Kov, který dýchá

Moderní stavby s okny od podlahy ke stropu se pyšní krásnými výhledy, ale spotřebuji spoustu energie na klimatizaci. Doris Kim Sungová pracuje s tepelnými bimetaly, chytrýmy materiály, které se chovají jako lidska kůže, reagují dynamicky a citlivě, dokáží chránit místnosti před sluncem a samostatně větrat.

Byla jsem jedna z těch dětí,
které když jely autem,

pokaždé musely stáhnout okénko.

Vždy bylo příliš teplo, příliš dusno
nebo to tam páchlo.

ale otec nám nedovolil
zapnout klimatizaci.

Říkal, že by se přehřál motor.

Někteří z vás si možná pamatují

jak to s těmi auty tenkrát bylo,

běžně se přehřívala.

Bylo to znamení,

že se plýtvá energií.

Věci se změnily. Máme auta,
se kterými jedeme napříč zemí,

klimatizaci máme celou cestu naplno

a nikdy se nám auto nepřehřeje.

Už nemáme žádný signál,
který nám řekne, ať ji vypneme.

Skvělé, ne?
U staveb máme stejný problém.

Dříve jsme měli
místo klimatizace silné zdi.

Byla to dobrá izolace,

díky tomu byl interiér v létě chladný
a v zimě teplý.

Malá okna byla také dobrá,

protože omezovala tepelnou výměnu

mezi interiérem a exteriérem.

Asi ve třicátých letech,
s nástupem tabulového skla,

válcované oceli a hromadné výroby,

jsme dokázali vyrobit okna
od podlahy po strop a nerušenými výhledy.

S tím se nevyhnutelně pojí
používání mechanické klimatizace,

která ochlazuje sluncem vyhřáté místnosti.

Postupem času stavíme
vyšší a rozměrnější budovy,

stavební inženýrství pokročilo
a konstrukce ještě zmohutněly.

Potřebují obrovské množství energie.

Předávají do atmosféry mnoho tepla.

Někteří znáte efekt
tepelných ostrovů ve městech,

kde městské oblasti jsou mnohem teplejší

než přilehlé venkovské oblasti.

Také máme problém,
když při výpadku proudu

nemůžeme otevřít okna,

tím se budova stane neobyvatelnou
a musí se vystěhovat,

dokud se klimatizace neopraví.

Když chceme udělat naše stavby

s neutrální bilancí CO2,

nedocílíme toho pouze
vylepšením klimatizačních systémů

Musíme hledat odpovědi jinde.
Jsme ve slepé uličce.

Co s tím uděláme?

Jak se dostaneme z jámy,
kterou jsme si sami vykopali?

Vezměme si biologii... mnoho z vás neví,
že jsem získala diplom z biologie,

než jsem se dala na architekturu.

Lidská kůže je orgán,
který přirozeně reguluje teplotu v těle.

To je fantastická věc.

Je to první obranná linie našeho těla.

Má póry, potní žlázy, má další věci,

které velmi dynamicky
a efektivně spolupracují.

Já navrhuji, aby se povrch našich budov

více podobal lidské kůži.

A tím by byl dynamičtější,
responsivní a diferencovaná,

podle toho, kde se nachází.

Tím se dostávám zpět ke svému výzkumu.

Zaprvé, navrhuji podívat se
na novou škálu materiálů.

Právě pracuji s chytrými materiály

a chytrými termálními bimetaly.

Říkáme jim chytré,

protože nepotřebují
žádné ovládání a žádnou energii.

To je pro architekturu důležité.

Jsou to v podstatě dva kovy
laminované na sebe.

Tady vidíte,
jak se každá strana různě leskne.

A protože oba mají jiný
součinitel roztažnosti,

když se zahřejí,
jedna strana se roztáhne víc než druhá

a způsobí tohle ohnutí.

V raných prototypech jsem sledovala,

jak ohnutí závisí na teplotě

a jak případně umožňuje vzduchu proudit.

U jiných prototypů,
kde těch vrstev bylo pohromadě několik,

jsem chtěla působením teploty

dosáhnout většího pohybu.

V galerii Materiálů a Aplikací
v Silver Lake mám teď tuto instalaci,

je přístupná do srpna,
kdybyste ji chtěli navštívit,

jmenuje se "Květ" a povrch je vyrobený
z termálních bimetalů.

