Дорис Ким Сун: Металл, который дышит

Современные здания с окнами от пола до потолка открывают прекрасные виды, но они требуют много энергии для охлаждения. Дорис Ким Сун работает с термо-биметаллами, умными материалами, которые действуют подобно человеческой коже, динамично, быстро реагируя, могут защитить пространство от солнца и самостоятельно проветривать.

Я была одним из тех детей, которые,
оказавшись в машине,

сразу же открывали окно.

Обычно [в машине] было слишком жарко,
слишком душно или слишком пахло,

а мой отец не разрешал нам включать кондиционер.

Он говорил, что от этого мотор перегреется.

Возможно, вы помните,

какими были в то время машины:

перегрев был обычной проблемой.

Но это также было сигналом к тому,
что нужно ограничивать использование,

или чрезмерное использование,
энергопотребляющих устройств.

Теперь всё изменилось.
На машине можно объехать всю страну.

Всю дорогу кондиционер обдувает нас,

и при этом перегрева больше нет.

Поэтому нет больше сигнала,
призывающего нас остановиться.

Здорово? Подобные проблемы
есть и со зданиями.

В прошлом, ещё до изобретения кондиционеров,
[у зданий] были толстые стены.

Толстые стены — это прекрасная изоляция.
Они поддерживают в помещении

прохладу летом и тепло зимой.

Ещё раньше были маленькие окна,
что тоже было хорошо,

потому что ограничивало теплообмен

между помещением и окружающей средой.

Где-то в 1930-х гг., с появлением листового стекла,

прокатной стали и массового производства,

мы смогли делать окна от пола до потолка
с неограниченным обзором,

и тогда нам пришлось безвозвратно перейти

к механическому кондиционированию для
охлаждения нагретых солнцем пространств.

Со временем, здания становились всё выше и больше,

а наше инженерно-строительное искусство —
всё лучше, так что механические системы

были массивными. Они требовали
огромного количества энергии

и выделяли много тепла в атмосферу.

Некоторые из вас понимают
эффект локального перегрева в городах,

когда в городских районах гораздо теплее,

чем в близлежащей сельской местности.

Ещё существует такая проблема:
когда отключают электроэнергию,

мы не можем открыть окно, поэтому

здания остаются непригодными
для жилья и свободными до тех пор,

пока система кондиционирования воздуха
опять не заработает.

Ещё хуже, мы не сможем достигнуть
нашего намерения сделать здания

ближе к состоянию с нулевой энергией

только лишь путём создания
более эффективных механических систем.

Нам нужно искать чего-то другого,
а мы зациклились на одном.

Так что же нужно сделать?
Как нам вытащить себя и выбраться

из этой ямы, которую мы сами и выкопали?

Если обратиться к биологии —
а многие из вас вероятно не знают,

что я специализировалась на биологии до того,
как стала заниматься архитектурой, —

человеческая кожа является органом,
который естественным образом регулирует

температуру тела,
и это поистине фантастично.

Это первая линия защиты тела.

У неё есть поры, потовые железы
и все эти приспособления,

которые работают вместе
очень динамично и весьма эффективно,

так что я предлагаю
сделать оболочку наших зданий

более похожей на человеческую кожу,

что позволит оболочке быть более динамичной,
быстрее реагировать на изменения

и меняться в зависимости от того,
где она расположена.

Это возвращает меня к моему исследованию.

Первым делом я предложила
присмотреться к другому материалу.

В настоящее время я работаю
с умными материалами,

умным термо-биметаллом.

Во-первых, я считаю его умным,
потому что он не требует

контроля и не потребляет энергию,

а это немаловажно в архитектуре.

Что это? Это многослойный материал
из двух различных металлов.

Это видно из различных отражений на сторонах.

А так как у него два различных коэффициента расширения,

то при нагревании одна сторона
расширяется быстрее, чем другая,

и в результате получается
закручивающееся движение.

В ранних прототипах я строила
эти поверхности, чтобы попытаться увидеть,

как это закручивание будет реагировать
на температуру и, возможно, позволит

воздуху проходить через систему.

В других прототипах я делала поверхности,

где множественность этих полосок может привести

к ещё большему движению при нагревании.

Сейчас эта инсталляция находится
в галерее Материалов и Практических приложений

в Сильвер-Лейк, совсем рядом.
Она будет там до августа,
так что можете посмотреть, если хотите.

