如果建筑材料可以像乐高积木一样轻松地组装和拆卸,那会怎样?这种可重构的砌体结构可以在建筑物使用寿命结束时拆卸并重新组装成新结构,形成可持续的循环,可以使用相同的物理构件为几代建筑物提供服务。
这就是循环建筑背后的理念,旨在尽可能地重复使用和重新利用建筑材料,尽量减少新材料的制造,减少建筑行业的“隐含碳”,即从制造到拆除,建筑整个施工过程中每个过程产生的温室气体排放。
现在,麻省理工学院的工程师们受到循环建筑生态潜力的启发,正在开发一种由 3D 打印再生玻璃制成的新型可重构砌体。该团队利用麻省理工学院衍生公司 Evenline 提供的定制 3D 玻璃打印技术,制作出坚固的多层玻璃砖,每块都呈 8 字形,可以相互锁合,就像乐高积木一样。
在机械测试中,一块玻璃砖承受的压力与混凝土块相似。为了进行结构演示,研究人员建造了一堵互锁玻璃砖墙。他们设想,3D 打印玻璃砖可以作为可回收砖多次重复使用,用于建筑外墙和内墙。
麻省理工学院机械工程学助理教授凯特琳·贝克尔 (Kaitlyn Becker) 表示:“玻璃是一种可高度回收利用的材料。我们将玻璃制成砖石,当建筑结构使用寿命结束时,可以将其拆卸并重新组装成新结构,也可以将其放回打印机中,变成完全不同的形状。所有这些都构成了我们对可持续、循环建筑材料的想法。”
“玻璃作为一种结构材料,有点让人头疼,”迈克尔·斯特恩 (Michael Stern) 说道,他曾是麻省理工学院的研究生,目前在麻省理工学院媒体实验室和林肯实验室担任研究员,同时也是 Evenline 的创始人和总监。“我们正在展示这是一个突破建筑极限的机会。”
贝克尔和斯特恩及其同事在《玻璃结构与工程》杂志上发表的一项研究中详细介绍了他们的玻璃砖设计。麻省理工学院的合著者包括主要作者丹尼尔·马西米诺和夏洛特·福林纳斯,以及 Evenline 的伊桑·汤森。
锁步
新的圆形砖石设计的灵感部分来自麻省理工学院的玻璃实验室,当时还是本科生的贝克尔和斯特恩在那里首次学习了吹制玻璃的艺术和科学。