{h1}
άρθρα

NanoPigmy

Anonim

Αυτό το άρθρο πρωτοεμφανίστηκε στις ειδήσεις της BSRIA Μάιος 2015, η νανοτεχνολογία δημιουργεί καινοτόμα δομικά υλικά. Σχεδιάστηκε από τον David Churcher, σύμβουλο σχεδιασμού, BSRIA Sustainable Buildings Group.

Εισαγωγή

Οι προκλητικοί στόχοι που έχουν υιοθετηθεί για τις μειώσεις των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στο σύνολο του Ηνωμένου Βασιλείου και οι μειώσεις του κόστους κύκλου ζωής που χρηματοδοτεί η κυβέρνηση έχουν ενθαρρύνει ένα ευρύ φάσμα καινοτομιών στα δομικά υλικά και τα κατασκευαστικά στοιχεία. Αυτό είναι πάνω από τις καινοτομίες σχεδιασμού και επεξεργασίας που έχουν κάνει πιο αποτελεσματική χρήση των υλικών και των εξαρτημάτων που είναι ήδη διαθέσιμα.

Το σχέδιο NanoPigmy, το οποίο έλαβε χρηματοδότηση από το Έβδομο Πρόγραμμα Πλαίσιο της ΕΕ, έχει ερευνήσει και αναπτύξει ορισμένα νέα υλικά που έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν τόσο τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις όσο και το κόστος ιδιοκτησίας και λειτουργίας κτιρίων. Πρόκειται για συνεργασία μεταξύ οκτώ ευρωπαϊκών βιομηχανικών και ακαδημαϊκών εταίρων. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το έργο μπορείτε να βρείτε στη διεύθυνση www.nanopigmy.eu.

Πολλά ευρέως χρησιμοποιούμενα δομικά υλικά περιλαμβάνουν χρωστικές ουσίες που παρέχουν χρώμα. Αυτά περιλαμβάνουν τα χρώματα, τα πλαστικά εξαρτήματα και τα προϊόντα με βάση το τσιμέντο. Ορισμένες από αυτές τις χρωστικές έχουν μεταβληθεί στο παρελθόν για να τους δώσουν πρόσθετες ιδιότητες, για παράδειγμα υψηλή ανακλαστικότητα υπερύθρου ή αντιβακτηριακές ιδιότητες.

NanoPigmy καινοτομία

Το έργο NanoPigmy το έχει αναλάβει περαιτέρω αναπτύσσοντας πολυλειτουργικές χρωστικές με δύο ξεχωριστές ιδιότητες, εκτός από το χρώμα, σε ένα μόνο υλικό. Αυτή η προσέγγιση δίνει στην χρωστική ουσία και ως εκ τούτου το τελικό προϊόν στο οποίο ενσωματώνεται, ένα ευρύτερο σύνολο εφαρμογών και την ευκαιρία να προσφέρει ένα ευρύτερο σύνολο παροχών.

Οι συνδυασμοί πρόσθετων ιδιοτήτων που έχει στοχεύσει το NanoPigmy περιλαμβάνουν τα εξής:

  • Θερμική αποθήκευση σε συνδυασμό με αντιβακτηριακές ιδιότητες, για εσωτερικές βαφές και χωρίσματα που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον έλεγχο των εσωτερικών θερμοκρασιών κτιρίων και να εμποδίσουν την ανάπτυξη βακτηριδίων σε περιοχές ευαίσθητες στην υγιεινή.
  • Θερμική αποθήκευση σε συνδυασμό με αυτοκαθαριζόμενες ιδιότητες, για εξωτερικές επιφάνειες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον έλεγχο της μετάδοσης της θερμότητας σε ένα κτίριο και επίσης να μειώσουν την ανάγκη εξωτερικού καθαρισμού βαρέων προσόψεων.
  • Χαμηλή ικανότητα εκπομπής σε συνδυασμό με αντιδιαβρωτικές ιδιότητες, για εξωτερικές βαφές και επιχρίσματα που θα μπορούσαν να συμβάλουν στη μείωση της μετάδοσης της θερμότητας μέσω των πάνελ πρόσοψης από χάλυβα και επίσης να επιμηκύνουν τη διάρκεια ζωής αυτών των πλαισίων.
  • Αντιβακτηριακά σε συνδυασμό με αυτοθεραπευτικές ιδιότητες, για εσωτερικά πλαστικά συστατικά για τη διατήρηση της υγιεινής και για τη μείωση της επίδρασης της βλάβης των εξαρτημάτων και των εξαρτημάτων στο εσωτερικό των κτιρίων.

