Ученые создали умный фасад для зданий в виде шишек: зачем это нужно
Вдохновившись сосновыми шишками, ученые из университетов Штутгарта и Фрайбурга создали фасадную систему Solar Gate, которая пассивно адаптируется к погоде и не требует электроэнергии, сообщает TechXplore.
Обычно, чтобы фасады зданий реагировали на погоду, нужны сложные технические приспособления. Новое исследование изучает, как можно использовать реакцию самого материала посредством передового компьютерного проектирования и аддитивного производства.
Команде удалось воспроизвести анизотропную (зависящую от направления) структуру целлюлозы в растительных тканях с помощью стандартных 3D-принтеров. Целлюлоза — природный, доступный и возобновляемый материал, который меняет свои размеры в зависимости от влажности: набухает при высокой и сжимается при низкой. Это называется гигроморфизмом и часто встречается в природе, например, когда раскрываются и закрываются чешуйки у шишек или соцветия у серебристого чертополоха. Ученые использовали это свойство, создав специальные волокна из целлюлозы и напечатав двухслойную конструкцию, похожую на чешуйки сосновой шишки.
Когда влажность высокая, целлюлоза впитывает влагу и увеличивается в размере, из-за чего напечатанные детали скручиваются и раскрываются. А когда влажность низкая, она отдает влагу и сжимается, и детали распрямляются и закрываются. Помимо практического применения, фасад демонстрирует «эстетику движений растений».
Исследователи больше года проверяли, как эта технология затенения работает в реальных условиях. Solar Gate установили на световой люк здания, которое принадлежит университету Фрайбурга. Система помогает поддерживать комфортную температуру внутри. Зимой элементы открываются, чтобы пропускать солнечный свет и нагревать помещение. Летом они закрываются, чтобы солнечных лучей попадало как можно меньше. Эта конструкция работает сама по себе, используя только смену погоды в течение дня и года.
Таким образом, Solar Gate — это энергонезависимая и экономичная альтернатива обычным системам затенения. Поскольку дома потребляют много энергии для отопления, охлаждения и вентиляции, что вносит существенный вклад в мировые выбросы углекислого газа, важно сокращать эти энергозатраты.
Ранее ученые изобрели устройство для рассеивания землетрясений.
