התרחבות תרמית כהזדמנות עיצוב בבניית Facades

במשך עשרות שנים, התרחבות תרמית טופלה כקצב בלתי נמנע בעיצוב המעטפה של בניין - כוח להיכלל באמצעות מפרקי הרחבה, חיבורים חלקלקים, ו-Tatators גמישים, אדריכלים ומהנדסים בילו אינספור שעות חישוב תנועות אפשריות ופרטים ממשקים שיתאים לשינויים ממדיים ללא התאמה מבנית או דחיסות של מבנים אלה, בעוד ששיטות אלה נותרו חיוניות, שינוי יסודי הוא פשוט מנוגד לטמפרטורה גמישה של התפתחות עצמית, כלומר, כלומר, כלומר, מסוגל להתאים את עצמה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, מסוגלות, מסוגלות יעילה יותר משינוי יעיל של מבנה גוף עצמאי של מבנה עצמאי של מבנה עצמאי, כאשר עיצוב עצמאי של מבנה גוף עצמאי של מבנה גוף, או עמידות, או עמידות, כאשר הוא מסוגל להתאים את עצמו, כאשר הוא מסוגל להתאים את עצמו, כאשר הוא מסוגל להתאים את עצמו, כאשר הוא מסוגל לפתח מבנה גוף של מבנה גוף פנימי של מבנה גוף עצמאי.

מאמר זה מספק בדיקה מקיפה של התרחבות תרמית בהקשר של עיצוב חזית הסתגלות.אנחנו מכסים את הפיזיקה הבסיסית, שיקולים מדעיים חומריים, אסטרטגיות הנדסיות, שיטות סימולציה חישובית, וטכנולוגיות מתפתחות המאפשרות מבנים להגיב דינמי לסביבה התרמית שלהם.אם אתה אדריכל המציין חומרים חזיתיים, מהנדס חזיתי מפתח פרטים חיבור, או בעל בניין להעריך ביצועים לטווח ארוך, הבנה של השימוש מכוון של התרחבות תרמי יכול לפתוח אפשרויות חדשות עבור חסכוניים, חסכוניים אנרגיה.

הבנה של הרחבה תרמית: עקרונות הליבה של עיצוב הפאק

ההתרחבות הארומית מתארת את הנטייה של החומר לשנות את ממדים שלה בתגובה לתנודות טמפרטורה.כאשר חומר מחומם, החלקיקים המרכיבים שלו מתרבים יותר אנרגטית, שמירה על הפרדה ממוצעת גדולה יותר וגורם להתרחבות מקרוסקופית (המדד הכמותי של אפקט זה הוא ה-FLT:0KVtttttivate) באופן חריג של התרחבות תרמית או CTE), כפי שמתבטא שינוי חלקי באורך של טמפרטורה של 10-6 / 0K6 ליטרים.

שקול דוגמה מעשית: פאנל קיר אלומיניום 6 מטר חשוף לעלייה טמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס יאריך על ידי כ 4 מ"מ. בעוד שהממד הזה עשוי להיראות רשלני בבידוד, ההשפעה המצטברת על פני אלפי קשרים נוקשים בחזית גדולה יכולה לפצח זכוכית, לעוות את הקפאה, ופגע במזג אווירי מזג אוויר.

האופי האנסוטרופי של חומרים מסוימים מוסיף מורכבות נוספת.הרכיבים המופעלים על ידי סיבים, למשל, מציגים CTE שונים לאורך אוריינטציה הסיבים שלהם בהשוואה לכיוונים טרנסנדאליים, כלומר מעצבים חייבים לקחת בחשבון תלות כיוון כאשר מניחים עור מבני או שילוב נוקשות.בנוסף, שיעור ההתרחבות התרמית הוא לא תמיד מוסמך בטווחי טמפרטורה רחבים; ליד ספקים, חומרים מסוימים מראים שינויים פתאומיים כגון ראייתיים של תאים קריטיים של CTE, מאשר שיפור יעיל של שינויים קריטיים של מערכת ההפעלה.

