Doris Kim Sung: Metaal dat ademt

Moderne gebouwen, met hun ramen van vloer tot zoldering, hebben spectaculaire uitzichten, maar ze verslinden ook veel energie om af te koelen. Doris Kim Sung werkt met thermo-bimetaal, slim materiaal dat als een menselijke huid werkt, dynamisch en reactief, en dat de zon uit een ruimte kan weren en zichzelf kan ventileren.

Ik was zo'n kind dat in de auto altijd

het raampje naar beneden deed.

Het was meestal te warm,
te duf of het stonk,

en van papa mocht de airconditioning niet aan.

Hij zei dat de motor oververhit zou raken.

Misschien herinner je je

hoe auto's toen waren.

Oververhitting kwam vaak voor.

Maar het was ook een natuurlijke rem
op het gebruik,

of de overconsumptie
van energieverslindende toestellen.

Het gaat er nu anders aan toe.
We doorkruisen met onze auto's het land.

We laten de airco de hele tijd draaien,

en we ervaren nooit oververhitting.

Er is dus geen signaal meer
dat ons zegt dat we moeten stoppen.

Geweldig, niet?
Bij gebouwen hebben we gelijkaardige problemen.

Vroeger, voor de airco,
hadden we dikke muren.

Die waren heel goed als isolatie.
Ze houden het binnen

koel tijdens de zomer,
en warm tijdens de winter.

De kleine ramen waren ook prima

omdat ze de temperatuurtransfer beperkten

tussen binnen en buiten.

In de jaren 30, met de komst van glasplaten,

staalplaten en massaproductie,

konden we ramen maken die tot het plafond reikten,
met ongehinderd zicht.

Dat ging gepaard met onomkeerbare afhankelijkheid

van mechanische airco
om onze door de zon verhitte ruimtes af te koelen.

Geleidelijk werden gebouwen hoger en groter,

en onze ingenieurskunst werd beter,
zodat de mechanische systemen

enorm werden, met enorme energiebehoeften.

Ze geven veel hitte af aan de atmosfeer.

Sommigen kennen misschien het hitte-eiland-effect

in steden, waar de stedelijke gebieden
veel warmer zijn

dan de aanpalende landelijke gebieden.

Maar het probleem is
dat als er geen energie meer is,

we daar geen raam kunnen openen,

zodat de gebouwen onbewoonbaar zijn
en verlaten moeten worden

tot dat airco-systeem weer kan opstarten.

Erger nog, als we gebouwen willen maken

die naar een staat van netto-nulenergie evolueren,

kunnen we dat niet door de mechanische systemen
efficiënter te maken.

We moeten iets anders zoeken,
en we zitten op een dood spoor.

Wat nu? Hoe geraken we hieruit,

uit die put die we voor onszelf gegraven hebben?

Kijk naar biologie.
Waarschijnlijk weten jullie niet

dat ik biologie heb gestudeerd
voor ik aan architectuur begon.

De menselijke huid is het orgaan
dat zorgt voor een natuurlijke

temperatuurregeling in het lichaam.
Dat is geweldig.

Het is de eerste verdedigingslinie van het lichaam.

De huid heeft poriën, zweetklieren,
allerlei dingen

die samenwerken, heel dynamisch
en heel efficiënt.

Mijn voorstel is dat de huid van onze gebouwen

meer op de menselijke huid moet lijken.

Daardoor kan ze dynamischer zijn,
ontvankelijker,

meer gedifferentieerd,
afhankelijk van waar ze zich bevindt.

Dat brengt me terug bij mijn onderzoek.

Ik ging eerst op zoek
naar een ander materialenpalet om dat te doen.

Ik werk op dit moment
met slimme materialen

en slim thermo-bimetaal.

We noemen het slim

omdat het zonder regeling
en zonder energie werkt.

Dat is erg belangrijk in architectuur.

Het is een laminaat
van twee verschillende materialen.

Je ziet dat hier door de verschillende reflectie
aan deze kant.

Omdat er twee verschillende uitzettingscoëfficiënten zijn,

zal bij opwarming de ene kant
sneller uitzetten dan de andere,

waardoor het krult.

In vroege prototypes maakte ik oppervlaktes
om na te gaan

hoe de krul zou reageren op temperatuur,

of er lucht door het systeem zou worden geventileerd.

In andere prototypes maakte ik oppervlaktes
waarbij de veelheid

van stroken samen

een grotere beweging teweegbrengt bij verhitting.