Αυτές οι χρωστικές έχουν αναπτυχθεί υπό εργαστηριακές συνθήκες και τώρα κλιμακώνονται σε πιλοτικές διαδικασίες παραγωγής. Η εμπορική αποτελεσματικότητα αυτών των κατασκευαστικών προκλήσεων δεν θα είναι γνωστή μέχρι το τέλος του έργου, αλλά σε αυτό το στάδιο υπάρχουν μερικά πολλά υποσχόμενα τεχνικά αποτελέσματα από μικρής κλίμακας διαδηλώσεις των καινοτόμων χρωστικών ουσιών και των τροποποιημένων υλικών στα οποία έχουν ενσωματωθεί.

Οι χρωστικές έχουν δοκιμαστεί σε μικρά κτίρια επίδειξης στα περίχωρα της Μαδρίτης από την Acciona, έναν από τους εταίρους του έργου. Μερικά από τα προκαταρκτικά αποτελέσματα αναφέρονται παρακάτω.

Οφέλη από τη θερμική αποθήκευση

Η θερμική αποθήκευση δοκιμάστηκε σε βαφή, σανίδα πολυμερούς και σε τσιμεντοκονίαμα. Αναμένεται ότι οι αλλαγές στην εσωτερική θερμοκρασία θα σχετίζονται με την ποσότητα τροποποιημένης χρωστικής ουσίας στο τελικό υλικό και με την ταχύτητα με την οποία εφαρμόζεται αυτό το υλικό στο κτίριο. Έτσι, για παράδειγμα, αναμένεται ότι ο αντίκτυπος της θερμικής αποθήκευσης θα είναι πιο σημαντικός από ότι η θερμική βαφή αποθήκευσης.

Το διάγραμμα δείχνει τη σύγκριση των μετρήσεων θερμοκρασίας σε διαφορετικές ώρες της ημέρας και της νύχτας μέσα στα δύο κτίρια επίδειξης - ένα με παραδοσιακή αναφορά αναφοράς και το άλλο με την εφαρμογή NanoPigmy που εφαρμόζεται εξωτερικά.

Υπάρχουν δύο εφέ που φαίνονται σε αυτό το διάγραμμα.

Πρώτον, υπάρχει μια χαμηλότερη κορυφή θερμοκρασίας από τα κόκκινα σημεία δεδομένων που αντιπροσωπεύουν την απόδοση NanoPigmy απ 'ότι συμβαίνει με την απόδοση αναφοράς. Κατά τη διάρκεια των ωρών λειτουργίας του γραφείου, αυτή η διαφορά θερμοκρασίας κυμαίνεται μεταξύ 0 και 3 βαθμών Κελσίου. Σε μια πρώτη προσέγγιση, θα ήταν δίκαιο να πούμε ότι η εφαρμογή της τροποποιημένης οροφής μειώνει την εσωτερική θερμοκρασία κατά μέσο όρο 1, 5 μοίρες κατά τη διάρκεια της εργάσιμης ημέρας. Αυτό θα μειώσει το απόλυτο επίπεδο ψύξης που θα έπρεπε να παρέχει ένα σύστημα κλιματισμού.

Δεύτερον, υπάρχει μια χρονική μετατόπιση, κατά την οποία το κτίριο με την τροποποιημένη πηκτή θερμαίνεται πιο αργά κατά τη διάρκεια της ημέρας από το κτίριο με την αναφορά αναφοράς. Κατά μέσο όρο, φαίνεται να υπάρχει καθυστέρηση 1 ώρας. Αυτό θα μειώσει το χρονικό διάστημα για το οποίο πρέπει να λειτουργεί το κλιματιστικό.