Facades הסתגלות: A New Paradigm for Building Envelopes

חזיתות הסתגלות מתעלות מעל חיפוי סטטי קונבנציונלי על ידי שילוב היכולת לשנות את הגיאומטריה שלהם, כושר, או תכונות אופטיות בתגובה לתנאים החיצוניים. במקום להסתמך רק על מערכות מכניות פעיל כגון עיוורים ממונעים או לחי HVAC, מושגים הסתגלות רבים ממנפים תכונות חומר פסיביות כדי לשנות חשיפה סולארית, זרימת אוויר, ואור יום.

גורמים מרכזיים לתנועה אדפטיבית כוללים חומרים רגישים לצילום, עצי עץ עמידים, ו - - בעיקר - התרחבות תרמית. בחזיתות אדפטיות מונעות תרמיות, הטמפרטורה שונה עצמה הופכת לכוח המניעה: אין מנועים, אין אלקטרוניקה, רק את ההיעדר הפיזי המוטבע של חומרים שנבחרו בקפידה. גישה ביומטית זו, בהשראת תופעות טבעיות כגון זרמים נפתחים וסגירה עם לחות או תגובה אלקטרונית, כי הוא הולך לאיבוד של מבנים קשיחים יותר, כי הוא מבטיח תחזוקה פשוטה יותר של מבנים חשמליים.

השינוי לקראת חזיתות הסתגלות הוא גם מונע על ידי הידוק קודי אנרגיה וצפיות נוחות של הדיירים. מגדלי זכוכית סטטיים לעתים קרובות להסתמך על מערכות HVAC גדולות כדי למנוע רווח סולארי, אבל מעטפה שיכולה להתאים את האופי שלה או האוורור על הביקוש יכול להפחית באופן משמעותי את עומסי קירור שיא הבניין.

ה-Interplay Between Thermal הרחבה ו- Facade Responsiveness

כאשר התרחבות תרמית מונדסת במכוון לחזית, היא יכולה לשמש מקור חופשי, ubiquitous של תנועה. רצועה דו-מטאלי - המורכב משני מתכות עם CTEs מסיסים שונים המחוברים יחד - deflects ככל הנראה כמו שינויי טמפרטורה.עקרון זה, ארוך בשימוש בתרמוסטטימוסטטים ובמעגלים, כבר בקנה מידה גדול עד קוצר רוח פתוח עד עצם היום החם, ולא עומד על פני השטח, כי הוא מייצג לחץ פנימי, כאשר הוא עומד על פני השטח, הוא חזק, הוא חזק, הוא עומד על פני השטח, הוא עומד על פני השטח, כאשר הוא חזק, הוא חזק, הוא עומד על פני השטח, כאשר הוא עומד על פני השטח, הוא חזק, הוא עומד על פני השטח, הוא חזק, כי הוא חזק, חום, הוא חזק, הוא עומד על פני השטח, כי הוא חזק, כי הוא חזק, כי הוא חזק, חום, כאשר הוא עומד על פני השטח, חום, הוא עומד על פני השטח, כי הוא עומד על פני השטח, כי הוא עומד על פני השטח, כי הוא עומד על פני השטח, כי הוא חזק, חום, הוא עומד מול מבנה זה, כי הוא עומד על פני השטח, זמן קצר חזק, כי הוא עומד על פני השטח, כי הוא חזק, כי

תהליך העיצוב חייב לאזן את חופש התנועה עם יציבות מבנית.מפרקים, מטוסים חלקלקים ומערכות עיגון גמישות הם כלים בסיסיים המאפשרים רכיבים להתרחב ולחוזה ללא קונפליקטים.בחזיתות הסתגלות שמשנות באופן פעיל צורה, מעצבים גם מנצלים התרחבות שונה בין שכבות כדי ליצור התכווצות, מסולק או מתקפל פעולות.המטרה היא להפוך חבות פוטנציאלית לתגובה מכוונת פונקציונלית - מה חומרים שמדען ג'וליאן מכנה "לשימוש באנרגיה של האויב".

