I ricercatori della BVN Architecture e della University of Technology di Sydney hanno progettato un sistema di diffusione dell’aria stampato in 3D per sostituire i sistemi standard in acciaio.

Il sistema di diffusione dell’aria stampato in 3D mira a ridurre le emissioni e migliorare la distribuzione

 

Lo sviluppo di SR2, un sistema di diffusione dell’aria stampato in 3D roboticamente, mira a portare il lavoro dei condotti nel futuro, risparmiando emissioni di carbonio e migliorando il flusso d’aria negli edifici. (Immagine per gentile concessione della University of Technology di Sydney.)

Ridurre le emissioni di carbonio, costruire edifici intelligenti e incorporare materiali ecocompatibili non sono una novità per il settore dell’architettura, dell’ingegneria e delle costruzioni (AEC), ma ci sono ancora sfide considerando la pletora di componenti che compongono un edificio. Un team di BVN Architecture e della University of Technology di Sydney ha deciso di affrontare un componente vitale ma spesso trascurato utilizzando la stampa 3D: i sistemi di distribuzione dell’aria.

“In BVN, siamo anche consapevoli che i sistemi elettrici, idraulici e meccanici all’interno di un edificio contribuiscono fino al 33% del costo totale del carbonio di un tipico edificio per uffici”, ha affermato Ninotschka Titchkosky, co-CEO di BVN Architecture. “Ciò significa che se vogliamo seriamente ridurre l’impatto del carbonio della progettazione degli edifici, dobbiamo anche ripensare al modo in cui forniamo l’aria negli edifici”.

L’acciaio è stato a lungo il materiale standard per le condutture. Considerando che “ogni tonnellata di acciaio prodotta nel 2018 ha emesso in media 1,85 tonnellate di anidride carbonica, pari a circa l’8 per cento delle emissioni globali di anidride carbonica”, è necessario allontanarsi dal suo utilizzo nell’industria AEC, che secondo la ricerca team, è responsabile di quasi il 40% delle emissioni globali annuali di gas serra.

Systems Reef 2 (SR2) è posizionato per cambiare la norma. Questo sistema di diffusione dell’aria, non un sistema di canalizzazione, si basa sulla dispersione dell’aria. Invece dell’acciaio, è stampato in 3D roboticamente con plastica riciclata. Il team sta lavorando con il gruppo di polimeri PET, che è autoestinguente, una preoccupazione fondamentale per un edificio, ha tolleranze più strette, prestazioni migliorate e maggiore flessibilità.

I componenti SR2 sono stampati con una base PET, una resina polimerica termoplastica della famiglia dei poliestere, biodegradabile, semicristallina e autoestinguente. (Immagine per gentile concessione della University of Technology di Sydney.)

Oltre a essere stampato in 3D e a utilizzare la produzione avanzata, in particolare il design computazionale, SR2 consente una maggiore aerodinamica con porosità integrata. La stampa 3D consente una riduzione delle sezioni necessarie del 75%, della lunghezza del 33% e dell’energia operativa del 10%. Queste parti personalizzate prefabbricate consentono l’ottimizzazione del flusso d’aria e allo stesso tempo consentono di risparmiare sui costi dei materiali e sulla manodopera.

Utilizzando un robot industriale, le palline di plastica grezza vengono posizionate in pori personalizzati in tubi, consentendo la formazione di un sistema, che il team ha progettato per adattarsi al lavoro di condotto esistente pur incorporando curve organiche anziché angoli quadrati tramite la modellazione al computer. Ciò consente un migliore flusso d’aria e una minore perdita di energia.

“Piuttosto che scaricare l’aria a intervalli di routine su una planimetria, questo design distribuisce l’aria in modo uniforme: il che significa che c’è una temperatura e un flusso dell’aria più costanti e nessuno ha bisogno di sedersi sotto la corrente fredda di una presa d’aria ad alta potenza”, professore associato ha detto Schork.

Il Sydney Studio di BVN è stato il soggetto di prova del team. L’edificio ha 0,62 miglia di condutture, il 75% delle quali potrebbe essere sostituito con SR2. Secondo il team, i risultati previsti produrrebbero un risparmio del 90% nel carbonio incorporato. Le 13,21 tonnellate di rifiuti di plastica utilizzati sostituirebbero 54 tonnellate di acciaio, pari a un risparmio del 76%. SR2 è progettato per l’adattabilità, la facilità di installazione ed è completamente riciclabile.

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