Και οι δύο αυτές επιπτώσεις θα μειώσουν την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος ψύξης και αυτό θα μειώσει τόσο το κόστος όσο και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της λειτουργίας του κτιρίου όταν χρησιμοποιείται η τροποποιημένη απόδοση χρησιμοποιώντας τη χρωστική ουσία NanoPigmy .

Οφέλη από τον αυτοκαθαρισμό

Ο αυτοκαθαρισμός δοκιμάστηκε σε τσιμεντοκονία, που εφαρμόστηκε στο εξωτερικό των κτιρίων του διαδηλωτή. Η αποτελεσματικότητα των τροποποιημένων και των χρωστικών αναφοράς για την απομάκρυνση της βρωμιάς από την επιφάνειά τους μετρήθηκε με την ταχύτητα με την οποία εξαφανίστηκε ένα έμπλαστρο κόκκινου χρώματος από την εξωτερική επιφάνεια της οροφής.

Το παρακάτω γράφημα δείχνει το βαθμό στον οποίο η βαφή Ροδαμίνης Β εξαφανίστηκε από τις επιφάνειες αναφοράς και NanoPigmy . Επειδή η ροδαμίνη Β είναι εξαιρετικά διαλυτή στο νερό, ήταν δυνατό να δούμε σημαντικά αποτελέσματα μόνο λίγες μέρες.

Αυτό το γράφημα δείχνει ότι η ροδαμίνη Β εξαφανίστηκε από όλες τις επιφάνειες NanoPigmy, με μια αυτοκαθαριζόμενη χρωστική ουσία, με ταχύτερο ρυθμό από ότι από τις επιφάνειες αναφοράς. Το μέσο επίπεδο ροδαμίνης που παρέμεινε μετά από 6 ημέρες ήταν 3, 78% για τις επιφάνειες NanoPigmy και 11, 25% για τις επιφάνειες αναφοράς. Σε μια πρώτη προσέγγιση, η επιφάνεια του NanoPigmy ήταν μόλις 1/3 ως αποχρωματισμένη μετά τις έξι ημέρες μέτρησης.

Εάν αντιγραφεί σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, αυτό το αποτέλεσμα θα σήμαινε ότι μια εξωτερική επιφάνεια που περιέχει το αυτοκαθαριζόμενο χρωστικό NanoPigmy θα χρειαζόταν μόνο να καθαριστεί με το 1/3 της συχνότητας μιας τυπικής απόδοσης.

Αυτή η μείωση στον καθαρισμό σημαίνει ότι το κόστος και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις του καθαρισμού μειώνονται σημαντικά με τη χρήση του NanoPigmy rendering .

συμπέρασμα

Η ακριβής ποσοτική εξοικονόμηση από αυτές τις επιδείξεις εξακολουθεί να υπολογίζεται. Θα πρέπει να εξισορροπηθούν με κάθε αύξηση του κόστους κεφαλαίου ή των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της κατασκευής του πιο εξελιγμένου υλικού χρησιμοποιώντας την καινοτόμο χρωστική ουσία. Ωστόσο, από αυτά τα προκαταρκτικά αποτελέσματα προκύπτει ότι θα μπορούσαν να υπάρξουν σημαντικά οφέλη για τους ιδιοκτήτες και τους φορείς εκμετάλλευσης από τη χρήση αυτών των καινοτόμων υλικών.

--BSRIA

Αναγνώριση

Το εν λόγω έργο χρηματοδοτήθηκε από το έβδομο πρόγραμμα πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (FP7-NMP-2010-Small-5) βάσει της συμφωνίας επιχορήγησης αριθ. 280393.

Συνιστάται

Διατμητική δύναμη

Διακοσμητική τέχνη

Ομάδα CIC BIM 2050