دوريس كيم سونغ: المعدن الذي يتنفس

كنت من هؤلاء الأطفال الذين كلما صعدوا إلى السيارة، يفتحون النافذة. غالبا ما كانت السيارة مرتفعة الحرارة، أو ممتلئة جدا بالأشياء ، أو بها رائحة ما ولم يكن أبي ليسمح لنا بتشغيل مكيف الهواء. كان يقول لنا أن تشغيله سيؤدي إلى ارتفاع حرارة المحرك. ومنا من قد يتذكر، كيف كانت السيارات حينها، وأن ارتفاع حرارة المحرك كانت مشكلة يعاني منها الجميع. لكنها كانت دليلا على محدوية استخدام ، أو الافراط في استخدام الأجهزة المستهلكة للطاقة.

لكن الأمور تغيرت، الآن لدينا سيارات يمكن أن نسافر بها بين البلدان. ننعم فيها طوال الطريق بمكيف الهواء، دون أن نواجه اي ارتفاع في حرارة المحرك. و لا يوجد أي مؤشر يخبرنا بأنه يجب علينا التوقف.

عظيم ، أليس كذلك ؟ حسنا ، لدينا مشاكل مشابهة في البنايات. في الماضي، قبل مكيفات الهواء ، كانت لدينا جدران سميكة . الجدران السميكة جيدة جدا للعزل الحراري. فهي تبقي الداخل باردا في الصيف، و دافئا في الشتاء، و النوافذ الصغيرة كانت أيضا جيدة جدا لأنها تحصر كمية التبادل الحراري بين الداخل و الخارج. بعدها ، وفي حوالي الثلاثينات من القرن الماضي ، ومع اختراع الزجاج السميك، والحديد الصلب ومع الإنتاج المتزايد؛ تمكنا من صنع النوافذ الممتدة من الأرضية إلى السقف، والتي لا تعيق الرؤية وبالتزامن مع هذا، ظهر اعتماد لا رجعة فيه على التكييف الهوائي الميكانيكي لتبريد فضاءاتنا التي أدت الشمس إلى تسخينها مع مرور الوقت، أصبحت البنايات أكثر طولا وأكبر حجما، وهندستنا أفضل بكثير، وكذلك أنظمتنا الميكانيكية أصبحت هائلة.وتحتاج إلى كم هائل من الطاقة. وتطلق الكثير من الحرارة في الجو، ومنكم من يفهم تأثير الجزيرة الحرارية في المدن ، حيث المناطق الحضرية أصبحت دافئة أكثر فأكثر بالمقارنة مع المناطق القروية المجاورة، لكن لدينا بعض المشاكل من قبيل ، انه وحين انقطاع التيارالكهربائي، فاننا لا نستطيع فتح نافذة هنا ، وبالتالي تصبح هذه البنايات غير قابلة للسكن ، ويجب إخلائها حتى يعمل نظام التكييف من جديد. وماهو أسوأ من ذلك، هي نوايانا في محاولة جعل البنايات تتحول نحو مستوى طاقة منعدم، لا يمكننا القيام بذلك بجعل الأنظمة الميكانيكية أكثر فعالية فقط. علينا أن نبحث شيء آخر، فنحن لقد وضعنا أنفسنا في مأزق نوعا ما .

ماذا نفعل هنا ؟ كيف نسحب أنفسنا و نخرج أنفسنا من هذه الحفرة التي حفرناها؟ إذا نظرنا إلى علم الأحياء، و العديد منكم ربما لا يعلمون، أنني حاصلة على الإجازة في علم الأحياء ، قبل أن أتوجه إلى المعمار، فإن الجلد البشري ما هو الا عبارة عن عضو ينظم وبشكل طبيعي درجة الحرارة في الجسم ،و هذا أمر مدهش. فهو أول خط دفاع بالنسبة للجسم. لديه مسام ، لديه غدد عرقية، ولديه كل تلك الأشياء التي تعمل معا بحيوية و فعالية كبيرتين، لدا فقد كان ما اقترحته أن تكون الطبقة السطحية لبناياتنا شبيهة بجلد الإنسان، وبهذا تكون أكثر حيوية ، متجاوبة و مختلفة حسب موقع تواجدها.

