先進除濕材料可透過吸濕提高室內舒適度替代通風系統
“不是天氣熱,而是濕度大”。 這句諺語在室內室外都適用,這正是一種實驗性新材料的用武之地。 它能吸收室內的濕氣,從而減少對耗電的通風系統的需求。
近距離觀察價格低廉的吸濕材料,這種材料可用於房間的天花板和牆壁,替代全天運行的通風系統圖/皮埃特羅-奧達利亞/約瑟夫-庫斯特
人們在呼氣和出汗時會向空氣中釋放濕氣。 因此,如果房間裡有很多人,但通風條件很差或根本不通風,那麼空氣中的濕氣就會使房間感覺悶熱潮濕,令人不舒服。
為了避免這種情況發生,尤其是在炎熱的氣候條件下,通常會全天使用電動通風系統,不斷將潮濕的空氣排出房間。 不用說,這種安排會耗費大量電力。
為了解決這個問題,瑞士蘇黎世聯邦理工大學的紀堯姆-哈伯特教授及其同事開發了一種吸濕材料,它能在白天被動地吸收空氣中的水分。 當夜晚房間變冷時,這些水分又會釋放回空氣中,此時通風系統只需短暫運行,就能將潮濕的空氣排出。
這種材料主要由磨細的大理石組成,是採石場產生的無用廢料。 在黏合劑噴射3D 列印過程中,列印頭穿過粉末床,沉積由一種稱為偏高嶺土的礦物和鹼性溶液組成的液態土工聚合物。
這種土工聚合物在沉積過程中會立即凝固,將粉末黏合在一起。 透過不斷重複這個過程,三維物體就可以一層一層地堆積起來。
科學家印製了一塊20 x 20 公分(7.9 x 7.9 英吋)厚4 公分(1.6 英吋)的瓷磚。
不過,這種磁磚不只是實心板的形式,而是具有非常多孔的結構。 因此,這種物體的吸濕表面積幾乎是完全實心的四倍,而在此過程中使用的材料體積減少了60%。
在實驗室測試中測量了瓷磚的性能後,科學家計算瞭如果在葡萄牙現有圖書館閱覽室的牆壁和天花板上鋪設這種材料會產生什麼效果。 在這個模型中,閱覽室在整個開放時間內將有15 人使用,在此期間閱覽室將不通風。
最終確定,與沒有磁磚的情況相比,居住者的不適指數將降低75%。 如果磁磚比4 公分的測試樣本再厚1 公分(0.4 吋),這一數字將上升到85%。
玛格达-波萨尼副教授说:”我们能够通过数值模拟证明,这种建筑构件能够显著降低使用率高的室内空间的湿度。”
有關這項研究的論文最近發表在Nature Communications雜誌上。