پنل‌های دیواری چاپ شده با فناوری سه‌بعدی رطوبت را جذب کرده و رطوبت را برای خانه‌های سالم‌تر تنظیم می‌کنند
در فضاهای داخلی شلوغ، رطوبت می‌تواند به سرعت افزایش یابد و هوا را سنگین و نامطبوع کند. سیستم‌های تهویه‌ی متداول با این مشکل مقابله می‌کنند، اما انرژی مصرف کرده و اثرات زیست‌محیطی دارند.
پژوهشگران در دانشگاه ETH Zurich پوشش‌های جدیدی از دیوار و سقف سه‌بعدی ساخته‌اند که به طور طبیعی رطوبت اضافی را جذب و ذخیره می‌کنند.
این راهکار نوآورانه با استفاده از ماده‌ای جاذب رطوبت از رطوبت بالای فضا جلوگیری می‌کند و رطوبت اضافی موجود در هوا را به طور موقت جذب کرده و ذخیره می‌کند. سپس این رطوبت ذخیره‌شده به تدریج در هنگام تهویه شدن اتاق آزاد می‌شود، که نیاز به تخلیه مکانیکی دائمی را کاهش می‌دهد.
«راهکار ما برای فضاهای پرترددی مناسب است که سیستم‌های تهویه‌ی موجود برای آنها کافی نیستند,» می‌گوید گیوم هابرت، استاد ساخت و ساز پایدار، که پروژه تحقیقاتی ETH را نظارت کرده است.
پوشش دیواری چاپ شده با فناوری سه‌بعدی
این ماده ساختمانی نوآورانه از ضایعات پودر مرمر به عنوان جزء اصلی خود استفاده می‌کند.
برای تبدیل این ضایعات به اجزای ساختمانی قابل استفاده، از یک ماده چسباننده ژئوپلیمری استفاده شد. این ماده چسباننده، ساخته شده از متاکائولین و یک محلول قلیایی، به طور مؤثر پودر مرمر را به هم می‌چسباند و ماده‌ای محکم و استوار ایجاد می‌کند.
تیم پژوهشی موفق به تولید یک نمونه اولیه از جزء دیوار/سقف چاپ شده با فناوری سه‌بعدی به ابعاد ۲۰×۲۰ سانتیمتر و ضخامت ۴ سانتیمتر شد.
با استفاده از فناوری پرینت بایندر، این فرآیند شامل لایه‌بندی پودر مرمر و چسباندن آن به هم با محلول ژئوپلیمری بود.
«این فرآیند تولید مؤثر اجزا در اشکال مختلف را ممکن می‌سازد,» گفت بنجامین دیلنبرگر.
تاثیر زیست محیطی کمتر
برای ارزیابی اثربخشی اجزای جاذب رطوبت، شبیه‌سازی‌ای در یک اتاق مطالعه مجازی در اوپورتو، پرتغال انجام شد. این شبیه‌سازی مدلی از اتاقی که توسط 15 نفر استفاده می‌شود و دیوارها و سقف آن به طور کامل با ماده جذب رطوبت پوشیده شده است ارائه داد.
هدف این شبیه‌سازی تعیین میزان و درجه زمانی بود که سطح رطوبت درون اتاق از محدوده راحتی (۴۰-۶۰٪ رطوبت نسبی) در طول سال فراتر می‌رفت.
بر اساس این یافته‌ها، یک «شاخص ناراحتی» محاسبه شد که کل کاهش راحتی ناشی از رطوبت بیش از حد را اندازه‌گیری می‌کرد.
استفاده از اجزای جاذب رطوبت شاخص ناراحتی را نسبت به دیوار رنگ‌شده استاندارد ۷۵٪ کاهش داد.
افزایش ضخامت جزء از ۴ سانتیمتر به ۵ سانتیمتر عملکرد را بیشتر بهبود داده و شاخص ناراحتی را به ۸۵٪ کاهش داد.
«ما توانستیم با شبیه‌سازی‌های عددی نشان دهیم که اجزای ساختمانی می‌تواند رطوبت را در فضاهای داخلی پرتردد به طور قابل توجهی کاهش دهد,» گفت مگدا پوسانی، فیزیکدان ساختمانی که تحلیل‌های خاصیت را انجام داد، در یک بیانیه مطبوعاتی.
علاوه بر این، مطالعه نشان داد که اجزای جاذب رطوبت چاپ‌شده با فناوری سه‌بعدی پیامد زیست‌محیطی کمتری در مقایسه با سیستم‌های تهویه‌ی استاندارد برای تخلیه رطوبت دارد.
در طول عمر ۳۰ ساله، این اجزا توانایی دارند که انتشار گازهای گلخانه‌ای را به شدت کاهش دهند .
این مدرک مفهومی نشان‌دهنده پتانسیل فناوری برای بهبود بیشتر و تولید صنعتی در مقیاس بزرگ است.
هدف سوئیس برای رسیدن به انتشار صفر تا سال ۲۰۵۰ نیازمند ساخت ساختمان‌هایی است که انتشار گازهای گلخانه‌ای را در طول چرخه عمر خود به حداقل می‌رسانند.
در آینده نزدیک، معماران می‌توانند به طور عمده نیاز به سیستم‌های تهویه مکانیکی پرمصرف انرژی را با گنجاندن این پوشش‌ها در طراحی ساختمان کاهش دهند. از طرف دیگر، این اقدام محیط داخلی را برای افراد راحت‌تر می‌کند و دو مزیت را فراهم می‌آورد.
یافته‌ها در مجله Nature Communications. منتشر شدند.
