Çevre Mühendisliği ve Sürdürülebilirlik
Kentsel Alanlarda Hava Purification için Fotocatalytic Beton Kullanımı
Table of Contents
Kentsel Hava Kirliliğinin Büyütmesi
Hızlı şehirleşme, genişleyen araç filoları ve yoğun endüstriyel aktivite, dünya çapındaki şehirlere göre iklim değişikliğinin (özellikle de) yoğun hava kirliliğinin milyonlarca erken ölümüne katkıda bulunması, özellikle de inme, kalp hastalığı, akciğer kanseri ve solunum enfeksiyonlarının (PM) ve organik bileşiklerin (VOC) – trafik nedeniyle üretilen betonarme bağlı olarak, yeraltı suyu önlemlerinin ve atıkların sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sıkması gerekir.
Fotocatalytic Concrete nedir?
Fotocatalytic beton, bir fotocatalyst ile bir araya getirilen çimento bazlı bir kompozittir - çoğu yaygın olarak titanyum dioksit (TiO)2), anataz veya rutile kristal formunda, malzeme güneş ışığıyla UV (UV) ışık, daha sonra TX&bölgedeki iki katlı bir dizi oxidasyon reaksiyonunu tetikledi.
Fotocatalytic Mechanism Works Nasıl Çalışıyor
Proleksiyon, nano-parçacıkların (yaklaşık 3,2) yüzeyinin yakıcı ve oksijenle etkileşime girebildiğinden dolayı, (Düzücükler) ısıtılır.[Tüzükler, su kimyasalları ve oksijenleri)
Anahtar Fotocatalyst Malzemeler Titanyum Dioksit
TiO[DÜ:0)2[DÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNCÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
Üretim Fotocatalytic Concrete
Fotocatalyst'i betona sokmak birkaç şekilde yapılabilir. En basit yöntem TiO[D:0)0[Dönetici:0)2[Dönetici: 1) Toz doğrudan beton için bir beton veya eksoratör olarak uygulanabilir.En basit beton pompasının ağırlığı ile ölçümleyici elementleri, yüksek yüzeydeki her parçacığın ışıkta olduğu gibi, yüzeysel bir yüzeyin değerlendirilmesi için eklenebilir.
Kentsel Çevreler için Fotocatali Beton Faydaları
Hava Kirliliği Azaltımı
Alan çalışmaları ve laboratuvar testleri fotocatalytic betonun NO )x) Yakındaki% 20-60 oranında, trafik yoğunluğuna bağlı olarak, nem, rüzgar hızı ve güneş yoğunluğuna bağlı olarak, fotocatalytic yarı iletkenlik bölümü, %45 oranında azalma gösterdi.[Döneticisiz)
Kendini temizleyen ve Durability
Aynı oksidasyon süreci, kirleticileri kıran aynı zamanda organik grime, kalıp, algler ve soot. Bu, dışsal bakım maliyetlerini azaltır ve discolorasyonu önler.Kendi temizleme etkisi özellikle beyaz veya hafif renkli cephelerde değerlidir, ki kir birikimi her birkaç yıl pahalı temizlik gerektirir.
Pasif ve Sürekli Operasyon
Mekanik hava filtreleri veya yeraltı aydınlatmalarının aksine, elektrik ve düzenli filtre değişiklikleri, fotocatalytic beton işlevleri sessizce ve enerji tüketimi olmadan günde 24 saat çalışır. Doğal veya yapay UV ışığı mevcut (bazı modern kapalı aydınlatma UV dalgalarını içerir) Bu, tüm kentsel kumaşı bir kirlilik kontrol sistemine dönüştürmek için ideal kılar.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
Pavements ve Sidewalks
Fotocatalytic özellikleri olan bloklar en yaygın kullanımlar arasındadır.Yollarda kuruludur, otopark çok, ya da Tokyo'da, Los Angeles'ta fotocatalytic paving taşları koydu ve hiçbirinde% 25 düşüş tespit etti.).
Bina Facades
Roma'daki Jubilee Kilisesi (Antikordia'da) en ünlü erken örneklerden biridir - LEED ve BREEAM gibi, beyaz yüzeyi temiz tutar ve yerel hava kirliliğini azaltan yenilikler için ödül. Meksika'da, “Torre Belediye Başkanı” ofis binası, ağır trafik kirliliğini karşı koymak için daha düşük seviyelerde fotocatalitik beton kullanmaktadır.
Gürültü Engelleri ve Tünelleri
Çünkü otoyollar boyunca gürültü bariyerleri iyi güneş maruziyeti ile büyük yüzey alanları var, onlar fotocatali kaplamalar için asli adaylardır. Fransa'da bir çalışma, TiO)2 x] ile tedavi edilen 500 metre bariyeri, sınırlı uzayda toksik gazların konsantrasyonlarını azaltır.
Halk Uzayları ve Kentsel Mobilya
Benches, otobüs barınakları ve fotocatalytic beton ile yapılan çöp binleri yerel hava kalitesi iyileştirmelere katkıda bulunur. Singapur'da, oturma alanları etrafında fotocatalytic paving ve yakın yerde% 20 azaltımı gözlemleyin)x).
Meydanlar ve Sınırlar
Işık Exposure'a bağlı olarak
Fotocatalytic aktivite, gece, gölgeli veya kuzey yüz yüzeki yerlerde (Kuzey hemisphere) Uzun binalar ve dar sokaklar ile yoğun şehirlerde, birçok dikey yüzey, en az doğrudan güneş ışığı alır.