Она называется «Цветок»,
и её поверхность полностью сделана

из термо-биметалла;
её предназначение — этот навес,

который делает две вещи. Во-первых,
это светозащитное устройство, так что

при нагревании поверхности солнцем
оно ограничивает количество
проходящих солнечных лучей,

а в других областях —
это система вентиляции,

так что горячий воздух,
захваченный внизу устройства,

может проходить и выходить наружу
при необходимости.

При замедленной съёмке видно,
что по мере движения

солнца по поверхности,
а также по навесу,

каждая из составляющих
движется индивидуально.

Учтите, что при современном
уровне цифровых технологий

эта штука была сделана из 14 000 кусочков,

и среди них нет двух одинаковых.
Каждый индивидуален.

И самое замечательное в этом —
тот факт, что мы можем отрегулировать

каждую часть так, чтобы она конкретно
соответствовала своему местоположению,

углу солнца, а также тому,
как закручивается это устройство.

Эта попытка проекта

имеет множество последствий

для будущего воплощения в архитектуре,

а в данном случае вы видите дом,

это для застройщика из Китая,

и по сути —
это четырёхэтажная стеклянная коробка.

Стеклянная коробка по-прежнему там,
нам это нужно для наглядности,

но теперь она покрыта
этим слоем термо-биметалла;

это экран, который покрывает полностью,
и этот слой может

открываться и закрываться
по мере движения солнца по его поверхности.

Дополнительно, он может также
закрывать различные зоны,

разделяя общественные и частные

в течение разного времени дня.

Это подразумевает, что нам больше не нужны

в домах занавески, жалюзи или шторы,

потому что мы можем
покрыть здание этим [устройством],

а также контролировать степень
кондиционирования воздуха, которая
нам нужна внутри здания.

Ещё я пытаюсь разработать
строительные компоненты для рынка.

Здесь вы видите типичную оконную панель

с двойным остеклением, и в этой панели,

между двумя листами стекла,
этим двойным остеклением,

я работаю над созданием

системы термо-биметалла,

так что когда солнце нагревает наружный слой

и эту внутреннюю полость, то термо-биметалл

начнёт закручиваться

и блокировать солнце

в определённых зонах здания,

или во всем [здании], при необходимости.

Можете представить, что даже в данном применении,

в небоскрёбе, где панельные системы расположены

от этажа до этажа,
вплоть до 30, 40 этажа, всю поверхность

можно различить в различное время дня,

в зависимости от того, как движется
солнце по поверхности и нагревает её.

А это — самые последние исследования,
над которыми я работаю прямо сейчас.

Вот они на панелях, можете видеть,

в нижнем правом углу, красные,

это небольшие кусочки термометалла,

и мы пытаемся сделать так, чтобы они
двигались как маленькие жгутики или реснички.

Это последний проект также состоит из компонентов.

Здесь влияние оказал — если вы заметили,

одной из моих сфер влияния
является биология — кузнечик.

У кузнечиков другой тип
дыхательной системы.

Они дышат через дырочки на сторонах дыхальцев,

они вбирают воздух, и он движется
по их системе, чтобы охладить её.

В этом проекте я пытаюсь понять, как можно

применить это в архитектуре, как можно

вбирать воздух через дырочки в сторонах здания.

Здесь вы можете видеть
некоторые из ранних моделей блоков,

где дырочки проходят насквозь,

это ещё до применения термо-биметалла,

а это — после применения биметалла.
Извините, это довольно тяжело рассмотреть,

но на поверхности видно эти красные стрелочки.

Слева показано состояние, когда холодно,
и термо-биметалл лежит плотно,

чтобы ограничить доступ воздуха в блоки,

а справа термо-биметалл закручивается

и позволяет воздуху проходить внутрь,
и это два различных компонента,

над которыми я сейчас работаю; и, опять-таки,

это совершенно другая вещь,
потому что можно представить,

что воздух может проходить сквозь стены,

а не через открытые окна.

Напоследок хочу оставить вам
впечатление о проекте,

этом типе работы и применении умных материалов.

Когда вы устали постоянно
открывать и закрывать шторы,

когда вы на каникулах,

а на выходных нет никого,
кто бы включал и выключал управление,

или когда произошло отключение электроэнергии,

а у вас нет других источников, то эти термо-биметаллы

будут трудиться без отдыха, эффективно

и бесконечно. Благодарю. (Аплодисменты)

(Аплодисменты)