka paljon materiaalia pitää virrata tulostinpäästä, mihin aikaan ja minne se tulee sijoittaa".

Tällä nerokkaalla järjestelmällä ETH-tutkija loi Airlement-projektin ensimmäisen prototyypin, a Colonna kaksi metriä korkea monoliittinen kulmakappale, joka koostuu neljästä 3D-tulostetusta segmentistä, jotka pidetään yhdessä laastilla.

I neljä segmenttiä pylväästä ovat kevyitä, helppo nostaa käsin pinottavaksi päällekkäin: "Rakennusosat voidaan yksinkertaisesti tulostaa tehtaalla, kuljettaa rakennustyömaalle ja sijoittaa tarvittaessa", Bedarf selittää.

"Komponentin lujuuden lisäämiseksi ontto ydin voidaan valaa tiheällä mineraalivaahdolla, mikä tekee siitä riittävän vahvan toimimaan kantavana rakenteena”. Mutta se ei ole vain tekniikka, joka on innovatiivinen Bedarfin projektissa.

Nollapäästöt ja parempi elämänlaatu: "Se on älykäs kaupunki"
Luzernissa ensimmäinen sveitsiläinen Smart City -hankkeiden eettinen komitea

Ilmaelementit, masuunien tuhkasta tehdyt "tiilet".

Airlementien luomiseen Patrick Bedarf käytti a kestävä eristysmateriaali ETH-spin-off FenX:n tuottama: yksi mineraalivaahtoa valmistettu kierrätetystä teollisuusjätteestä, erityisesti lentotuhka saatu teollisten masuunien polttoprosesseista.

"Tämä materiaali on jo käynyt läpi ensimmäisen materiaalikierron ja voi yksinkertaisesti olla kierrätetään käytön jälkeen”, Bedarf selittää murskaaessaan palan uudesta materiaalista sormiensa välissä: jauhettu vaahto on valmis käytettäväksi. käytetty uudelleen.

"Jos rakennuksen osaa ei enää tarvita"sanoo tutkija, "se voidaan murskata kokonaan ja jauheeksi, valmis muutettavaksi uudeksi vaahdoksi". Ja se on täysin sementtitön, kuten loppukäsittelyssä käytetty kipsi.

Jokainen prototyyppi tulee tulostetaan alle tunnissa ja jätetään kuivumaan viikon ajaksi tuotantoympäristössä kontrolloidussa lämpötilassa 20-28 asteen välillä ja kosteudessa 20-70 prosenttia.

Tarkistaaksesi oikean säädön kosteus ja lämpötila, Patrick Bedarf rakensi erityisen ilmastokammion, suuren läpinäkyvän teltan muotoisen rakenteen, jonka sisällä tulostinrobotti liikkuu ennalta määritettyä polkua pitkin.

Tämä tuotantomenetelmä ei vaadi erityiskäsittelyä, tutkija korostaa korkea energiaintensiteetti: "Tämä on edistysaskel aikaisemmista sementtivapailla vaahdoilla tehdyistä töistä, jotka piti kovettaa sementillä tai kovettaa myöhemmin korkeissa lämpötiloissa uunissa".

Kemian yllätyksiä: niin muovijätteestä tulee saippuaa
Mikromuovisaaste: ratkaisu tulee kasveista

Kestävä ja taloudellinen rakentaminen automaation ansiosta

Uusi menetelmä 3D-tulostuksen kautta mahdollistaa käytä vähemmän materiaalia: se ei esimerkiksi vaadi muottien käyttöä valussa, rakennetta, joka voidaan käyttää vain osittain uudelleen ja joka voidaan nykyään leikata suoraan tarvittavien resurssien listalta.

Yhdistelmä 3D-tulostusta ja robotiikka mahdollistaa kokonaisten mittatilausrakennusten osien valmistuksen erittäin taloudellisesti: “Ilman automaatiota", tutkija selittää, "Perinteiset materiaalia säästävät rakennusmenetelmät ovat erittäin aikaa vieviä ja kalliita etenkin työvoimakustannusten vuoksi".

Patrick Bedarf jatkaa projektin kehittämistä yhteistyössä FenX:n kanssa, joka omistaa koko tuotantolinjan Airlementsille: "Analysoimme perusteellisesti kantokyvyn ja eristysominaisuudet", Bedarf selittää, "määrittää, kuinka tämä materiaali toimii seinäelementtinä suljetussa huoneessa".

"Infrapunamittaukset", tutkija päättää, "ne auttavat meitä määrittämään, missä lämmöneristystä voitaisiin edelleen parantaa ja kuinka poistaa heikkoja kohtia säätämällä tulostuspolkua".

Ilmastonmuutos: Sveitsi on liittoutunut Chilen, Kenian ja Tunisian kanssa
Innovation Park: tulevaisuuden Blockchain-muotoiltu kaupunki autiomaassa