Doris Kim Sung: Metall, das atmet

Ich war eines dieser Kinder, das immer das Fenster runterlassen musste, sobald es im Auto saß. Es war meistens zu heiß, zu stickig oder es hat gestunken und mein Vater ließ uns nicht die Klimaanlage benutzen. Er sagte, dass das den Motor überhitzen würde. Einige von euch erinnern sich bestimmt, wie die Autos damals waren und dass es häufig Überhitzungsprobleme gab. Aber es war auch das Signal dafür, die Verwendung oder den zu häufigen Gebrauch von energieverbrauchenden Geräten einzuschränken.

Doch inzwischen hat sich einiges verändert. Es gibt Autos, mit denen wir übers Land fahren. Wir benutzen die Klimaanlage den ganzen Weg und nie überhitzt etwas. Es gibt also kein Signal mehr, das uns sagt, wann wir aufhören sollen.

Toll, oder? Tja, wir haben ähnliche Probleme in Gebäuden. Früher, bevor es Klimatisierung gab, hatten wir dicke Mauern. Dicke Mauern isolieren sehr gut. Im Gebäude ist es sehr kühl im Sommer und warm im Winter und die kleinen Fenster waren auch sehr gut, weil sie den Temperaturaustausch zwischen drinnen und draußen begrenzten. Dann, etwa in den 1930er Jahren, mit der Einführung von Flachglas, Walzstahl und Massenproduktion, konnten wir Fenster herstellen, die vom Boden bis zur Decke reichten und freie Blickfelder schufen und damit kam die unumkehrbare Abhängigkeit von mechanischer Klimatisierung, um unsere sonnenerwärmten Räume zu kühlen. Mit der Zeit wurden die Gebäude höher und größer unsere Technik immer besser, so dass die mechanischen Systeme enorm waren. Sie benötigen große Mengen Energie. Sie heizen die Atmosphäre stark auf und manche von Ihnen können vielleicht den Begriff "Wärmeinsel-Effekt" nachvollziehen, in Städten, wo die städtischen Gebiete deutlich wärmer sind als die angrenzenden ländlichen Gebiete, aber wir haben auch das Problem, dass wir kein Fenster öffnen können, wenn der Strom ausfällt und deshalb werden Gebäude unbewohnbar und müssen leerstehen, bis die Klimaanlage wieder hochfahren kann. Und noch schlimmer, unser Vorhaben, Gebäude in Richtung Null-Energie-Zustand zu bewegen, kann nicht funktionieren, indem wir einfach mechanische Systeme immer effizienter machen. Wir müssen etwas anderes finden, denn wir sind in eine Art Trott verfallen.

Also was machen wir hier? Wie ziehen wir uns aus diesem Loch, das wir gegraben haben? Wenn wir uns in der Biologie umschauen – vielleicht wissen ja einige von Ihnen, dass ich Biologin war, bevor ich zur Architektur gewechselt habe – sehen wir, dass die menschliche Haut das Organ ist, das natürlicherweise die Temperatur im Körper reguliert und das ist wunderbar. Das ist die erste Verteidigungslinie des Körpers. Sie hat Poren, sie hat Schweißdrüsen, sie hat all diese Dinge, die sehr dynamisch und effizient zusammenarbeiten. Deshalb schlage ich vor, dass die von uns gebauten Wände der menschlichen Haut ähnlicher sein sollten und dadurch viel dynamischer, reaktionsfähiger und unterschiedlich sein können, je nachdem, wo sie sind.

Und das bringt mich zurück zu meiner Untersuchung. Ich schlug zuerst vor, dass man sich dafür nach einer anderen Materialpalette umschaut. Ich arbeite derzeit mit intelligenten Werkstoffen und einem intelligenten Thermo-Bimetall. Zuallererst: Ich denke, dass wir es "intelligent" nennen, weil es keine Kontrolle und keine Energie benötigt und das ist sehr wichtig für die Architektur. Es ist eine Schichtung zweier verschiedener Metalle. Sie können das hier an der unterschiedlichen Reflexion auf dieser Seite erkennen. Und weil es zwei verschiedene Ausdehnungskoeffizienten hat, dehnt sich die eine Seite schneller aus als die andere, wenn man es erhitzt, wodurch eine Verbiegung entsteht. In frühen Prototypen habe ich diese Oberfläche gebaut, um zu sehen, wie diese Biegung auf Temperatur reagiert und es Luft erlauben könnte, durch das System zu zirkulieren. Andere Prototypen hatten Oberflächen, bei denen die Vielfalt dieser verbundenen Streifen bei Erhitzung größere Bewegungen möglich machen könnte. Derzeit steht diese Installation in der Materials & Applications Gallery in Silver Lake, wo sie noch bis August ausgestellt wird. Die Installation heißt "Bloom" und die Oberfläche besteht vollständig aus Thermo-Bimetall und ihr Zweck ist, diesen Baldachin zu errichten, der zwei Dinge kann. Einerseits ist er ein Sonnendach, das das einfallende Sonnenlicht einschränkt und in anderen Bereichen ist er ein Ventilationssystem, damit heiße, eingeschlossene Luft hindurch nach draußen gelangen kann.

