Группа студентов из Нидерландов провела исследования, которые могут изменить строительную промышленность будущего. В сотрудничестве с ребятами из Делфтского технологического университета и Технологического университета Эйндховена, они смогли напечатать систему фасадов со сложной структурой, позволяющей оптимизировать теплопроводимость зданий.

Spong3D — это система фасадов, которая может быть установлена ​​внутри стены. Их сложная структура не только сохраняет тепло, но и выделяет его в окружающую среду: центральные воздушные полости различных размеров обеспечивают необходимую изоляцию, а подвижная жидкость, протекающая через ряд каналов вокруг внешних краев, регулирует теплоотдачу.

В течение года, по мере изменения сезонов и внешних температур, внутренний климат дома может поддерживаться на постоянном уровне. Система также поможет снизить негативное воздействие на окружающую среду конкретного здания, поскольку количество энергии, потребляемой для отопления или кондиционирования воздуха, будет значительно уменьшено.


Для оптимизации тепловых характеристик были спроектированы и испытаны несколько образцов с различными геометрическими конфигурациями пористых конструкций. Первый набор был разработан на основе упорядоченных многогранных клеточных структур. Они были напечатаны с использованием нити PETG, которая имеет низкий уровень теплопроводности. Эти образцы хорошо зарекомендовали себя по ряду термических критериев и структурной надежности, но вызвали проблемы в отношении самого процесса печати. В конце концов, структуры были увеличены в размерах, чтобы уменьшить ошибки печати, сделав изогнутую геометрию фасада более гладкой.


Что касается каналов, то они были созданы на основе естественных конфигураций, таких как кровеносные сосуды. При охлаждении жидкость помещается во внутреннею сторону стены, чтобы поглотить любое тепло из дома, а затем закачивается в наружный слой с помощью насосов, чтобы выпустить тепло в холодный ночной воздух. Для обогрева помещения жидкость будет размещена снаружи, чтобы поглощать солнечное тепло в дневное время, а затем закачана внутрь, чтобы выпустить тепло внутри здания, через стены.

Для оценки производительности Spong3D студенты провели симуляцию теплового воздействия. Оказалось, что в летние дни скорость охлаждения была увеличена на 50%. Что касается зимних условий, то система смогла покрыть 70% от среднего спроса на отопление. По-моему, это просто замечательно.