作者：Addmaker
隨著環保永續的概念越來越受重視，各項廢棄材料的回收成了關鍵的議題，近年來已有許多使用廢料回收再製的例子，今天要帶大家來看玻璃與塑料再製成混凝土與空調系統的原料，不只減輕環境負擔，甚至比使用原來的原料製作節省更多能源。
廢棄玻璃取代砂石做建築材料，省水又環保
水泥是現代極為常見的建築材料，常見到我們幾乎難以想像沒有水泥的建築物。然而，考量到材料終有短缺的一天，且水泥本身的碳排極高，科學家研發了混凝土的替代品：回收玻璃。
雖然玻璃是具有代表性的回收材料，但實際上，大部分的玻璃並沒有真正地被回收。主要是由於市場上回收的設備不充足，又或者許多廢玻璃是以多種顏色的碎片混合的狀態出現──現行的玻璃回收，需要將玻璃以不同的顏色分類，最終才能獲得穩定的回收成品。對於這些難以回收的玻璃，新加坡的南洋理工大學研究以之取代 3D 列印混凝土材料中的砂石，畢竟玻璃是由二氧化矽組成，也就是沙石的主要成分。
研究團隊將玻璃分別打碎成五種不同大小的碎片：粗、中、細、超細與粉塵狀，以取代混泥土中的小石子和砂礫。這些碎玻璃與水泥和水結合，混合物可以透過現有能列印水泥的 3D 列印機噴出，研究人員首先使用其印製了一個 40 公分高的長椅。
列印完成的「混凝土」在固化之前沒有變形與崩塌，成品就和預期的一樣，而且整個混合材料的流動性良好，可以輕鬆通過列印機的噴嘴；除此之外，由於玻璃不會像沙石那樣吸收那麼多水分，所以整個建造的過程中所耗費的水更少。
（圖片來源：Addmaker 提供）
團隊認為此結果顯示，再生玻璃可以 100% 取代混凝土中的砂石，而且無損於任何機械強度等建築需求。考量到現行的砂石都是由土地中開採而得，越採只會越少，因此未來如果能以再生的玻璃做為建築材料的選擇，將可望成為循環經濟、節能減碳的一項好選擇。
回收塑料做空調管，減少 90% 碳排放量
澳洲建築公司 BVN 和雪梨科技大學（University of Technology Sydney）近期合作發表了一款 3D 列印製「呼吸」空調系統，取名為 Systems Reef 2，使用回收塑料以製作，設計的概念取材自青蛙皮膚。
（圖片來源：Addmaker 提供）
經過調查，BVN 建築工作室發現現行的空調相當缺乏效率，通常由鋼板製成，除了材料本身有很高的碳排放量，也會使用遠多於必要的材料；除此之外，傳統的空調在通風的設計上缺乏效率，也容易浪費能源。
在設計上，現有的空調系統基本上沒有考慮到空氣動力學的特性，大多數都沒有模擬過氣流的流體動力特徵，因此 Systems Reef 2 一個很關鍵的特色，在於它「為空氣設計」，拿掉了「直角」（直角雖然很適合傳統的搭建方式，但卻會讓空調的氣體被困在角落，需要更多的能量才能推出，因而造成空調能源的浪費）。
經過優化計算，Systems Reef 2 除了在建造上比一般標準空調系統的實體碳排放量少 90%，系統運行能量也更少，因為空氣更容易流動在有機形狀的分支管道周圍，沒有角落阻塞。
（圖片來源：Addmaker 提供）
Systems Reef 2 具有不規則的分支形狀，沒有尖銳的拐角，並具有漸窄的形狀，因此不需要額外的能量就能把冷空氣推出管道的最遠處。由於去除了系統的摩擦力，它也更小且更薄，使用的材料總量也更少。
此外，讓處於空調環境的人們更舒適，團隊還借鑑了青蛙的呼吸方式。在 Systems Reef 2 上覆蓋微小的毛孔，有效地在下方空間噴霧出冷空氣。
（圖片來源：Addmaker 提供）
Systems Reef 2 使用的建造材料是從醫院獲得的廢塑料，將其壓碎成顆粒後放入 3D 列印機中。這種材料使 Systems Reef 2具有半透明的晶體外觀，非常美麗，還可以選擇染成不同的顏色，或配合燈光設計，進一步美化辦公環境。
（本文經同意轉載自 Addmaker 加點製造；原文為更環保的選擇：以回收玻璃替代混凝土中的砂石、3D 列印的空調系統，靈感來自青蛙皮膚，減少 90% 碳排放；責任編輯：賴佩萱 ）
延伸閱讀：
加點製造也有豐富的好文章，請見：https://mag.addmaker.tw/
- 【加點製造】仿生學的極致！會「長高」且自我支撐的機器人 - 2024/04/16
- 【加點製造】會變色的 3D 列印材料？單一墨水就能創造繽紛色彩 - 2024/03/19
- 【加點製造】近乎人類的手！機械手臂可舉重、抓水滴 - 2024/02/29
