格拉茨技术大学现场实测:3D打印陶瓷立方体实现近7℃自然降温,开辟城市热岛应对新路径
欧洲正在经历2026年夏季的第四波强热浪,伊比利亚半岛、法国、意大利和奥地利的气温已经突破40°C。
城市受的冲击最严重,热岛效应能让局部温度比周边乡村高出1.7到4°C,甚至更多。在这样的背景下,奥地利格拉茨技术大学建筑与媒体研究所正在测试一种低技术的物理原理,不耗电就能给建筑降温。
在格拉茨技术大学,一项现场测试让阁楼温度降低了近7摄氏度。降温的功臣,是一组装满水的3D打印陶瓷立方体。这组立方体验证了一种将数百年历史的蒸发冷却原理与增材制造相结合的设计方案,以应对城市热岛效应。

这些边长约23厘米的立方体,采用三周期极小曲面几何结构,由陶瓷粘土混合物3D打印而成,并在低温下烧制,最终形成高度多孔的结构。水通过毛细作用被吸入,并在整个几何结构中扩散,在大面积表面积上蒸发,从而吸收空气中的热量。
这原理,和几个世纪以来使用的陶罐和风塔如出一辙。

「无论是陶罐还是传统风塔,这一原理已经沿用了几个世纪,」格拉茨技术大学建筑与媒体研究所副教授米莱娜·斯塔夫里奇表示。「这里的关键技术进步在于3D打印的应用,它使我们能够利用粘土混合物制造出高度复杂、多孔且功能优化的几何结构。这些特殊结构能够高效储水,并且尽管体积很小,却能创造出巨大的蒸发表面积。」
为了提升性能,团队还在研究所的Shape Lab实验室测试一种仿生混合材料,将真菌培养物和锯末添加到粘土中作为生长介质。菌丝网络在打印和烧制前会扩散到整个混合物中,真菌菌丝和锯末在烧制过程中被烧尽,留下微孔和大孔,从而改善了水在立方体内部的传输。

团队还在测试将目前未加利用就被处置的奥地利新锡德尔湖疏浚沉积物作为可能的立方体材料。这个浅水湖需要定期疏浚来减缓淤积,这些沉积物目前基本是直接处置,没有重新利用。团队把它当成另一种可3D打印、资源节约型的建筑材料来测试。
「整个房间都能明显感受到冷却效果,」格拉茨技术大学建筑与媒体研究所研究员克里斯蒂安·里斯托斯基表示。他的硕士论文正是关于将立方体及其供水系统集成到冷却墙中的研究。

目前已有两面示范墙投入使用,一面位于格拉茨技术大学Stremaygasse的Neue Technik校区,尺寸为2米乘2米,另一面则位于格拉茨的感知博物馆。
「我们的目标是为那些饱受酷热之苦的人们提供降温方案,例如,在城市中,有时树木无法提供足够的冷却效果,」斯塔夫里奇表示。「为此,我们依赖自然的冷却原理,而非高能耗的空调技术。」

团队把这种立方体定位成家庭、办公室、学校和公共空间里高能耗制冷系统的替代方案,尤其适合树木遮荫不够的地方。该项目名为「用于可持续城市建筑的3D打印陶瓷冷却墙」,由格拉茨技术大学建筑物理、服务与施工研究所合作开发,并获得了奥地利经济服务有限公司通过其概念验证项目的资助。研究团队欢迎评估这项技术的规划师和公司联系。


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