Doris Kim Sung: Metal, który oddycha

Nowoczesne budynki z oknami od podłogi do sufitu gwarantują spektakularne widoki, ale ich chłodzenie wymaga dużych nakładów energii. Doris Kim Sung pracuje z termo-bimetalami, tak zwanymi materiałami inteligentnymi, które działają jak ludzka skóra. Są dynamiczne, dostosowują się do otoczenia, mogą chronić pomieszczenie przed słońcem i umożliwiać cyrkulację powietrza.

Jako dziecko zawsze w samochodzie

otwierałem okno.

Było za gorąco, duszno albo śmierdziało,

a ojciec nie włączał klimatyzacji

twierdząc, że przegrzeje się silnik.

Może niektórzy z was pamiętają,

że kiedyś w samochodach

przegrzanie zdarzało się często

i sygnalizowało nadużycie

urządzeń podłączonych do prądu.

Teraz można przejechać cały kraj

z klimatyzacją hulającą całą drogę

i nie zdarzy się przegrzanie.

Nie ma sygnału, by przestać.

Wspaniale, prawda?
Podobny problem jest w budownictwie.

Kiedyś mieliśmy grube ściany,

które był doskonałą izolacją,

ochładzającą wnętrze w lecie,
a ogrzewającą w zimie.

Do tego małe okna były także dobre,

bo ograniczały ruch powietrza

między wnętrzem a otoczeniem.

Około lat 30. wynalezienie
szkła walcowanego,

stali walcowanej i produkcji masowej

umożliwiło stworzenie okien na całe ściany

a tym samym wywołało
nieodwracalne uzależnienie

od klimatyzacji i chłodzenia
nagrzanych słońcem wnętrz.

Z czasem budynki urosły,

poprawiła się technika, więc te systemy

zaczęły wymagać wielkich ilości energii.

Oddają dużo ciepła do atmosfery.

Powstają tak zwane wyspy ciepła,

miasta są cieplejsze

niż otaczające je tereny wiejskie.

Ponadto, kiedy brakuje prądu,

nie można tu tworzyć okna,

i należy opróżnić budynki do czasu,

kiedy klimatyzacja zacznie znów działać.

Co gorsza, chcąc żeby produkcja
energii w budynkach

wyszła na zero, nie wystarczy jedynie

usprawnić działanie systemów mechanicznych.

Trzeba zejść z utartych ścieżek.

Co więc powinniśmy zrobić?
Jak wyjść z dołka,

który sami sobie wykopaliśmy?

Zwróćmy się do biologii.
Wiele z was pewnie nie wie,

że zanim poszłam na architekturę,
studiowałam biologię.

Ludzka skóra jest fantastycznym organem,

który naturalnie reguluje
temperaturę ciała.

To pierwsza linia obrony organizmu.

Ma pory, gruczoły potowe,

wszystko działa wydajnie i dynamicznie.

Proponuję pokryć nasze budynki czymś,

co przypomina ludzką skórę,

żeby stały się bardziej dynamiczne

i zróżnicowane w zależności od lokalizacji.

Wracając do mojego pomysłu,

poszukiwałam tworzyw
wśród nowej palety materiałów.

Obecnie pracuję z materiałami inteligentnymi

i termicznym bimetalem.

Nazywamy je inteligentnymi,

bo nie wymagają energii ani regulacji,

co w architekturze jest bardzo istotne.

To dwie warstwy różnych metali.

Widać to po różnym odbiciu światła.

Warstwy mają także różne
współczynniki rozszerzalności.

Jedna ze stron rozszerza się szybciej,

co powoduje zwijanie się powierzchni.

Na początku stworzyłam te powierzchnie,

żeby zobaczyć, jak oddziałuje
na nie temperatura

i sprawdzić, czy przepływa
przez nie powietrze.

W innych projektach sprawdzałam,

jak zwiększona ilość tych pasków

może zwiększyć ruch przy podgrzaniu.

Wszystko to jest teraz na wystawie
w galerii Materials & Applications

w Silver Lake,
i będzie tam do sierpnia.

Nazywa się "Rozkwit", a powierzchnie

stworzone są z termicznych bimetali
i mają dwa zadania.

Po pierwsze, kiedy światło
pada na powierzchnię,

zmniejsza się przepuszczalność światła.

