受白蚁启发的气候友好型空调

导读 白蚁在土丘中使用的气候控制可以激发未来的气候智能型建筑。瑞典隆德大学的最新研究表明,受白蚁启发的未来建筑可以达到与传统气候控制相同

白蚁在土丘中使用的气候控制可以激发未来的气候智能型建筑。瑞典隆德大学的最新研究表明,受白蚁启发的未来建筑可以达到与传统气候控制相同的效果,但能源效率更高,并且没有二氧化碳足迹。

白蚁丘有一个复杂的通风系统,可以使空气在整个结构中循环。这有助于维持和调节温度和湿度。

“设计和施工过程的数字化为我们如何塑造建筑创造了巨大的机会,自然和生物系统为我们如何最好地利用这些可能性提供了一个重要的模型,”建筑与建筑环境系高级讲师大卫·安德烈恩说隆德大学的作者,这篇文章的作者。

研究结果发表在《材料前沿》杂志上,展示了一种基于白蚁丘的建筑结构,有助于室内气候控制。

“这项研究的重点是白蚁丘的内部,它由数千个相互连接的通道、隧道和气室组成,以及它们如何捕获风能以‘呼吸’,或与周围环境交换氧气和二氧化碳。我们已经探索了这些系统如何工作,以及如何将类似的结构集成到建筑物的墙壁中,以新的方式驱动空气、热量和湿气的流动。”

因此,我们的想法是创造新的方法来控制建筑物中的气流,这将比传统空调更加节能和气候智能,传统空调采用通常由风扇驱动的整体流动原理。相反,开发动荡、动态和可变的系统是可能的。

“这些可以通过非常小的设备来控制,并且需要少量的能源供应,”大卫·安德烈说。

在这项研究中,研究人员展示了气流如何与几何形状相互作用——结构中导致气流产生的参数以及如何有选择地调节它们。这些可以在不使用风扇、阀门等机械部件的情况下进行驱动,因为只需要电子控制。

DavidAndréen表示:“这是分布式系统的先决条件,在该系统中,通过小型化、耐用性/可持续性和降低成本,将许多小型传感器和调节设备放置在气候适应性建筑围护结构中。”

这使得能够调节建筑物的室内气候并控制温度和湿度等因素,而无需依赖大型风扇以及供暖和空调系统。这些机制取决于能否创建复杂的内部几何形状(毫米到厘米尺度),而这只有通过3D打印才能实现。通过3D打印,可以为建筑环境增加价值,以创建可持续的建筑,否则这是不可能的。

“令人着迷的是,白蚁的建造过程如何设法创造出极其复杂、功能良好的‘工程杰作’,而无需我们需要的集中控制或绘图来参考,”大卫·安德烈总结道。