向自然界寻求灵感往往可以提供灵感，特别是在建筑方面。研究人员已经研究了风如何穿过白蚁丘的复杂内部结构，希望有朝一日能够为建造能够半被动地调节自身气候的建筑物提供参考。在非洲、澳大利亚和南美洲都发现了建 ...
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向自然界寻求灵感往往可以提供灵感，特别是在建筑方面。研究人员已经研究了风如何穿过白蚁丘的复杂内部结构，希望有朝一日能够为建造能够半被动地调节自身气候的建筑物提供参考。
在非洲、澳大利亚和南美洲都发现了建丘白蚁的物种。一些土丘是复杂建筑的惊人例子，高达26英尺（8米），直径达98英尺（30米）。它们坚硬的结构意味着它们往往比居住在其中的白蚁群活得更长。 现在，研究人员仔细观察了纳米比亚Macrotermes michaelseni白蚁建造的土丘，这些土丘容纳了超过一百万只白蚁个体。他们对"出口复合体"特别感兴趣，这是一个密集的、格子状的隧道网络，在土丘周围捕风，在内部形成湍流，控制内部气候。 在建造他们的土丘时，M. michaelseni必须考虑内部和外部因素，使能量、物质和信息能够双向流动。在土丘朝北的一面的出口复合体主要出现在土丘生长的雨季。在那个时候，它是土丘和外部环境之间的唯一开口。人们认为，这个建筑群有利于蒸发多余的水分，同时保持足够的通风。但研究人员希望更好地了解它的工作原理。
他们使用一个3D打印的出口综合体模型碎片进行实验，并驱动二氧化碳和空气的振荡混合物通过它。研究人员使用传感器跟踪空气，发现出口隧道与吹在土丘上的风相互作用，增强了通风。气流在30赫兹和40赫兹之间的振荡频率下最大，10赫兹和20赫兹之间适中，50赫兹和120赫兹之间的频率最小。 他们的结论是，由出口复合体产生的湍流使白蚁丘的风力通风成为可能。 该研究的共同作者Rupert Soar说："当给建筑物通风时，你想保持内部产生的温度和湿度的微妙平衡，而不妨碍陈旧空气向外和新鲜空气向内流动。大多数HVAC[供暖、通风和空调]系统都在努力解决这个问题。在这里，我们有一个结构化的界面，允许呼吸气体的交换，只是由一侧和另一侧的浓度差异驱动。内部的条件因此得到了维持。" 研究人员预见，在人类建筑中复制白蚁的隧道结构可能是一种半被动地调节气候的方式。
该研究的主要作者David Andréen说："我们想象未来的建筑墙体，用粉末床打印机等新兴技术制造，将包含类似于出口综合体的网络。这些将使空气的移动成为可能，通过嵌入的传感器和执行器，只需要极少量的能量。" 研究人员意识到，可能需要一些时间才能将这些昆虫制造的房屋的复杂结构纳入建筑中，但他们仍然保持乐观。Soar说："只有当我们能够设计出像自然界中那样复杂的结构时，建筑规模的3D打印才有可能。我们正处于向自然界一样的建筑过渡的边缘：第一次有可能设计出真正有生命的、会呼吸的建筑。" 这项研究发表在《材料前沿》（Frontiers in Materials）杂志上。 本文来自网络，如若转载引用本网站内容须注明原网址，并标明本网站网址(www.anwei66.com)。 对于不当转载或引用本网站内容而引起的民事纷争、行政处理或其他损失，本网站不承担责任。 |
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