מושג שימושי במיוחד הוא ה-FLT:0 [bstableפגזFLT:1], שבו הרחבה תרמית מוגבלת גורמת פאנל מעוקל לעבור לתוך תצורה יציבה שנייה.ניתן לכוון את ההתנהגות הזו להתרחש בסף טמפרטורה מסוים, מתן גישה מהירה פתח עבור vention חירום או הקלה חום בזמן.

בחירת חומרים עבור ארקדי דינמיים

בחירת חומרים לחזית הסתגלותית כי רתום התרחבות תרמי פירושו לחפש מעבר אפשרויות cladding מסורתיות. מתכת עם CTE גבוה - אלומיניום, אבץ, נחושת, וכמה פלדות אל-חלד - הם אטרקטיביים כי הם מייצרים תנועה בולטת מעל שינויים טמפרטורה קטנה יחסית. אלומיניום, כבר נפוץ בקירות וילונות ו גוון, הופך מועמד טבעי עבור רכיבים מופעלים תרמיים, אבל CTE נמוך יותר, כך עם זה יכול ליצור את הטמפרטורות מתכתי של אפקט מתכתי של דחף מתכתי.

בסוף ההפוך, חומרים עם CTE נמוך מאוד, כגון Invar, פחמן-fiber-reinforced פולימרים, או זכוכית בורוסילית, לפעול כמו מסגרות התייחסות יציבות. עור היברידי יכול להשתמש עמוד השדרה נמוך CTE כדי לשמור על גיאומטריה גלובלית תוך מתן לחץ גבוה יותר של סולמות או מפלסים כדי לבטא.

אפשרויות מסורתיות וזרימות

  • (FLT:0) מתכות High-CTE:FLT:1hil אלומיניום, ⁇ מגנזיום, נחושת, פליז - אידיאלי עבור יישומי החלפה דו-מתכתיים פשוטים ויישומים גדולים עם CTEs בטווח של 20-26 × 10-6 / K.
  • (FLT:0)Low-CTE substrates: ibph:1) Invar (1.2 × 10-6 / K), ממטריקס קרמיקה מורכב, סיבי פחמן - המשמש כעמודי גב מבניים יציבים כדי לעגן תנועה.
  • (FLT:0) Thermo-bimetals: FIRLT:1) לminates of Mn-Cu-Ni ⁇ s עם ⁇ ניקל-ברזל בעלות השפעה גבוהה; זמין מסחרית כגליונות מגולגלים עבור מסכי אוורור מונעים על ידי השמש עם תגובה מנבאת.
  • (FLT:0) סגסוגת של שיפ-מזיכרון (SMAura): FLT:1 ניטיניטול חוטים או רצועות שיכולים לשחזר עד 8% מתחמם מעבר לטמפרטורת הטרנספורמציה שלהם, המאפשר פעולות דמויות לטבול או מנגנוני פתיחה עם צפיפות כוח גבוהה.
  • (FLT:0) פולימרים חכמים: FLT:1 , הידרוג'לים מגיבים ותרמופלסטים כי swell או כווץ, עדיין ניסיוני במידה רבה בקנה מידה ארכיטקטוני, אך מבטיח יישומים בעלי כוח נמוך, גדולים.
  • (FLT:0) מורכב מתרכובות טימבר: FLT:1Builded treeמוצרים עץ ניתן לטפל כדי לשנות את הייבוש עם טמפרטורה ולחות, המציע אלטרנטיבה פחמן נמוך יותר עבור לחות חד-חמצני עבור הפעלה היברידית חד-צדדית ביישומים חיצוניים מוגנים.

פתרונות הנדסה: ניהול הרחבה תרמית באמצעות עיצוב

הצלחתה של כל חזית הסתגלות תלויה עד כמה העיצוב שלה מתאים לשינויים הממדיים הבלתי נמנעים.הנדסה של החזית המודרנית מעסיקה חבילת אסטרטגיות כדי להבטיח כי הרחבה תרמית מובילה להצעה מבוקרת, צפויה ולא נזק בלתי מבוקר.