وهذا يعود بي إلى موضوع بحثي. ما اقترحت فعله في البداية هو النظر إلى مجموعة من المواد لفعل هذا الأمر. حاليا أقوم بالعمل بمواد ذكية وآلة حرارية ذكية ثنائية المعدن. أولا،أعتقد أننا نسميها بمواد ذكية لأنها لا تتطلب مراقبة ولا تتطلب أية طاقة وهذا أمر جلل بالنسبة للهندسة. إذ يتعلق الأمر بتصفيح معدنين مختلفين معا. يمكنكم رؤية ذلك من خلال الانعكاس المختلف على هذه الجهة. ولأن لديها معاملي توسع مختلفين، فعند تسخينها، فإن احد اطرافها يسخن بشكل أسرع من الآخر مما ينتج عملية شبيهة بالتجعد. لذا فقد أعددت في النماذج الأولية الاولى هذه المسطحات لمحاولة رؤية ردة فعل التجعد نحو الحرارة و تقصي إمكانية السماح بمرور الهواء من خلال النظام، وفي نماذج أخرى وضعت أسطحا بحيث تكون محصلة وجودها معا هو محاولة لاستحداث حركات أكبر عند ارتفاع حرارتها أيضا وحاليا لدينا رواق للمعدات و الآليات و التطبيقات في معرض سيلفر لاك ، القريب من هنا، وهو مفتوح إلى نهاية شهر أغسطس، إذا أردتم أن تلقوا نظرة. وهو مسمى " Bloom" وسطحه مصمم بشكل كامل من قطعة حرارية ثنائية المعدن و الغرض منها صناعة هذه القبة التي تقوم بشيئين اثنين. أولاهما مظلة شمسية تعمل على تقليص كمية الأشعة الشمسية التي تمر إلى الداخل، ومن جهة أخرى، فهي تعمل كنظام للتهوية، حيث أن الهواء الساخن بالداخل يستطيع التحرك و الخروج إذا تطلب الأمر.

يمكنكم أن تروا من خلال هذه الفيديو أنه وبينما تتحرك الشمس عبرالسطح و كذلك الأمر بالنسبة للظل، فإن كل قطعة من قطع البلاط تتحرك بمفردها. عليكم أن تتذكروا دائما، أنه بفضل التكنولوجيا الرقمية التي لدينا الآن، فقد تم صناعة هذا الشيء باستعمال 14،000 قطعة، حيث لا توجد قطعتان تشبهان بعضهما إطلاقا.كل قطعة منها فريدة من نوعها. و الأمر المذهل هنا هو إمكانية تقويم كل منها بطريقة تجعلها متناسبة بشكل خاص بالنسبة لمكانها، مقارنة بزاوية اشعة الشمس الساقطة عليها، والكيفية التي تتجعد بها.

إذا فهذا النوع من المشاريع التي تثبت صحة الفكرة له عدة تداعيات على مستقبل التطبيقات الهندسية، وفي هذه الحالة ، يمكنم أن تروا هذا المنزل، لمُصممٍ في الصين، وهو في الواقع صندوق زجاجي من أربعة طوابق. وهو لا يزال على شكل صندوق زجاجي لأننا نريد ذلك المنفذ البصري لكنه الآن مغلف بهذه الطبقة الحرارية ثنائية المعدن تلتف كطبقة حماية حوله ،وتستطيع هذه الطبقة أن تفتح أو تغلق بحسب حركة الشمس على السطح. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يمكن أيضا لن تخصص بعض المناطق للخصوصية، بحيث يمكن أن تميزها عن بعض الأماكن العامة خلال أوقات مختلفة من اليوم. وما يعنيه هذا يالمقام الأول هو أننا، في البيوت الآن، لم نعد بحاجة إلى الستائر أو الستائر المعدنية أو الأغطية بعد الآن لأنه أصبح بإمكاننا أن نغلف المبنى بهذه الأشياء، وكذلك التحكم في كمية التكييف التي نحتاجها داخل هذا المبنى.

