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【加點製造】塑料回收做空調管、玻璃再生成建築材料

   

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 )

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Author: 加點製造 AddMaker

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