Na TU Graz (Uniwersytecie Technicznym w Grazu) przedstawiono demonstrator technologii pasywnego chłodzenia z wykorzystaniem drukowanych, trójwymiarowych struktur z porowatego materiału ceramicznego. Rozwiązanie łączy nowe możliwości oferowane przez druk 3D z właściwościami tradycyjnych materiałów i czerpie inspiracje z pasywnych systemów wentylacji, znanych już w starożytności.
Łapacze wiatru, w Persji znane jako badgir, w Egipcie jako malqaf, stanowią rzucający się w oczy element urbanistyki starożytnego Bliskiego Wschodu. Dostosowane do lokalnych warunków, wykorzystywały różne rozwiązania pasywnego chłodzenia i wentylacji w celu złagodzenia upałów w rejonach o pustynnym klimacie, tysiące lat przed przed wynalezieniem nowoczesnych rozwiązań w zakresie HVAC.
Jednym ze zjawisk, zapewniających wydajny i stosunkowo łatwy do uzyskania efekt jest chłodzenie wyparne. W suchym klimacie pustynnym, łapacze wiatru budowano w taki sposób, że strumień powietrza wlatującego kierowany był do podziemi, gdzie gorące powietrze stykało się z zimną wodą. Ciepło powietrza na wlocie było zużywane do odparowania wody. Efekt chłodzenia i nawilżenia pomieszczeń uzyskiwano poprzez przemianę ciepła jawnego na utajone podczas parowania.
Nowoczesna interpretacja starożytnej koncepcji, zaproponowana przez Milenę Stavric z TU Graz, opiera się na druku 3D struktur przestrzennych o potrójnie okresowych powierzchniach minimalnych TPMS (triply periodic minimal surface), zapewniających maksymalną powierzchnię wyparną przy minimalnym zużyciu materiału. Do ich budowy wykorzystano materiał ceramiczny na bazie gliny, który następnie wypalono. Jego porowaty charakter umożliwia absorpcję wody w strukturze przestrzennej na zasadzie kapilarnej. Gorące i suche powietrze, przepływając przez kanały struktury, odparowuje wodę i tym samym ulega schłodzeniu. Przy zastosowaniu wewnątrz budynku, efekt wystarcza do schłodzenia powietrza w bliskości instalacji nawet o 7 °C.
Konfiguracja przestrzenna umożliwia zastosowanie takiej instalacji w konstrukcji ścian budynku lub jako wolnostojącego systemu pasywnego chłodzenia w przestrzeni publicznej.
tugraz.at