Yüzey topraklama ve Bakım
Yüzey organik bileşikler için kendi kendine temiz olsa da, organik toz ve ağır soot katalizörlere ulaşmaktan ışık biriktirebilir ve ağır kirleticilere ulaşmadan ışık tutabilir. Yüksek PM10 konsantrasyonlarla yoğun olarak kirletilebilir alanlarda, fotocatalytic yüzeyler etkili kalmak için fırsata ihtiyaç duyabilir. Çamaşır yıkamanın kendisi de deterjanları kullanmaktan kaçınmalıdır; düz su veya hafif alkali temizleyiciler tercih edilir.
Potansiyel Harmful Byproducts
NO'nun oksidasyonu NO[DÜDÜ:0)2[DÜDÜDÜT:1) Hayır, çünkü düşük ışık veya yüksek nem nedeniyle, Havaya geri dönemez, geçici olarak yerel hava kalitesine zarar verir.
Maliyet ve Ekonomik Viability
Fotocatalytic beton genellikle yüksek kaliteli TiO'nun fiyatı nedeniyle% 10-30 daha fazla masraf harcıyor)) ve özel karıştırma süreçleri.Birçok uygulamada, ek maliyet yıllık bakım tasarrufu ve kamu sağlığı ile ilgili olarak, 1 milyondan fazla kişinin yıllık bir bütçeye göre yüzde 10 oranındaki bir bütçe açığını azalttığı tahmin ediliyor.
Alternatif Hava Purification Technologies ile Karşılaştırma
| Technology | Energy Source | Scalability | Typical NOx Reduction | Maintenance |
|---|---|---|---|---|
| Photocatalytic concrete | Sunlight (passive) | Very high (replaces existing surfaces) | 20–45% | Low |
| Catalytic converters (stationary sources) | Heat from exhaust | Low (point sources only) | 80–95% | Moderate |
| Mechanical filtration (HVAC) | Electricity | Medium (indoor only) | 0% (removes PM only) | High (filter changes) |
| Urban green walls | Biological (photosynthesis) | Low to medium (space- and water-dependent) | 5–15% (variable) | Moderate to high |
Fotocatalytic beton pasif operasyon için, büyük kapsama alanı ve bina malzemesi olarak dual işlevsellik için tam bir yedek değil, özellikle de sokak seviyesindeki kirleticileri yüksek riskli koridorlarda azaltmak için tamamlayıcı bir araç.
Future Outlook ve Araştırma Yolu
Sonraki -Generation Photocatalysts
Araştırma, açık aydınlatma veya ağır aşırı uçmuş gökyüzü altında verimli çalışabilecek görünür ışık etkin materyallere hızlanıyor.[Dönemli TiO)2), gümüş, demir veya kullanım süresiz sonuçlar göstermiştir. Graphitic karbon nitride (g-C).2).
Gömülü Sensör Entegrasyonu
Akıllı fotocatalytic beton, ankete dayalı seviyelerini ve katalizör aktivitelerini gerçek zamanlı olarak takip eden sensörler içerebilir. IoT ağlarıyla birlikte bakım ekipleri yıkama gerektiğinde veya katalizör performans degradları olduğunda uyarılabilir. Erken prototipler üniversite laboratuarlarında gelişmiştir ve pilot kurulumlar planlanmaktadır.
Geometrik Ekonomi ve Yaşam döngüsü Analiz
Fotocatalytic betonun son ömrü genellikle güvenlidir, TiO)2[DÜT:1) ● Fotoğraf makinesinin küresel ısınma potansiyeli geleneksel betona benzer, ancak, ezilen betondan gelen katalizörler ekstra üretim enerjilerini dengelemek için yöntemler geliştiriyor.
Politika ve Standart Standartlar
Birkaç ülke fotocatalytic malzemeler için standartlar geliştirmeye başladı. Avrupa Standartizasyon Komitesi (CEN) NO)) Bina malzemelerinin kaldırılmasıyla ilgili olarak, Japonya'nın Ultrasonik R 1701 standart test fotocatalytic aktiviteyi kullanarak fotocatalytic betonu birçok yeni projeye dahil etmek için bir standart haline getirdi.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Fotocatalytic beton olgun, bilimsel olarak, mevcut kentsel yapılarla çalışan ölçeklenebilir çözümler için doğrulanmış bir teknolojidir ve pahalıya mal olan maliyetler şehirlerdeki gaz kirliliği azaltma ve politikaların pratikliğini genişletme yeteneğidir. Dünya Sağlık Örgütü hava kalitesi yönergeleriyle tanışma ve mevcut kentsel yapılarla çalışan ölçeklenebilir çözümler için acil ihtiyaç duyarken, fotocatalyticatik bir şekilde gerekli olan sorunlarla karşı karşıya kalır.
[FONT=0)Dön Linkler:[Dönem:[Dönem: 1)
- [0]Dünya Sağlık Örgütü – Orta Hava Kalitesi Gerçek Dokümanı).
- [0] FenDirect - NOx Removal için Fotocatalytic Betonun İncelenmesi).
- [0]Doğa Bilimsel Raporları – Los Angeles'ta Fotocatalytic Pavement (İngilizce).
- [0]Bualcementi – TX Active® Photocatalytic Çimento).