用于空间加热应用的三维打印分层沙结构
Bharath Seshadri1, Demetris Shammas2, Illias Hischier1
1Architecture and Building Systems, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
3D printing and additive manufacturing
|September 11, 2025
概括
数字制造 (DFAB) 使用3D打印的沙子创建定制的室内微气候. 火炉2原型展示了增强的热舒适性和稳定性,将可持续性与乘客福祉相结合.
科学领域:
- 建筑和可持续设计的设计.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 数字制造 (DFAB) 在建筑中提供了资源效率和几何自由.
- DFAB允许将功能集成到建筑元素中,从微小到宏观.
- 传统的加热元件缺乏精确的微气候控制和量身定制的热舒适性.
研究的目的:
- 为了证明DFAB在为室内供暖创造量身定制的微气候方面的能力.
- 探索热和机械性能的操纵,以提高舒适性和稳定性.
- 为了展示一个功能性的原型,火场2,利用粘合剂喷射打印沙子.
主要方法:
- 在DFAB原型 (Fireplace2) 中使用粘合剂喷射印刷砂.
- 在微和中等尺度调整机械和热性能.
- 为了稳定性,操纵有效的导热率和宏观拓.
- 建立一个垂直的灌装孔隙度梯度来管理表面温度.
主要成果:
- 火炉2实现了最小的操作温度垂直梯度 (+0.2°C),符合国际舒适度标准 (PMV -0.23,PD 6%).
- 原型证明了对翻倒 (0.8 kN) 的稳定性.
- 建立了表面温度梯度,有效抵消通风引起的热梯度.
结论:
- 通过像Fireplace2这样的原型,DFAB可以精确地塑造微气候,以提高热舒适度.
- 该研究强调了DFAB的可持续建筑潜力,平衡住户需求与环境意识.
- 建筑师可以利用DFAB创建高效,舒适和愉快的室内环境.
