مقاله تحلیلی: ابداع یک سقف بتنی که قادر به تولید و ذخیره انرژی است

یک تیم از محققان سوئیسی، موفق به طراحی و اجرای یک نمونه اولیه از یک سقف بتنی شدند که قادر به تولید انرژی خورشیدی می باشد.

 یک تیم از پژوهشگران در سوئیس یک نوع سقف بتنی یکپارچه قالب بندی شده برای بام طراحی کرده اند که انرژی خورشیدی تولید می کند. 

نمونه اولیه توسط محققان دانشگاه صنعتی زوریخ در سوئیس ساخته شد که یک دانشگاه برجسته به لحاظ تکنولوژی می باشد. ایده اصلی این پروژه این بود که سازه ای ساخته شود که قادر به تولید انرژی با سرعت بیشتر نسبت به مصرف انرژی باشد.

 این پوسته در واقع بخشی از یک فضای بزرگتر یعنی یک آپارتمان به نام Hilo است. ساختمان Hilo یکی از بخشهای مجموعه NEST (تکامل بعدی در فناوری های پایدار ساختمان) می باشد. این مجموعه ساختمانهای Empa و Eawag  در شهر دوبندورف را شامل می شود (که هر کدام از ساختمان های مذکور جز اتحادیه آزمایشگاه های علم مواد و تکنولوژی سوئیس و موسسه علوم جانوران آبزیان کشور می باشند.)

 این سازه عظیم به عنوان یک پوشش برای سقف پروژه Hilo در مجموعه NEST طراحی شده است. ویژگی بارز این سقف دوبله بودن پوسته بام است که هر دوی آن پوسته ها به صورت خود ایستا و بدون نیاز به تکیه گاه می باشند.

 لایه های مختلف چگونه با یکدیگر در ارتباط هستند و انرژی تولید می کنند؟

در ابتدا، لایه بتنی داخلی مانند یک تنظیم کننده درجه حرارت عمل می کند. لایه بتنی نازک ثانویه یک غشای نازک پرده مانند ساخته شده از سلول های فتوولتیک می باشد. ارتفاع کلی سازه هفت و نیم متر و مساحت آن برابر ۱۶۰ متر مربع است. محدوده ضخامت لایه های بتنی بین ۳ تا ۱۲ سانتی متر از لبه بام تا تکیه گاه اصلی سازه متغیر است.

 این تیم برای ساخت شبکه اصلی از کابل های فولادی به جای چوب و فوم انتخاب کرد تا از این طریق انعطاف پذیری مطلوبتر و طراحی با مصالح ارزان تر حاصل شود. در این روش ساخت، سازه به راحتی برچیده شدن و استفاده مجدد از آن در سایر کارهای مشابه ممکن می شود.

 از تکنولوژی الگوریتم جهت حصول اطمینان از توزیع مناسب نیروها بین کابل ها و سازه سقف اصلی استفاده شده است. از دیگر جنبه های هیجان انگیز این پروژه می توان به همکاری بین شرکت  Bürgin و Marti اشاره کرد. هدف آنها ساخت یک بتن قابل پاشیدن بود که با حفظ خاصیت جاری شوندگی نسبی خود کل سطح را پوشش دهد. وزن نسبتاً پایین بتن، باعث وزن کم اسکلت سازه به اندازه فقط ۸۰۰ کیلوگرم شد که  شامل وزن شبکه کابل های فولادی و متعلقات آن است. این وزن بسیار اندک می تواند تا 20 تن بتن را به طور موفقیتآمیزی تحمل کند.

آقای بلاک (استاد معماری و سازه دانشگاه ETH زوریخ) از تجربیات خود و موفقیت های اولیه که ساخت آن ۶ ماه به طول انجامید، می گوید:

 یک پوسته غشایی نازک و سبک از جنس بتن، با سهولت در اجرا نشان داد که یک سازه بتنی پیچیده را می توان بدون هدر رفت قابل توجه مصالح ساخت و اجرا کرد. ما این سیستم را اجرا کردیم و مراحل ساخت نمونه اولیه آن را گام به گام به کمک همکارانمان در بخش صنعت، پیش بردیم. می توانیم مطمئن باشیم که رویکردمان قابلیت ساخت درکارگاه  NEST  را دارد.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.