Ik heb nu een installatie
in de Toegepaste Materialen-galerij

in Silver Lake, vlakbij, tot in augustus,
als je wil gaan kijken.

Ze heet "Bloesem".
Het oppervlak bestaat volledig uit

thermo-bimetaal. We willen een dak maken

dat twee dingen doet.
Eén: het is een zonnewering.

Als de zon op het oppervalk valt,
beperkt het de hoeveelheid zon die erdoor komt.

Elders is het een ventilatiesysteem,

zodat hete, eronder opgesloten lucht

erdoor en eruit kan indien nodig.

Je ziet in deze time-lapse-video dat als de zon

door het oppervlak komt, en de schaduw,

dat elk van de pannen dan individueel beweegt.

Onthou dat we dit
met de digitale technologie van vandaag

maakten van ongeveer 14.000 onderdelen,

waarbij er geen twee gelijk zijn.
Ze zijn allemaal verschillend.

Het geweldige is dat we kunnen kalibreren

zodat ze allemaal
op hun specifieke plek zijn afgestemd,

op de hoek van de zon,
en op hoe het ding krult.

Dit soort testproject

heeft vele implicaties

voor de toekomstige toepassing in de architectuur.

Hier zie je een huis

voor een ontwikkelaar in China.

Het is een glazen doos met vier verdiepingen.

Het is nog steeds een glazen doos,
want we willen visuele toegang,

maar er zit nu een laag thermo-bimetaal op,

een scherm dat errond zit.

Die laag gaat open en dicht
terwijl de zon rond het oppervlak beweegt.

Bovendien kan het ruimtes afschermen
om privacyredenen,

en zo verschil maken met openbare ruimtes

op verschillende momenten van de dag.

Dat betekent dat we vandaag in huizen

geen gordijnen of rolluiken of stores nodig hebben

omdat we het gebouw hiermee kunnen inpakken

en kunnen regelen hoeveel airco
je binnen nodig hebt.

Ik bekijk ook de ontwikkeling
van bouwcomponenten voor de markt.

Hier zie je een typisch

dubbel beglaasd raam.

Tussen die twee stukken glas

probeer ik

een thermo-bimetaalpatroon te stoppen,

zodat als de zon op de buitenlaag valt

en de interne holte verwarmt,
dat thermo-bimetaal

gaat krullen, waardoor het

de zon zal weren

in bepaalde stukken van het gebouw,

en helemaal, als het nodig is.

Je kan je voorstellen, ook bij deze toepassing,

dat in een hoogbouw met paneelsystemen

op elke verdieping, 30, 40 verdiepingen hoog,
de hele oppervlakte

op verschillende momenten van de dag

anders kan zijn,
afhankelijk van hoe de zon erop valt.

Ik werk ook aan verder onderzoek,

nu, op de studeertafel,

zie je, rechtsonder, in het rood,

kleinere stukjes thermometaal

die we willen laten bewegen
als oogleden.

Dit laatste project gaat ook om componenten.

Je ziet het, één van mijn invloedssferen

is de biologie -- dit komt van de sprinkhaan.

Sprinkhanen ademen anders.

Ze ademen door gaten in hun zij,
zogenaamde tracheeën.

Ze halen lucht binnen
die door hun systeem gaat en hen afkoelt.

In dit project bekijk ik

hoe we dat ook in de architectuur kunnen doen,

lucht binnenhalen door gaten
in de zijkant van een gebouw.

Hier zie je wat vroege studies van blokken

waar die gaten erdoor komen.

Dit is voor we het thermo-bimetaal aanbrengen,

en dit is erna.

Het is moeilijk te zien,
maar je ziet rode pijltjes op de oppervlakte.

Links is het koud en is het thermo-bimetaal

vlak zodat het lucht zal beletten
om door de blokken te gaan.

Rechts krult het thermo-bimetaal

en laat het lucht door.
Dit zijn de twee componenten waar ik aan werk.

en laat het lucht door.
Dit zijn de twee componenten waar ik aan werk.

Dit is helemaal anders,

want de lucht zou door de muren kunnen komen

in plaats van dat je het raam opendoet.

Tot slot een laatste impressie

van het project, het werk
met slimme materialen.

Als je het beu bent
om stores open en dicht te doen,

elke dag weer,
als je met vakantie bent

en er in het weekend niemand is
om één en ander te regelen,

of als er een elektriciteitspanne is

en je niet op elektriciteit kan vertrouwen,
zal dit thermo-bimetaal

blijven werken, onvermoeibaar, efficiënt

en eindeloos. Dankuwel. (Applaus)

(Applaus)