[星島綜合報道]「悶熱的真正原因不是高溫,而是濕氣。」這句話適用於室內和室外,而一種實驗性的新材料正是針對這個問題設計的。它能夠吸收室內濕氣,從而減少對耗電的通風系統的需求。
當人們呼吸和出汗時,會向空氣中釋放水分。因此,如果一個房間內有許多人且缺乏足夠的通風,空氣中的濕氣將會增加,導致房間變得悶熱潮濕,讓人感到不適。為了避免這種情況——特別是在炎熱的氣候中——許多建築會整天使用電動通風系統,持續將潮濕空氣排出室外。然而,這種做法無疑會消耗大量電力。
為了解決這個問題,瑞士聯邦理工學院(ETH Zurich)的 Guillaume Habert 教授 及其研究團隊開發了一種吸濕材料,能夠在白天被動地從空氣中吸收濕氣。當夜間氣溫下降時,該材料會釋放所吸收的水分,這時通風系統只需要短暫運行即可排出濕氣,從而大幅降低能源消耗。
這種材料主要由細磨的大理石粉末製成,這些粉末是採石場產生的廢棄物,原本無法再利用。在黏結劑噴射 3D 列印(Binder Jet 3D Printing)的過程中,列印噴頭在這些粉末上噴塗地質聚合物(Geopolymer),該聚合物由偏高嶺土(Metakaolin)和鹼性溶液組成。當地質聚合物被噴灑到粉末上時,會立即固化並將粉末黏合在一起。透過重複這個過程,可以逐層構建出三維物件,形成最終的吸濕結構。
在研究中,科學家們利用該材料列印了一塊20 x 20厘米(7.9 x 7.9 吋),厚4厘米(1.6吋)的測試磚。然而,這塊磚並非實心,而是具有高度多孔的結構。這樣的設計使其比實心磚擁有近四倍的吸濕表面積,同時減少 60% 的材料用量,大幅提高吸濕效率。
在實驗室測試中,研究人員測量了這塊磚的吸濕效果,並進一步計算如果將葡萄牙某圖書館閱覽室的牆壁和天花板全面覆蓋該材料,會產生什麼影響。該房間在開放時間內會容納 15 名讀者,且沒有任何通風設備。
研究結果顯示,當該材料應用於房間內時,使用者的不適指數可降低 75%。如果將磚的厚度從 4厘米增加至 5厘米(0.4吋),該數值可進一步提高至 85%。
該研究的領導者 Magda Posani 副教授 表示:「透過數值模擬,我們證明這種建築材料能夠顯著降低高人流空間的濕度。」
圖片:Pietro Odaglia / Josef Kuster
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