Záměrem bylo vytvořit klenbu,

která má dvě funkce.
Jednak vytváří stín -

- když na povrch dopadne slunce,
zabrání pronikání paprsků,

a v jiných oblastech
funguje jako ventilace.

Teplý vzduch chycený pod klenbou

může podle potřeby
proudit skrz klenbu.

V tomto videu vidíte zpomaleně,

jak se slunce a stín pohybují po povrchu

a každý plátek reaguje samostatně.

Uvědomte si, že v dnešní digitální době

byl tento povrch vytvořen ze 14 000 částí

a žádná z nich není stejná. Každá je jiná.

Je skvělé, že můžeme
každou část naladit samostatně,

s ohledem na její polohu,

na úhel slunce a jak moc se má ohnout.

Tento zkušební projekt ukázal,

jak velký vliv to má

na budoucí aplikace v architektuře.

Zde vidíte dům,

vyvinutý pro developera v Číně

a je to vlastně čtyřpatrová
skleněná kostka.

Je prosklená, protože stále
chceme mít nerušený výhled,

ale teď je také obalená
termálně bimetalovou vrstvou.

Je to zástěna, která se otevírá

a zavírá podle pohybu slunce
na jejím povrchu.

Navíc dokáže zastínit
prostory kvůli soukromí.

Během dne umí rozlišit

mezi různými veřejnými prostory
v budově

Z toho vyplývá,

že nepotřebujeme závěsy,
okenice nebo žaluzie,

protože můžeme stavbu
zaclonit těmito plátky

a tím regulovat ventilaci uvnitř budovy.

Také zkouším vyvinout produkty
pro stavebnictví a přivést je na trh.

Tady vidíte typickou okenní tabulku

s dvojitým sklem.

Mezi skla této okenní tabulky

se pokouším umístit

termální bimetalový systém.

Když slunce ozáří vnější vrstvu

a ohřeje prostor mezi skly,

bimetal se začne ohýbat

a tím začne bránit vstupu slunce

do určitých části budovy.

Kde je to třeba, vytvoří úplný stín.

Představte si využití v mrakodrapech,

kde jsou okenní systémy
od podlahy ke stropu

až do třicátého, čtyřicátého patra,

celý povrch by se mohl
měnit podle denního času

podle toho, jak se slunce pohybuje
a dopadá na povrch.

Toto jsou některé z pozdějších studií,
na kterých pracuji.

Vidíte je na obrazovce,

v právem dolním rohu, to červené,

jsou malé kousky bimetalů,

které se snažíme rozhýbat jako řasy.

A tento poslední projekt
je také o konstrukcích.

Jak víte, zabývám se biologií,

takže je ovlivněný luční kobylkou.

Kobylky mají jiný typ dýchacích orgánů.

Dýchají otvory na bocích,
kterým se říká spirakuly.

Těmi přivádí vzduch do těla,
a pohybem v nich ho ochlazuje.

V tomto projektu zkoumám,

jak by se to dalo použit v architektuře,

jak bychom mohli vést vzduch
průduchy na bocích budovy.

Tady vidíte moje ranné studie bloků,

kde jsou průduchy použity.

Toto je před tím,
než nainstalujeme bimetaly

a toto je po tom, co jsou nainstalovány.

Promiňte, je to špatně vidět,
ale vidíte ty červené šipky.

Nalevo, když je chladno,
jsou termální bimetaly rovné

a zabraňují proudění vzduchu mezi bloky.

Napravo jsou termální bimetaly ohnuté

a umožňují vzduchu proudit skrz.

Na těchto dvou projektech pracuji.

Je to něco úplné nového,
protože si dokážete představit

jak vzduch proudí stěnami

místo otevřenými okny.

Rozloučím se s vámi poslední myšlenkou

o významu projektu
na využití chytrých materiálů.

Až budete unaveni otevíráním
a zavíráním žaluzií,

když budete na dovolené,

a nemáte doma nikoho,
kdo by ovládal vypínače,

nebo až vypadne proud a
vy nebudete moci využít elektřinu,

tyto termální bimetaly

budou stále fungovat, neúnavně, účinně

a bez přestání. Děkuji vám.

(potlesk)