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持続可能な建築部材が良好な室内環境を作り出す(Sustainable building components create a good indoor climate)

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2025-01-10 スイス連邦工科大学チューリッヒ校

ETHチューリッヒの研究者チームは、壁や天井に使用できる気候に優しい被覆材を開発しました。この被覆材は、湿気を一時的に吸収・保持することで、頻繁に使用される室内空間の快適性を向上させます。これらの部材は、3Dプリント技術を用いて鉱物廃棄物から製造され、持続可能性を考慮しています。従来の機械的な換気システムは信頼性が高いものの、エネルギーを消費し、使用する電力によっては気候への悪影響があります。この新しいアプローチは、壁や天井が高湿度を吸収し、一時的に保持することで、機械的な換気システムを置き換える可能性があります。研究チームは、循環型経済の原則に従い、大理石採石場からの微細な廃棄物を出発点とし、メタカオリンとアルカリ溶液からなるジオポリマーを結合剤として使用しました。このジオポリマーは、セメントと比較して製造時のCO₂排出量が少なく、持続可能な建築材料として期待されています。

<関連情報>

3Dプリントされた超吸湿性建築部品による低炭素な室内湿度調整 Low-carbon indoor humidity regulation via 3D-printed superhygroscopic building components

Magda Posani,Vera Voney,Pietro Odaglia,Yi Du,Anastasija Komkova,Coralie Brumaud,Benjamin Dillenburger & Guillaume Habert
Nature Communications  Published:10 January 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54944-1

持続可能な建築部材が良好な室内環境を作り出す(Sustainable building components create a good indoor climate)

Abstract

Indoor humidity can significantly impact our comfort and well-being, often leading to the use of mechanical systems for its management. However, these systems can result in substantial carbon emissions and energy precarity. This study offers an alternative: using low-carbon materials that naturally buffer moisture to passively regulate the indoor humidity. A geopolymer composite incorporating industrial waste is implemented via binder jet 3D printing technology. The superhygroscopic nature of the material, combined with the optimal geometry of 3D-printed components, unlocks remarkable potential for passive humidity regulation, achieving a moisture buffering value over 14 g·m⁻²·%RH⁻¹. The use of 3D-printed, geopolymer tiles for surface finishing in a library hosting 15 people was shown to improve annual indoor hygrometric comfort by up to 85%, a performance inconceivable with conventional materials and techniques. Additionally, the environmental impact of these tiles is significantly lower than that of a conventional dehumidification system. This study paves the way for merging highly hygroscopic, low-carbon materials with advanced manufacturing techniques to regulate indoor humidity levels and reduce our dependency on mechanical systems.

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