  • (FLT:0) מפרקים של ההרחבה:FLT:1 Gaps בין לוחות או חברים מכופרים מלאים במחסנים גמישים או חותמים סופגים תנועה באחד או שניים כיוונים. המפרקים האלה ממוקמים אסטרטגית בגבולות מפרץ מבניים ובמיקומים שבהם התרחבות מצטברת יכולה לגרום אחרת למצוקות משותפות. רוחב משותף נדרש מחושב בטווח הטמפרטורה הצפוי, אורך רוחב CTE, ו- CTEAL, עם גורם נוסף לסובלנות של 50 מעלות צלזיוס לפחות כדי לספק רוחב משותף של רוחב של רוחב של רוחב של 50 מטר.
  • (FLT:0) חיבורים ממושכים: 1brackets המאפשרים להחליק מאוחר יותר תוך איפוק עומסים אנכיים ומחוץ למטוס מאפשר לוחות גדולים לגדול ולכווץ מבלי להעביר מתח למבנה הבסיסי.
  • (FLT:0) קושרי פאן:FLT:1eur עבור מסכים מתפתלים, מנגנונים מפוסקים, קיפל ידיים, וקשרי pantograph מתרגמים התרחבות ליניארית לתוך סיבוב או תנועה תרגומים של דולפינים, הבטחת תנועה מסונכרונית על פני שטח גדול עם משחק מינימלי.
  • (FLT:0) מרכיבים מכוצצים ומכוככים: קיד 1 (במובן הראשון) יכולים לשתחוו או לצלצל באמצעות תוצאה של התרחבות מחוספסת, ייצור תצורות דו-פעפיים - שימושי עבור vents שנפתח במהירות בטמפרטורת סף.הטמפרטורה הביקורתית שבה מתרחשת תמונה-דרך מתרחשת ניתן לכוון על ידי התאמת יחס הזחלות וריפוי ראשוני.
  • (FLT:0) נביברי עור מתפתלים: אנדרל 1 (Dirph 1) שכבת מסך גשם עם חלל מעוגל מאפשר את הציפוי החיצוני ביותר להתרחב בחופשיות, בעוד מחסום האוויר ו בידוד נשאר יציב מבחינה ממדית. גישה זו מחוסמת היא נפוצה בקירות מסך ביצועים גבוהים ומפחיתה את הדרישות על הרחבה תרמית במבנה הראשי.
  • (FLT:0) pretensioned membranes: ⁇ 1 ; איור Tensile או ETFE cushions יכול להכיל הרחבה תרמית באמצעות prestress and Geo curvature, שבו גמישות החומר מחזיר אותו לעצב כמו טמפרטורות קרירות. CTE של ET הוא סביב 120-150 × 10-6 /K, הדורשת פירוט קפדני כדי למנוע מחסנים בחורף, תוך כדי ייבוש נוסף.

עומסי הרוח, כוחות סיסמיים, ומשקל מת חייב להיחשב במקביל לאפקטים תרמיים, כמו אותם קשרים המאפשרים תנועה תרמית עדיין להעביר בבטחה עומס סביבתי.ניתוח אלמנט סופי מתקדם (FEA) מאפשר למהנדסים לדמות את ההשפעות המשולבות של זן תרמי, טעינה מכנית, ולאיירות חומרית, אשר היא קריטית במיוחד כאשר משתמשים בחומרים חכמים עם פרופילים קשיחים לטמפרטורה.

מקרה מחקר: Thermo-Bimetal Screens and Passive Ventilation

אחת הדוגמאות המובנות ביותר של התרחבות תרמית המשמש ככוח אקטוציה היא העבודה של Do.Su Studio Architecture על מערכות גילוח thermo-bimetal .TheFLT:0BloomiralFLT:1 ההתקנה, בקנה מידה גדול של סגסוגת בקנה מידה גדול של מחסנים דו-מאלימיים, מגיב לחלוטין לחום השמש.