أنا أسعى أيضا في محاولة لتطوير بعض هذه المكونات ليتم تداولها في الأسواق، فهنا نشاهد نموذجاً اعتيادياً للوحة نافذة ذات زجاج مزدوج، وفي هذا الفراغ، بين تلك القطعتين من الزجاج المزدوج، أحاول العمل على انشاء نظام حراري ثنائي المعدن بحيث عندما تضرب الشمس الطبقة الخارجية منه وترفع درجة حرارة هذه التجاويف الداخلية، فإن هذا النظام ثنائي المعدن سوف يبدأ بالتجعد ، وما سيحدث بعد ذلك في الواقع هو انه سوف يبدأ في حجب أشعة الشمس في مناطق معينة من المبنى، أو حتى عن المبنى كاملا عند الضرورة. وهكذا يمكنك أن تتخيل، وحتى في هذا التطبيق، أنه وفي بناية شاهقة حيث نظم للوحات يصعد من طابق إلى أخر حتى يصل إلى 30 و 40 طابقا، فإن كامل السطح يمكنه أن يختلف في اوقات مختلفة من اليوم اعتمادا على الطريقة التي تعبر بها اشعة الشمس وتضرب بها هذا السطح.

وهذه هي بعض الدراسات التي أعمل عليها حاليا، والتي تتمحور حول الالواح، حيث يمكنكم ان تروا في الركن الأيمن السفلي، مع الأحمر، انها فعلا عبارة عن قطع صغيرة من معدن حراري. نحن نحاول أن نجعلها تتحرك مثل الأهداب أو الرموش.

هذا المشروع الأخير هو أيضا من المكونات. التأثير - وإذ لاحظتم، فإن واحدة من هالات التأثير الخاصة بي هي علم الأحياء - وهي مستوحاة من الجندب. فالجنادب لها الجهاز تنفسي من نوع مختلف. انها تتنفس من خلال فتحات في الجانبين تدعى خياشيم حيث أنها تدخل الهواء من خلالها وتحركه داخل نظامها وذلك لتبرد جسمها وهكذا في هذا المشروع، فأنا أحاول أن أنظر في الكيفية التي تمكننا من محاكاة هذه العملية ايضا، كيف يمككنا ان نجعل الهواء يمر من خلال ثقوب موجودة في جوانب البنايات. وهكذا ترى هنا بعض الدراسات المبكرة للكتل، والتي تأتي تلك الثقوب من خلالها في الواقع، وهذا قبل تطبيق المعدن الحراري ثنائي الطبقة، وهذا بعد تطبيق المعدن الحراري ثنائي الطبقة، متأسفة، انه من الصعب قليلا أن نرى، ولكن على السطوح، يمكنك ان ترى هذه السهام الحمراء. إلى اليسار، عندما يكون المعدن الحراري باردا فنراه مسطحا بطريقة تحد من مرور الهواء بين الكتل وإلى اليمين، نرى المعدن وهو يتجعد ويسمح بمرور الهواء، لذا فهذين جزئين مختلفين أقوم بالعمل عليهما، ومجددا، فهذا شيء مختلف تماما، لأنه يمكنك تخيل كيف أن الهواء سوف يأتي من خلال الجدران بدلا من النوافذ المفتوحة.

لذلك أريد أن أترككم مع انطباع أخير عن المشروع، أو هذا النوع من العمل واستخدام المواد الذكية. عندما كنت تتعب من فتح وإغلاق تلك الستائر يوما بعد أخر، عندما تكون في إجازة عطلة نهاية الأسبوع وليس هناك أحد هناك يعمل على إيقاف وتشغيل الضوابط أو عندما يكون هناك انقطاع في الطاقة، ولا تمتلك اية كهرباء تعتمد عليها، فإن هذه المعادن الحرارية ثنائة الطبقة سوف تستمر في العمل دون كلل أو ملل وبكفاءة. شكرا (تصفيق) (تصفيق)