I ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory hanno stampato in 3D un muro intelligente “primo nel suo genere” chiamato “EMPOWER”

I RICERCATORI DI OAK RIDGE LANCIANO LO SMART WALL STAMPATO IN 3D ‘EMPOWER’

Il prototipo di muro è stato dimostrato in occasione dell’evento virtuale 2020 Energy Exchange del Federal Energy Management Program (FEMP) del Dipartimento dell’Energia .

Costruito per evidenziare le capacità della tecnologia e progettato per uso interno, EMPOWER combina la produzione additiva in calcestruzzo e l’elettronica integrata per fungere da sistema di raffreddamento di una stanza. Gli scienziati dietro il progetto affermano che può ridurre il consumo di energia, diminuire la domanda di energia nelle ore di punta e utilizzare l’energia rinnovabile mantenendo una stanza a temperatura costante.

Melissa Lapsa, direttrice dello scambio energetico 2020 e responsabile del programma FEMP, afferma: “EMPOWER comprende il potere delle possibilità, dimostrando la capacità di FEMP di lavorare con i laboratori nazionali per fornire soluzioni tangibili di efficienza energetica”.

Stampa 3D della smart wall

EMPOWER è largo appena un metro e mezzo e alto otto piedi, ed è stato stampato utilizzando la stampante 3D per calcestruzzo SkyBAAM, una macchina a basso costo azionata da cavi. Può essere implementato in qualsiasi cantiere ed è secondo come riferito altamente adattabile.

Brian Post, un ricercatore di produzione presso Oak Ridge, spiega: “Ciò che rende SkyBAAM unico è che elimina la necessità di un sistema gantry che si trova comunemente nei sistemi di produzione additiva su larga scala. Può essere installato in poche ore in un cantiere edile con una preparazione minima del sito. “
Come funziona EMPOWER?

All’interno della parete è presente un sistema di accumulo termico e isolamento, insieme a un refrigeratore attivo che funge da frigorifero. I tubi che sono incorporati nel muro trasportano acqua refrigerata sulla sua superficie, riducendo la temperatura del calcestruzzo stampato in 3D all’interno del muro. I livelli di isolamento possono essere variati dinamicamente, il che significa che il fresco interno della parete può essere trasferito a piacimento allo spazio occupato all’interno della stanza.

Lo smart wall, che si è davvero guadagnato il suo tag qui, utilizza un metodo di controllo intelligente per decidere come e quando modificare i livelli di isolamento. Lo fa in modo predittivo, prendendo in considerazione il tempo e il comportamento passato dell’utente. Se la casa ha già un sistema HVAC separato, può anche comunicare con quel sistema per accendere o spegnere il riscaldamento in modo da non sprecare energia.


Il refrigeratore e le pompe a parete sono alimentati da un inverter intelligente, collegato a una batteria esterna. Utilizzando la rete elettrica principale dell’edificio durante i periodi di bassa richiesta di elettricità, la batteria può essere caricata per un uso successivo. I ricercatori intendono eventualmente alimentare la batteria con una fonte rinnovabile, omettendo del tutto la dipendenza dell’inverter dalla rete principale.

Mentre EMPOWER è ancora nella fase di prototipazione, Oak Ridge collaborerà con FEMP per produrre, testare e convalidare il muro per l’evento Energy Exchange del prossimo anno. Il concetto sarà pienamente convalidato quando due ulteriori muri EMPOWER saranno costruiti per l’uso negli edifici per uffici nel 2021.


La stampa 3D del calcestruzzo non si vede molto spesso da un ambiente di laboratorio, ma sta iniziando a farsi strada in applicazioni più commerciali. Gli specialisti del calcestruzzo con sede negli Stati Uniti QUIKRETE e Contour Crafting Corporation hanno recentemente annunciato una collaborazione per sviluppare un calcestruzzo proprietario da utilizzare con la tecnologia di stampa 3D del calcestruzzo di Contour. I partner continueranno a stampare edifici residenziali, commerciali, industriali e governativi negli Stati Uniti per combattere i senzatetto.

Altrove, la società di costruzioni con sede in Texas ICON ha recentemente collaborato con l’unità di innovazione della difesa sostenuta dal governo degli Stati Uniti per stampare strutture militari in 3D presso la base marina di Camp Pendleton. ICON ha inizialmente addestrato otto Marines a utilizzare le sue stampanti 3D in cemento, che hanno continuato a stampare un’intera struttura di pelle del veicolo in sole 36 ore.

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