בהקשר של חזית בניין, אלמנטים תרמו-מימטיים כאלה יכולים להשתלב ב החזיתות כפולות, להחליף תפנית מכנית מסורתית עם שכבת רגולציה עצמית.חומר אינו מתעייף בקלות אם העיוות נשמר בטווח האלסטי שלו, ועם בחירת סגסוגת נאותה, מעצבים יכולים לכוון את הטמפרטורה המסולקת להגדרה מימית ספציפית.

דוגמה גדולה יותר היא בניין FLT:0 [Media-TreaICFLT] 1 בניין בברצלונה, אשר משתמש שרוולים ETFE עם דוטים מודפסים משולבים שמשנים את השפע עם טמפרטורת פני השטח, בעוד לא רק הרחבה ליניארית, הרעיון משקף כיצד ניתן לכוון תגובה תרמית באמצעות ריצוף חומרי ותבניות גיאומטריות.

מודלים וביצועים סימלו

חיזוי כיצד חזית הסתגלות תרמית תתנהג בשנה מלאה של מחזורים דיווראליים ועונה דורש כלי סימולציה מתוחכמת.מהנדסים משתמשים בתוכנה רב-פיזיקה כדי להעביר חום, הרחבה תרמית ומכניקה מבנית.על ידי דוגמנות קרינה סולארית, טמפרטורת אוויר מחממת אוויר, ופליטות גלימות ארוכות, הם יכולים למפות את חלוקת הטמפרטורה בכל שעה, ואז למקם את המודלים העקירה.

הטכנולוגיה התאומה הדיגיטלית משמשת יותר ויותר לאמת ביצועים אמיתיים בעולם. Embeddחיישנים על אבטיפוס או בשלב מוקדם של התקנת טמפרטורה ועידוד נתונים בחזרה למודל, המאפשר אלגוריתמי למידת מכונה כדי לחדד תחזיות ולזהות את ההתכנסות של IoT וחומרים מדעיים אומר כי חזיתות הסתגלות מתקדמות לא יהיו סטיות סטטיות אבל מערכות מונחות נתונים חיים, שבו התרחבות תרמית הופכת לגורם מתואם היטב, לדוגמה, כאשר היבטים מתקדמים, לא יכולים להיות מתואמים עם כישלונות חלופיות, כאשר הם יכולים להיות מתואמים עם כישלונות, כאשר הם יכולים להיות מתואמים את העייפות, כאשר הם יכולים להיות מתואמים עם כישלונות כישלונות, כאשר הם יכולים להיות מתואמים עם כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונות כישלונ

כלים מיוחדים כמו FLT:0EnergyPlusFearLT:1 יכולים עכשיו כמה ביצועים מעטפה תרמי עם מודלים איזון חום הכוללים פתחים דו-מטרליאלי (Bmetallic louver פתיחה) על ידי קישור אזור פתוח לטמפרטורה של אלמנט bimetallic אופטימיזציה, מעצבים יכולים לדמות את ההפחתה של חום השמש רווחי coact (SHGC) כתפקוד של Irradiance מאפשר זיהוי מוקדם של חומרים גמישים, כגון ניתוח אנרגיה, גורם יעיל.

אתגרים ומגבלות

למרות ההבטחה שלה, עיצוב עם התרחבות תרמית כמו נהג פעיל מציג כמה אתגרים כי מתרגלים חייבים לטפל. Repetitive תרמי רכיבה יכול להוביל עייפות מחזור נמוך, במיוחד במפרקים דומטיל שבו חוויות האג"ח חוזרים על הלחץ של Shear. Corrosion בממשקים, החמיר על ידי שיפור רטוב וייבוש במחזורים בחוץ, יכול לשנות את ה- CTE בניגוד לאורך זמן ולהחליש את ה- inmory צורה.

