3d走势图-白蚁可以教我们如何冷却我们的建筑物

作者:3d走势图 时间:2019-04-02 14:13

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3d走势图-“我们认为人类是最好的设计师,但事实并非如此,”一位研究人员说。

在津巴布韦首都,一座名为Eastgate Center的建筑拥有近35万平方英尺的办公空间和商店。它比隔壁类似大小的建筑节省90%的能源。

什么是东门中心的秘密白蚁。

在20世纪90年代,建筑的建筑师Mick Pearce从他在自然秀中看到的真菌种植白蚁建造的土堆中汲取灵感。这些昆虫创造了自己的空调系统,在土墩和外面之间传播热空气和冷空气。

当建筑师和建筑商寻求新的和改进的方法来冷却建筑物而不在变暖的世界中使用更多的能量时,对另一种类型的白蚁丘的研究表明,皮尔斯先生不会是最后一个从这些蟑螂表兄弟那里获取设计秘诀的人。3d走势图

我们认为人类是最好的设计师,但事实并非如此,” 伦敦帝国理工学院的工程师,该研究的作者Kamaljit Singh 周五在“科学进步”杂志上发表说“我们可以向小动物学习。”

Singh博士及其同事使用高分辨率扫描技术,计算机和物理模拟来检查非洲白蚁巢外壁的微观结构。在肉眼看起来坚固的板坯中,该团队发现了一个由细小的,相互连通的孔隙组成的网络。通过基本物理原理,这些毛孔可以调节土墩和巢穴内的通风,湿度和温度。这些天然结构可能为工程师和建筑商提供灵感,强调仅通过结构可以实现舒适性。

 

有大约2,600种白蚁,只有大约二十几种侵袭和摧毁建筑物。还有更多的社会建设者,旨在保护他们的王后并确保其殖民地的生存。

二氧化碳必须离开,这样它们就不会在地下巢穴中窒息,氧气必须进入。在巢穴上方建造的土墩是使这种呼吸成为可能的肺部。3d走势图

 

但是有不同类型的土墩。农场真菌的白蚁建造的结构有烟囱和开口,就像窗户一样。非农业白蚁的结构,如研究人员在塞内加尔和几内亚收集的结构,没有明显的开口。辛格博士说,肉眼看来,“一切看起来都很严重”。
 

但是毛孔在那里,因为土堆是由堆积的沙子与唾液和土壤混合而成。这些颗粒内部形成小空间,并在它们之间形成较大的空间。先前的CT扫描工作显示这些巢的外壁有小孔。

但是使用微型CT扫描仪,该团队看到更深入的内部,更高的分辨率,并揭示了较小的毛孔和较大的毛孔之间的联系。这种微观结构实际上是相同的,无论它是用干塞内加尔的沙子建造还是用湿几内亚的粘土建造,这表明结构而不是材料可能是通风的关键。

当团队在模拟中模仿强风时,没有较大毛孔的结构也无法呼吸并积累更多的二氧化碳。研究人员还在水中挖了土墙以模仿大雨。大孔小孔结构干燥得更快。

没有参与这项研究的生理学家斯科特·特纳说,辛格博士的研究揭示了这些毛孔如何帮助控制气体流量和排水。

特纳博士说:“如果你看一下肺部气体交换的物理特性,它与白蚁丘的组织方式非常相似。”

 

从风中搅拌,就像肌肉收缩一样,允许气体混合并到达重要的地方,如白蚁巢或人类的血液。“如果你考虑土墩是什么,”他说,“它实际上是一种生理器官,是由一堆小白蚁构成的。”3d走势图

该团队还认为毛孔可能有助于调节温度。但特纳博士说,在其他巢穴土壤中这样做; 需要更多的研究。

 

目前还不清楚白蚁如何共同构建这些结构。他们可以通过协同作用来协调行动,这是一种间接通信系统,白蚁对其他人留下的化学痕迹做出反应,法国生物学家Guy Theraulaz也参与了这项研究。人们认为,粒子上吐出的信息素或化学信号告诉盲人白蚁何时建立。

“他们不必真正思考,”他说。它们遵循由进化力量和功能类似于人工智能程序的规则。

思考与否,“我个人希望更多的人可以像白蚁一样,并且对自然通风感到舒适,” Maki San Miguel Paulson说他是一名咨询建筑外壳的建筑师- 外层保持建筑物内的空气密封。她说,白蚁“不想要一个密不透风的环境。他们希望空气流过他们的建筑物。“

建筑商通常专注于机械通风 - 风扇,加热和冷却 - 使用燃料并且更容易控制。生态友好型建筑通常规模较小,因为在依赖于不同气候的系统中难以实现人体舒适度。“如果人们可以做一个同时做这两件事的建筑,那会不会很好?”她说。

辛格博士及其同事希望,未来对其他白蚁种类巢穴的研究将揭示可以扩大人类规模的一般设计原则。正如东门中心所展示的那样,受白蚁启发的建筑物看起来并不像白蚁那样。

 

皮尔斯先生说:“在大自然中看到漂亮的形状和形状是有危险的,只需复制它们。” “我们不是在复制表格。我们正在复制制作表格的过程。“3d走势图

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