TU Graz създаде охлаждаща керамична стена за борба с високите температури в градовете

05.08.2026   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

На фона на повишаващите се температури и все по-честите горещи вълни Институтът по архитектура и среди в Технически университет – Грац (TU Graz) представи енергийноефективно решение за справяне с градските горещини. Става дума за изработени с 3D принтер кубове от силно порьозна керамика, които комбинират столетен опит в пасивното охлаждане с най-съвременно адитивно производство. Керамичните кубове са подходящи за охлаждане както на вътрешни, така и на външни пространства, твърдят изобретателите.
 
Кубовете използват физичен принцип, който е практически добре познат в горещите и сухи региони на света – изпарителното охлаждане. Когато водата се изпарява, тя абсорбира топлината от заобикалящата я среда и охлажда въздуха. "Това работи от векове както в керамични кани, така и в традиционни вятърни кули", обяснява Милена Ставриц от TU Graz. "Ключовата технологична новост тук се крие в използването на 3D принтиране, което ни позволява да произвеждаме много сложни, порьозни и функционално оптимизирани геометрии от керамични смеси. Тези специални структури съхраняват водата особено ефективно и въпреки малкия си обем създават огромна изпарителна повърхнина."

Ясно видим охлаждащ ефект

Кубовете с дължина на страната от 23 cm са дигитално проектирани и изработени с 3D принтер от керамична смес. Получените кубове се изпичат на ниска температура, за да се постигне добра порьозна консистенция. Специално проектираната минимална повърхностна геометрия (TPMS) осигурява много голяма повърхнина при използване на минимално количество материал. Водата се абсорбира в порьозната керамика чрез капилярните сили и се разпределя равномерно в сложната геометрия. Това създава голяма изпарителна повърхннина, върху която водата постепенно се изпарява, поглъщайки топлината от околната среда.
 
За да подобри още повече възможностите за охлаждане, екипът експериментира с вдъхновени от природата подходи в собствената лаборатория на Института. Към глината се добавят гъбични култури и дървени стърготини като хранителна среда. В материала израства мицел и формира фина мрежа. Сместа от глина и гъбички се оформя с 3D принтер и се изпича. Гъбичният мицел и дървените стърготини изгарят, оставяйки след себе си мрежа от микро- и маркопори, през които водата може да се разпределя особено добре вътре в куба.

Тестове на закрито

Полеви тест, проведен в горещ таван в TU Graz, дава добри резултати. В контролирана експериментална среда температурата спада с почти 7°C в непосредствена близост до заредения с вода куб. "Охлаждащият ефект ясно се усеща в стаята", заявява Кристиян Ристоски, чиято дипломна работа е за интегрирането на кубове и водоснабяване в охлаждащи стени.
 
Екипът изпробва и други новоразработени смеси от материали. Сред тях са седиментите от езерото Нойзидлер Зее, които трябва редовно да се драгират, за да се забави затлачването на този плитък воден басейн. Досега по-голямата част от езерните седименти са били изхвърляни, без да бъдат използвани. В бъдеще те биха могли да бъдат интегрирани в ресурсно ефективни строителни процеси като устойчив строителен материал, произведен с 3D принтери.

Естествено охлаждане вместо енергоемки технологии

Според екипа от TU Graz керамичните стени предлагат ресурсно ефективна алтернатива на енергоемките охлаждащи системи и са подходящи за жилищни и офис сгради, а също така и за училища, обществени пространства и чакални.
 
"Целта ни е да осигурим охлаждане там, където хората страдат особено много от горещината – например, в градовете, където дърветата понякога не могат да осигурят достатъчно охлаждане. За да постигнем това, разчитаме на естествени принципи на охлаждане, а не на енергоемки технологии за климатизация", споделя Ставриц.

Демонстрационна охлаждаща стена в Грац

Всеки, който иска да се запознае с тази технология, може да я види в Музея на възприятието в Грац. Също така, в кампуса Neue Technik в TU Graz наскоро е изградена свободностояща демонстрационна стена, направена от глина, с размери 2 х 2 m. Всеки, който желае, може сам да се увери в охлаждащия й ефект.

Ключови думи: TU Graz   охлаждане   3D принтиране   адитивно производство  

Област: ОВК