עלויות הן מחסום נוסף.מדפי ביצועים גבוהים ו- NiTi SMAs נשאר יקר משמעותית מחומרי בניין קונבנציונליים, הגבלת השימוש שלהם לפרויקטים הדגמה פרופיל גבוה או יישומים מיוחדים שבו הביצועים נהנים רק אם כן, ניתוח ההנדסה הנדרשת לתכנון חזיתות פעולה תרמית יעילה עולה כי של קליטה סטטית קונבנציונלית, אשר עשוי להרתיע התפתחויות מודע תקציב.

יש גם מגבלות מעשיות לעקירה שניתן להשיג באמצעות הרחבה תרמית בלבד.בבניינים גבוהים או עיגולים גדולים, הפעלת מכנית משלימה או מנגנוני אימון גמישים יכול להיות נחוץ כדי להשיג את טווח התנועה הרצוי.לדוגמה, אורכו דומטאלי 1 מטר ארוך עם התאמה אופיינית של 15× 10-6 /K ימחק בערך 10-15 מ"מ לטמפרטורה מספקת עבור טמפרטורות מספיקות - אבל ללא שינוי מכני.

תחזוקה גם דורשת תכנון זהיר.בעוד שמערכות הסתגלות תרמיות יש פחות חלקים נעים מאשר אלה ממונעים, הליטונים הדומטיים יכולים להחריב אם לחות חודרת לקו האג"ח.specifying corrosion-resistant alloys ו- Imvaling הקצוות עם ציפויים עמידים CTE יכול להקיש את החיים.עבור ⁇ ממות צורה-mory, טמפרטורות ההפעלה הגבוהות - בדרך כלל 60-80 מעלות צלזיוס עבור יישומים מבני בניין - ייתכן שלא ניתן להטמיעומים אלה, כלומר, כלומר, בתנאי אחסון גמישים, או ממתכת, כלומר, כולל 4D, כולל, בתנאי אחסון מורכבים לחלוטין, כולל רכיבי CD.

השפעות על אחריות ועל מחזור החיים

כאשר התרחבות תרמית מתאימה במקום להילחם, המעטפת הבניין כולה הופכת חזקה יותר וארוכת טווח.פחתת ריכוזי הלחץ מונעת מיקרו-קפצ'ינג בזכוכית ובאיטום, אשר בתורה מרחיבה את החיים של גזים מחלחלים ביחידות כפולות ממושכות ושומרת על תוקפנות אווירית עם פחות דליפות אוויר יכול לקצץ ולנפץ עומסי רגל של 10-20% באקלים, יותר מצמצם את הפחתת ההתפשטות התפעולית ולהפחית את האטמוספירה של מערכות החשמל הגמישות, ולהפחית את הגמישות הגמישות, ולהפחית את הגמישות הגמישות העוצמתית, ולהפחית את הגמישות העוצמתית, ולהפחית את העוצמתית, ולהפחית את הגמישות הגמישות העוצמתית, ולהפחית את העוצמתית, ולהפחית את העוצמתית, ולהפחית את העוצמתיתנותבת הפחתת העוצמתית, ולהפחית את הגמישות הגמישות העוצמתית עם פחות דליפות את הגמישות של מערכות החשמל העוצמתית, ולהפחית את הגמישות העוצמתית עם דליפות אווירית, ולהפחית את הפחתת הגמישות הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת האטמוספירה של מערכות האטמוספירה האטמוספירה האטמוספירה האטמוספירה של מערכות האטמוספירה הפחתת האטמוספירה האטמוספירה האטמוספירה ה

