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亨和德累斯顿大学完成全球第一座碳混凝土建筑

ABBS

德国亨建筑公司（Henn）和德累斯顿技术大学（Technical University of Dresden）建成了世界上第一座碳混凝土建筑——一种用碳纤维代替钢加固的混凝土形式。

这座243平方米的建筑被称为“立方体”（Cube），是对新材料的测试，将为这所大学校园提供实验室和活动空间。

它的独特之处是一个薄而扭曲的立面，既在视觉上参考了碳纤维的纺织质量，又正式采用了比传统混凝土更轻、更坚固的材料。

亨建筑公司将这种设计描述为墙壁和天花板不是单独的组成部分，而是融合在一起成为一个有机的连续体。

根据亨建筑工作室可持续发展主管乔瓦尼-贝蒂（Giovanni Betti）的说法，“立方体”立面的纤细线条是通过使用碳纤维加固而实现的，碳纤维加固是防锈的，因此不需要用那么多的混凝土覆盖。

乔瓦尼-贝蒂说：“碳纤维比钢轻四倍，强度高六倍，不易腐蚀。”

乔瓦尼-贝蒂说：“这意味着钢筋不必封装在混凝土中，以保护其不受水的影响，同样大小的截面将能够承受更高的荷载。”

乔瓦尼-贝蒂说：“组件和结构可以设计得更薄，材料节约50%或更多。这可以减少二氧化碳排放，减少水和沙子等其他宝贵资源的消耗。“

“立方体”的设计在建筑的两侧和顶部都有充足的玻璃，天窗斜向穿过整个空间。玻璃的起伏形状反映了建筑扭曲的形状，同时也反映了周围花园的景色。

“立方体”还利用了碳纤维的另一个特性：导电性。建筑的混凝土墙配有隔热垫、加热元件和交互式触摸表面。

贝蒂说：“碳纤维是导电的，通过它运行的电流可以产生热量。这甚至可以用于监测结构完整性。”

“立方体”的混凝土构件采用两种制造方法制成：浅色扭曲立面采用喷射混凝土制成，喷射混凝土喷在覆盖在胶合板模板上的碳纤维板上，而较小的深灰色盒子由预制混凝土面板制成，也包含碳板层。

“立方体”项目于2021年宣布，并作为碳混凝土复合材料（CCC）研究项目的一部分进行开发，这是一个政府资助的研究项目，目前是德国建筑业最大的项目。这是建筑物名称的由来；CCC也可以被认为是C3或C立方。

德累斯顿大学与世界其他几所大学一起开发了碳混凝土。研究人员表示，研究表明，对于可比的桥梁设计，碳混凝土的全球变暖潜能值（GWP）比传统建筑低30%左右。

尽管碳纤维本身具有很高的碳足迹，但碳纤维的碳密度是钢的八倍。由于其强度，需要的加固材料较少。

碳纤维的防锈特性也将使混凝土的使用寿命比传统混凝土建筑“显著延长”，从而进一步降低碳成本。

目前还对生物基碳纤维的回收和潜力进行了研究。

混凝土是世界上消耗量最大的材料之一，仅次于水，据估计约占全球碳排放量的4%至8%。

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