奥地利格拉茨技术大学3D打印陶瓷立方体使附近降温近7摄氏度
2026-08-05 10:42
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维度网讯,奥地利格拉茨技术大学(Graz University of Technology,简称TU Graz)建筑与媒体研究所称,在该校校园一处闷热阁楼内的现场测试中,靠近一个充满水的3D打印陶瓷立方体附近记录到温度下降近7摄氏度。这一结果验证了一种将数百年历史的蒸发冷却原理与增材制造相结合的设计思路,该设计旨在应对城市高温环境。

TU Graz利用3D打印陶瓷立方体将房间温度降低近7摄氏度

这些立方体边长约23厘米,采用三周期极小曲面(triply periodic minimal surface)几何结构,由陶瓷黏土混合物经3D打印成形,随后在低温下烧制,最终形成高孔隙率结构。水通过毛细作用被吸入并在几何结构中扩散,在较大表面积上蒸发,从空气中吸收热量——这一原理与数百年来使用的陶罐和风塔相同。

TU Graz建筑与媒体研究所副教授米莱娜·斯塔夫里奇(Milena Stavric)表示,陶罐和传统风塔的蒸发冷却方法已沿用数百年,本次工作的技术进步在于借助3D打印,得以用黏土混合物制造高度复杂、多孔且功能优化的几何结构。她指出,这种特殊结构能高效储水,虽体积不大却能提供巨大的蒸发表面。

该团队还正在Shape Lab实验室测试仿生混合物,将真菌培养物和锯末添加到黏土中作为生长介质。在打印和烧制前,菌丝网络在混合物中蔓延;烧制过程中,真菌菌丝和锯末被烧尽,留下微观和宏观孔隙,从而改善水分在立方体内部的流动。

研究所研究员克里斯蒂扬·里斯托斯基(Kristijan Ristoski)表示,整个房间都能明显感受到冷却效果。他的硕士论文正是关于将立方体及其供水系统集成到冷却墙中的研究。目前该团队还在测试来自新锡德尔湖(Lake Neusiedl)的疏浚沉积物是否适合作为立方体原材料——这种沉积物目前未加利用即被处理掉。

现已建成两堵示范墙:一堵位于TU Graz新技术校区(Campus Neue Technik)Stremayrgasse,尺寸为两米乘两米;另一堵位于格拉茨感知博物馆(Museum of Perception)。斯塔夫里奇表示,项目目标是向特别受高温困扰的人群提供降温手段,例如城市中树木降温不足的区域,实现方式依赖自然冷却原理而非高能耗的空调技术。

该项目名为“用于可持续城市建筑的3D打印陶瓷冷却墙”(3D Printed ceramic cooling walls for sustainable urban architecture),由TU Graz建筑物理、服务与施工研究所(Institute of Building Physics, Services and Construction)共同开发,并获得奥地利经济服务有限公司(Austria Wirtschaftsservice GmbH)概念验证计划的资助。

TU Graz利用3D打印陶瓷立方体将房间温度降低近7摄氏度

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