מנקודת מבט מחזור חיים, חזית שנעה ללא קלט אנרגיה ועם פחות חלקים נעים להיכשל עם עקרונות כלכלה מעגלית.בחירה חומרית יכולה לתעד את המתכות הניתנים למחזור, ואת העיצוב מודולרי של מפרקים מתקדמים המאפשרים לנטרל באופן חלקי את החיים של מערכת תחזוקה מחוספסת יותר ויותר עם חיסכון פחמן ויעילות תפעולית גבוהה יותר, חזיתות הסתגלות תרמיות מציעות מסלול למחזור ממונע חלקית: 40% מ-ALCD (מעלה) מ- 40% מ-160 שנה) מגובה של מערכת חשמל מתקדמת יותר ויותר מ-160 שנה) מגובה של מערכת פחמן וחיסכון תפעולי גבוה יותר ויותר מגובה של פחמן וחיסכון פחמן ואפקט פחמן ואפקט פחמן ואפקט פחמן ואפקט פחמן ואפקט פחמן גבוה יותר ויותר, לעומת 50 שנים (מאט גבוה יותר, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, מ-ALT1, לעומת זאת, לעומת זאת, מ-160 שנה) מ-חום, מ-160 שנה) מ- 1 מגובהומתווה, מגובה של מערכת פחמן דו-160 שנה, לעומת זאת, מגובהומתווה, מגובהו של מערכת פחמן דו- 1 מגובה של מערכת הפעלה נמוכה יותר ויותר, לעומת זאת, לעומת זאת, מאשר ירידה

בנוסף, חומרים עמידים תרמיים פסיביים יכולים להיות מקורם של תוכן ממוחזר.סגסוגת אלומיניום עם CTE גבוהה זמינים נרחב כמו extrusions salvaged, יצרני laminate מפתחים thermo-bimetals עם הזנות ממוחזרות כי לשמור תכונות CTE עקביות.הפוטנציאל עבור זרימת חומרים חד פעמית EEA מחזק את המקרה, במיוחד כאשר הם בעלי פחתות אנרגיה לטווח ארוך.

גבולות מתעוררים: הדפסה 4D וחומרים הניתנים לתוכנה

(ההתפתחויות האחרונות בייצור תוספת פותחות פרק חדש ב החזיתות מונעות תרמיות.(FLT:04D PrintsFLT:1 מתייחס מבנים מודפסים 3D שיכול לשנות צורה לאורך זמן בתגובה לגורם סביבתי, עם טמפרטורה לעתים קרובות את הגמישות שנבחרה גלילים.על ידי שילוב חומרים עם מחסנים שונים או דפוס פולימרים בצורת דפוס בתצורה טרום-מפוס, הם מקיפים את הגדלים של 4D2, לאחר מכן, כדי להרחיב את נפח העבודה ה-F2 פתוח על ידי הדפסה עצמית.

כיוון מבטיח אחר הוא שילוב של תרכובות ביו-שעור השראה, כגון היברידיות עץ-פוחיות המחקה את תנועת הנפיחות של אגוזי אורן אבל באמצעות גורם תרמי ולא לחות.על ידי הטמעת ממלאים מוליכים, חומרים אלה יכולים להיות מחוממים מבפנים באמצעות זרמי מחט נמוך וטיפוח מקומי, נותן שליטה מדויקת על תזמון הפעולה.

חוקרים מאוניברסיטת שטוטגרט יצרו אבטיפוס של עיצוב משלים (ICD)Feloph:1 באוניברסיטת שטוטגרט יצרו אבטיפוס של הסתגלות המבוססת על thermobimetal באמצעות ריבוי חומרים מפוכחים.עבודתם מוכיחה כי על ידי תכנות CTE המקומי ⁇ דרך עובי של אלמנט מודפס, תצורות מורכבות ניתן להשיג ללא התפתחויות נוספות במגוון רחב של חומרים אלה ניתן למקם את זה מראש כדי לספק חומרים מתקדמים.

