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May 20, 2023

ETH Zurich는 극적인 윤곽의 콘크리트 슬래브 천장을 만듭니다.

기술 대학 ETH 취리히(ETH Zurich)의 연구원들은 HiRes 콘크리트 슬래브(HiRes Concrete Slab)라고 불리는 깊은 능선 천장을 만들었습니다. 그들은 이 천장이 에너지를 절약하면서도 멋진 미적 효과를 제공한다고 주장합니다. 고해상도

기술 대학 ETH 취리히(ETH Zurich)의 연구원들은 HiRes 콘크리트 슬래브(HiRes Concrete Slab)라고 불리는 깊은 능선 천장을 만들었습니다. 그들은 이 천장이 에너지를 절약하면서도 멋진 미적 효과를 제공한다고 주장합니다.

HiRes 콘크리트 슬래브는 스위스 뒤벤도르프에 있는 ETH Zurich의 NEST 연구 건물에 설치된 프로토타입으로 로봇 연구자들이 사용하는 사무실 공간의 천장을 형성합니다.

ETH Zurich의 디지털 빌딩 기술(DBT) 팀은 블록 연구 그룹(BRG) 및 건축 및 빌딩 시스템(A/S)과 협력하여 얇은 쉘 슬래브를 개발했습니다.

팀은 "자재 절감, 통합 건축 서비스, 자유로운 형태의 놀라운 미학"을 포함하여 3D 프린팅 거푸집 사용의 장점을 보여주기 위해 설계되었다고 팀은 말했습니다.

43개의 얇은 3D 프린팅 주형에 콘크리트를 부어 천장을 만들었습니다. 슬래브에서 가장 두꺼운 윤곽은 이 주형이 만나는 이음새입니다. 금형은 레이저로 절단된 목재 와플로 지지되었습니다.

이 건설 방법은 최소한의 자재만 필요하며 연구자들이 건설 과정에서 난방, 냉방, 환기 등의 건물 서비스를 통합할 수 있도록 했습니다.

A/S 팀이 개발한 4개의 맞춤형 환기 덕트는 콘크리트를 붓기 전에 폴리머를 사용하여 구조물에 3D 프린팅되었습니다.

"이러한 덕트의 기하학적 구조는 공기 흐름을 최적화하고 기계적 에너지를 최소화하도록 설계되었습니다."라고 DBT 박사 과정 학생인 Andrei Jipa는 Dezeen에게 말했습니다.

"기본적으로 이러한 3D 프린팅 공기 덕트는 공기 역학적 기하학적 구조로 인해 표준 시스템보다 더 효율적입니다."

또한, 슬래브의 복잡한 패터닝은 순환수식 가열 및 냉각 시스템의 일부이므로 기능적인 역할을 합니다.

"처마 밑면의 패턴은 A/S 팀이 설계한 순환수 파이프의 가열 및 냉각 루프를 통해 알 수 있습니다"라고 Jipa는 말했습니다. "그 결과 표면은 기존의 평면 슬래브보다 열 성능이 더 나은 매우 효율적인 복사 표면입니다."

패턴은 필요한 기준을 충족하기 위해 계산적으로 최적화되었으며, 인간 디자인 팀은 균형 잡힌 구성을 만들기 위해 결과를 선별했습니다.

열 성능을 위해 윤곽을 최적화하는 것 외에도 팀은 거푸집 설계가 3D 프린팅 상자에 맞고 거푸집에서 쉽게 제거할 수 있는지 확인해야 했습니다.

슬래브의 두께는 50mm에 불과하지만 가장 두꺼운 윤곽선의 깊이는 300mm, 너비는 25mm입니다.

이 형태는 콘크리트의 높은 압축 강도를 활용하여 약간 아치형 모양을 가지며 평면 슬래브보다 재료 사용이 적습니다.

"볼트는 순수 압축을 통해 모든 하중을 전달하는 정밀하게 설계된 케이블 모양을 가지고 있습니다"라고 Jipa는 말했습니다. "압축력만 받도록 금고를 설계하는 것은 인장력이 약한 콘크리트의 강점을 활용하는 것입니다."

"이것은 케이블카 기하학으로 인해 콘크리트가 압축에만 매우 효율적으로 사용되므로 사용하는 콘크리트의 양을 줄일 수 있다는 것을 의미합니다."

아치에 의해 생성된 수평 추력을 견디기 위해 슬래브의 각 가장자리에 하나씩 4개의 인장 타이가 있습니다.

슬래브 천장은 그 아래 NEST 빌딩의 HiLo 장치에 배치된 EMPA Robotics 팀의 사무실을 장식합니다. 보기에도 매력적일 뿐만 아니라, 능선은 소리를 분산시켜 사무실이 시끄럽지 않게 해줍니다.

NEST 건물에는 콘크리트 슬라브 천장의 초기 버전을 포함하여 최첨단 디지털 건축 기술을 선보이는 DFAB 하우스도 있습니다.

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