Materiał działa też jak system wentylacyjny

i gorące powietrze

może się wydostać na zewnątrz.

Widać to na przyspieszonym filmie.

Kiedy światło słoneczne
przesuwa się po powierzchni,

każda z płytek reaguje oddzielnie.

Pamiętajcie, że dzięki współczesnej
technologii cyfrowej

zostało to zbudowane z 14 tys. kawałków,

z których każdy jest inny.

Co więcej,

możemy każdy z nich
dostosować do jego położenia,

kąta padania promieni słonecznych
oraz stopnia wygięcia.

Tak więc ten rodzaj projektu

może mieć wiele implikacji

w przyszłym zastosowaniu w architekturze,

tutaj na przykład, można zobaczyć dom

developera w Chinach

w kształcie czteropiętrowego
szklanego pudełka.

Skonstruowany ze szkła, dla zachowania
wrażenia otwartej przestrzeni

został on otulony
termo-biometaliczną warstwą,

tworzącą wokół niego ekran, którego warstwa

otwiera się i zamyka gdy słońce
przesuwa się po jej powierzchni.

Poza tym osłania prywatną część domu

żeby odróżnić ją
od pomieszczeń publicznych,

w zależności od pory dnia.

Co oznacza,

że zasłony, żaluzje lub rolety
nie będą nam już potrzebne,

ponieważ możemy pokryć budynek tą powłoką

oraz ograniczyć potrzebę klimatyzacji.

Pracuję również nad rozwojem
kilku elementów budowlanych.

Tutaj widać dość typowe

podwójnie oszklone okno panelowe,
a w tym panelu

między dwoma zespolonymi
kawałkami szkła

próbuję zastosować

termo-bimetaliczną formułę,

która w momencie kontaktu ze słońcem

podgrzeje wewnętrzną wnękę
do tego stopnia, że termo-bimetal

zacznie się zwijać,

tworząc blokadę
przed promieniami słonecznymi

w poszczególnych częściach budynku,

w razie potrzeby
wykluczając je całkowicie.

W takiej sytuacji można sobie wyobrazić,

że w wieżowcu, gdzie systemy panelowe

biegną do 30., 40. kondygnacji,
powierzchnia całego budynku

może się różnić, w zależności od pory dnia

i kąta padania promieni słonecznych.

Wyniki moich późniejszych badań

widoczne na tablicy,

gdzie w prawym dolnym rogu

czerwone to mniejsze kawałki termometalu,

które chcemy, żeby poruszały się jak rzęsy.

Ostatni projekt również
składa się z części.

Pomysł był zaczerpnięty z przyrody.

Inspiracją był konik polny.

Koniki polne posiadają
inny układ oddechowy.

Oddychają przez boczne otwory,
tak zwane przetchlinki,

którymi powietrze dostaje się
do organizmu, zapobiegając przegrzaniu,

tak i w tym projekcie, staramy się

przenieść do architektury
sposób, który umożliwi

dostarczenie powietrza
do budynku w podobny sposób.

Tu widać wczesne badania bloków,

przez które przechodzą te otwory,

tutaj przed zastosowaniem termo-bimetalu,

i po zastosowaniu bimetalu.

Na powierzchni widać czerwone strzałki.

Po lewej, kiedy jest zimno,
termo-bimetal jest płaski,

więc będzie zapobiegał przechodzeniu
powietrza przez bloki.

Po prawej termo-bimetal zakrzywia się,

pozwalając powietrzu swobodnie przepływać.

Pracuję nad tymi dwoma składnikami.

Jak widzicie sami,
to duża różnica,

bo powietrze może
przedostawać się przez ściany,

bez konieczności otwierania okna.

Chciałabym, żebyście zachowali w pamięci

ten projekt czy ten rodzaj pracy
i wykorzystanie inteligentnych materiałów.

Gdy się zmęczysz otwieraniem
i zamykaniem żaluzji,

lub kiedy jesteś na wakacjach

i nie masz nikogo, kto w weekendy
mógłby się tym zająć,

albo kiedy jest przerwa w dostawie prądu,

te termo-bimetale

wciąż będą pracować sprawnie, wydajnie

i bez końca. Dziękuję. (Brawa)

(Brawa)