הנחיות עיצוב למתרגלים

עבור אדריכלים ומהנדסי חזית מחפשים לשלב הרחבה תרמית בעיצוב הסתגלות, כמה שיטות הטובות ביותר מגיעות ממחקר הנוכחי ופרויקטים בנויים.הנחיות אלה יכולות לעזור להימנע ממלכודות נפוצות למקסם את האמינות של מערכות חזיתות מונעות תרמיות:

  • (FLT:0)Begin עם ניתוח האקלים: FLT:1hiline טווח הטמפרטורה, חשיפה סולארית, וציפו ⁇ תרמיים בעור עבור מיקום הפרויקט הספציפי. השתמש בנתונים מזג אוויר שעה במקום ממוצעים חודשיים כדי ללכוד קיצוניות דיוורנאלית שמניעה פעולה.
  • (FLT:0) חומרים אלקטרוניים עם שינוי CTE מכוון: אנדרל 1 (אם מחפשים תנועה, לבחור זוגות חומרים עם לפחות 10 × 10-6 / 6 / K ההבדל ב CTE. אם יציבות היא רבת ערך, לבחור חומרים עם ערכי CTE בתוך 2 × 10-6 / K של אחד את השני.
  • (FLT:0)Prototype בקנה מידה: FLT:1eur ההתנהגות של מדגם מעבדה 10centimeter לעתים קרובות לא תרגם ליניארית לפאנל 3-מטר. Build and test Full-scale לעג-ups תחת טעינה סולארית מדומה כדי לאמת תחזיות תנועה לזהות אינטראקציות לא צפויות.
  • (FLT:0) קצבאות תנועה אדומות: ⁇ 1 (אם אחד משותף תופס בגלל קורוזיה או פסולת הצטברות, המערכת צריכה עדיין לבצע בבטחה.
  • (FLT:0) חיישנים להתאמה לאחר הכיבוש: FLT:1 Embed thermocouples ו עקירעת טרננים במקומות קריטיים כדי לאשר שהחזית מגיבה כמתוכנן. השתמש בנתונים אלה כדי לחדד פרויקטים עתידיים ולזהות את צרכי התחזוקה מוקדם.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) הספירה על ⁇ תרמיים: ⁇ FLT:1 ; פאנל אלומיניום כהה חשף לשמש ישירה עשוי להגיע 70 מעלות צלזיוס בעוד הפנים האחוריות המוצלות נשארות ב -30 מעלות צלזיוס, יצירת ⁇ תלולה שמניעה מפולג במהירות.
  • (FLT:0) לתאם את ההתרחבות המפרקים עם מפרקי סחף מבניים:03FLT):1 המיקום של מפרקי הרחבה חייב להתאים את מפרקי הסיסמית והרוח של הבניין כדי למנוע קונפליקטים.
  • (FLT:0) אלמנטים הסתגלותיים לחשיפה סולארית עקבית: אנדרט 1 להימנע הצבת רכיבים מתועממים תרמיים באזורים עם גילוח חלקי מבני מבנים שכנים או תכונות אדריכליות, שכן חימום לא יכול לגרום תנועה לא-זמנית.

עם שילוב זהיר מונחה על ידי עקרונות אלה, התרחבות תרמית הופכת להיות אקטוטור אמין, ללא תחזוקה לדור הבא של עורי בניין אינטליגנטי.ההשקעה בניתוח מעלה ותשלום כוונון באמצעות עשרות שנים של פעילות פסיבית, נטולת אנרגיה.

מסקנה: מאיום על תכנון אינטליגנציה

ההתרחבות הארומית כבר נתפסת כבר זמן רב כאמצעי תכנון יקר כדי להיות מדוכא בחזיתות הבנייה, אבל השינוי לקראת התרחבות הסתגלות, אדריכלות בת קיימא הוא להפריך אותו ככלי תכנון יקר. על ידי הבנת CTE של כל חומר באסיפה, התנועה המגבילה את השמש באמצעות סימולציה, ופרטים של קשרים המאפשרים עקירה בטוחה, מעצבים יכולים ליצור חזיתות שלא רק להתנגד ללחץ סביבתי אלא גם שימוש באופן פעיל דרך ריצוף איטי, כלומר, עם דחיסה עצמית, עם 4 מדגימה נמוכה יותר, אשר לא רק עם תכונות אלגנטית לחץ דם, או מדגמיית, אשר יהיו פחות.