Nové dynamické fasády budov inspirované mořským životem by mohly snížit účty za energii až o 30 %
Nový, nízkonákladový „optofluidní“ systém navržený výzkumníky z Torontské univerzity, a inspirovaný mořským životem, jako jsou ryby, krabi a krill, by mohl budovám pomoci šetřit energii dynamickou změnou vzhledu jejich exteriéru. Na svých stránkách o tom informuje Torontská univerzita.
Přirovnávat budovy k živým organismům není vůbec přehnané. Mají metabolismus, pokud jde o vnitřní a vnější tok energie, a musí reagovat na měnící se podmínky prostředí, aby si zachovaly pohodlný a dobře fungující interiér.
Zatímco budovy v současné době spoléhají na mechanické systémy, jako je topení a klimatizace, aby udržely příjemnou vnitřní teplotu, mnoho zvířat reguluje přenos energie přímo na povrchu – tedy na kůži.
Budovy jsou také „živé“
Krill – krevetám podobné mořské organismy, kterým se v určitých oblastech oceánu daří ve velkém množství – jsou průhledné, což znamená, že UV světlo může poškodit jejich vnitřní orgány. V reakci na to vyvinuli dynamický systém stínování, pohybující se pigmentové granule v buňkách pod kůží, aby samy ztmavly, když je příliš jasné, a zase zesvětlily, když slunce slábne.
Budovy mají také „kůži“, kterou tvoří jejich vnější fasády a okna. Ale dnes jsou tyto vnější vrstvy většinou statické a neměnné. V důsledku toho je množství světla a tepla přicházejícího do budovy často příliš vysoké nebo příliš nízké, což nutí systémy vytápění, chlazení a osvětlení pracovat více, než by jinak musely.
Existuje však způsob jak je přinutit fungovat jako mořský živočich. V článku zveřejněném v odborném časopisu Nature Communications popisuje výzkumný tým nové paradigma, které tato omezení překonává. Prototyp optofluidních článků se skládá z vrstvy minerálního oleje o tloušťce přibližně jeden milimetr, vložené mezi dvě průhledné plastové fólie, vyvinuté Charliem Katryczem, kandidátem na doktorát v oboru materiálové vědy a inženýrství.
Jak to vlastně funguje?
Prostřednictvím trubice připojené ke středu článku mohou vědci vstříknout malé množství vody obsahující pigment nebo barvivo. Vstřikování této tekutiny vytváří barevný květ, který lze ovládat pomocí digitálního čerpadla, které běží v obou směrech. Přidáním většího množství vody se květ zvětší, zatímco jeho odstraněním se zmenší. Stejně tak jeho tvar je ovlivněn řízeným průtokem čerpadla.
Tento systém by mohl snížit spotřebu energie na vytápění, chlazení a osvětlení až o 30 %. Hlavním důvodem je mnohem lepší kontrola nad rozsahem a načasováním slunečního stínění. Systém v podstatě otevírá a zavírá stovky malých žaluzií na různých místech a v různých časech napříč fasádou. Toho všeho se dá dosáhnout jednoduchým, škálovatelným a levným průtokem tekutin.
Tým také spekuluje o uměleckých možnostech. Velká pole buněk by mohla fungovat jako pixely a vytvářet optofluidní displeje schopné produkovat umělecká díla. Ve svých modelech tým dokonce simuloval snímky Alberta Einsteina a Marilyn Monroe.
Zdroj: Torontská univerzita