طباعة ثلاثية الأبعاد للمنازل تجعلها أكثر كفاءة

هذه المقالة كتبت بواسطة قطاع الأخبار في EgyExporter.com منصة الصادرات المصرية.
ابتكر باحثو جامعة طهران خرسانة فريدة يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد في المنازل بطريقة تنتج انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أقل بـ 400 مرة من طرق البناء التقليدية. حيث اكتشف الفريق أن استخدام أكسيد المغنيسيوم التفاعلي جنبًا إلى جنب مع مواد العزل الحراري وتغيير الطور (PCMs). بينما قلل من استهلاك الطاقة والتأثير البيئي لمنزل محاكاة ثلاثية الأبعاد. كما يعتقد المهندسون أنه إذا تم استخدامها على نطاق أوسع. فقد تجعل المواد الطباعة ثلاثية الأبعاد أداة أكثر جاذبية لمعالجة كل من ندرة المساكن ومشكلة تغير المناخ.

تحسين قطاع البناء

تشير دراسة أجرتها المفوضية الأوروبية إلى أن 36٪ من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة في الاتحاد الأوروبي تأتي من منازل مبنية تقليديًا. وكذلك من الواضح أن تطوير المساكن الميسرة أمر ضروري بسبب النمو السكاني. ولكن إنشاء هذه المنازل بشكل أكثر استدامة أصبح سريعًا منطقة دراسة شائعة. حيث ركزت هذه الأبحاث بشكل متكرر على خفض أحمال التبريد والتدفئة في المباني.

لذلك قد يتم تقليل كمية الوقود اللازمة للبناء والتدفئة. مما يعزز استدامة عملية بناء المنزل. كما أظهرت الدراسات السابقة أن الطباعة ثلاثية الأبعاد لمثل هذه الهياكل من أجهزة PCM. كذلك التي لديها القدرة على امتصاص الحرارة ضمن نطاق محدد وتنظيم درجات الحرارة الداخلية. وايضاً هي أحد الخيارات لتحسين الأداء الحراري لمثل هذه المباني.

طباعة ثلاثية الأبعاد للمنازل تجعلها أكثر كفاءة

على الرغم من أن أجهزة PCM هذه قد أثبتت قدرتها على زيادة السعة الحرارية . إلا أن فريق طهران يلاحظ أن خصائصها الميكانيكية يمكن أن تتدهور. مما يحد من قابليتها للتطبيق النهائي. يؤكد المهندسون أيضًا أن المواد البديلة التي يتم فيها مزج الأسمنت مع شبكات جيوبوليمر تتمتع بدرجات متفاوتة من النجاح فيما يتعلق بالبيئة. وذلك مع استمرار وجود بصمة كبيرة لثاني أكسيد الكربون في بعضها.

الأسمنت مستدامًا بطباعة ثلاثية الأبعاد.

كما نظر الفريق في أداء محاكاة المباني المصنوعة من الأسمنت المصنوع من أكسيد المغنيسيوم (RMC) وسلفو ألومينات الكالسيوم (CSA). ذلك من أجل تحديد أفضل صيغة أسمنتية للمنازل المطبوعة ثلاثية الأبعاد. كما أظهر كلاهما إعدادًا سريعًا ومستويات قوة أولية عالية في الاختبارات باستخدام برنامج DesignBuilder. على الرغم من أن RMC كانت تتمتع بقوة ضغط أكبر تبلغ 60 ميجا باسكال.

حيث قرر الباحثون إجراء تقييم شامل لدورة الحياة (LCA) لهذا الهيكل الافتراضي المكون من طابقين من أجل تقييم استدامته. بينما يغطي كل شيء من الشحن إلى استخدام المواد والكهرباء في النهاية. كذلك اكتشف أن كلا من تركيبات الأسمنت لهما تأثير بيئي أقل من الأسمنت البورتلاندي القياسي. حيث تستهلك CSA طاقة أكثر من RMC.

أضاف المهندسون كلوريد الكالسيوم إلى التوليفات لتحسين قدرة المواد على تنظيم درجات الحرارة الداخلية من خلال تضمين المكون. حيث يمكن طباعة المجموعات ثلاثية الأبعاد على الخرسانة التي يمكن أن تمتص الحرارة وتطلقها عندما تصل إلى عتبة الذوبان أو التجمد في عمليات المحاكاة. كما أدت إضافة الرغوة بالإضافة إلى RMC إلى تحسين هذه النتيجة. مما أدى إلى تحسين عزل المبنى.

ومع ذلك. كان للطباعة ثلاثية الأبعاد RMC مع العزل أقل التأثيرات البيئية السلبية في النهاية. حيث تم اكتشاف أن إضافة المغنيسيوم تزيد من السمية المسببة للسرطان في جدران المنزل. كما توصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أن الطباعة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن RMC الخاصة بهم لا تزال تستهلك كميات كبيرة من المياه ولديها مشكلات سمية تحتاج إلى حل. حيث يمكن أن تساعد بشكل كبير في تقليل استهلاك الطاقة للبناء في المستقبل.