Sie können in diesem Zeitraffer-Video sehen, dass während sowohl die Sonne als auch der Schatten sich über die Oberfläche bewegen, sich jede einzelne dieser Platten unabhängig voneinander bewegt. Bedenken Sie, dass dieses Gebilde mit der heutigen digitalen Technologie aus ungefähr 14.000 Einzelteilen gemacht wurde und keines der Teile gibt es doppelt. Sie sind alle unterschiedlich. Und das Tolle daran ist, dass wir jedes Einzelne so kalibrieren können, dass es auf seinen Einsatzort abgestimmt ist, dass es auf den Einfallswinkel der Sonne abgestimmt ist und auch wie es sich verbiegt.

Diese Machbarkeitsstudie erlaubt uns viele logische Schlussfolgerungen bezüglich künftiger Anwendungen in der Architektur und in diesem Fall hier können Sie ein Haus sehen, das für einen Bauträger in China ist, es ist eigentlich eine vierstöckige Glas-Box. Wir verwenden immer noch so viel Glas, weil wir visuellen Zugang erlauben möchten, aber jetzt ist es mit dieser Thermo- Bimetall-Schicht ummantelt, es ist eine Sichtblende, die um das Haus geht, und diese Schicht kann sich öffnen und schließen, während sich die Sonne über die Oberfläche bewegt. Zusätzlich kann es für die Privatsphäre auch einzelne Bereiche abschirmen, sodass es sich zu bestimmten Tageszeiten von den öffentlichen Bereichen abgrenzen kann. Prinzipiell zeigt uns dies, dass wir keine Vorhänge, Rollläden oder Jalousien mehr brauchen, weil wir das Gebäude mit diesen Teilen ummanteln können, genau wie wir damit auch die benötigte Klimatisierung im Gebäude kontrollieren können.

Ich versuche, auch Bauteile für den Markt zu entwickeln und hier sehen Sie ein ziemlich normales, doppelt verglastes Fenster, und in diesem Fenster versuche ich eine Thermo-Bimetall-Struktur zwischen den beiden Glasteilen in dieser Doppelverglasung einzubauen, sodass wenn die Sonne auf die äußere Schicht trifft und den Hohlraum aufheizt, das Thermo-Bimetall anfängt sich zu biegen und dann beginnt es, das einfallende Sonnenlicht in bestimmten Bereichen des Gebäudes abzublocken, oder, falls nötig, vollkommen auszusperren. Und so können Sie sich, sogar in dieser Anwendung, vorstellen, dass in einem Hochhaus, in dem dieses Element von Ebene zu Ebene, bis zu 30, 40 Stockwerke geht, die gesamte Oberfläche zu verschiedenen Tageszeiten voneinander abgegrenzt werden könnte, je nachdem, wie sich die Sonne vorbei bewegt und auf die Oberfläche trifft.

Und das hier sind einige neuere Studien, an denen ich arbeite, die Sie jetzt hier auf den Tafeln sehen können. In der rechten unteren Ecke, in rot, sehen Sie kleinere Teile Thermometall und nun wird versucht, sie dazu zu bringen, sich wie Wimpern zu bewegen.

Dieses letzte Projekt besteht auch aus Bauteilen. Die Idee – und falls Sie es bemerkt haben, ein Gebiet, das mir viele Ideen gibt, ist die Biologie – stammt von einem Grashüpfer. Und Grashüpfer haben ein anderes Atemsystem. Sie atmen durch Löcher in ihren Flanken, die Atemlöcher genannt werden, und durch diese kommt die Luft und sie bewegt sich durch ihren Körper, um sie zu kühlen, also in diesem Projekt, versuche ich herauszufinden, wie wir das in der Architektur berücksichtigen können, wie wir Luft durch Löcher in den Seiten von Gebäuden hereinbringen können. Und hier sehen Sie einige frühe Studien von Blöcken, wo diese Löcher tatsächlich durchdringen und das war vor dem Einsatz des Thermo-Bimetalls, und so sieht es aus, nachdem das Bimetall verwendet wurde. Entschuldigung, es ist nicht so gut zu erkennen, aber auf den Oberflächen können Sie diese roten Pfeile sehen. So wie links sieht es aus, wenn es kalt ist und das Thermo-Bimetall gerade ist, sodass es die Luft daran hindert, durch die Blöcke zu gelangen, und rechts ist das Thermo-Bimetall gebogen und erlaubt der Luft, sich hindurch zu bewegen, also das sind zwei verschiedene Bauteile, an denen ich arbeite und wie gesagt, es sind zwei völlig verschiedene Dinge, denn Sie können sich vorstellen, dass Luft die Möglichkeit hat, durch die Wände zu gelangen, statt ein Fenster zu öffnen.

Also, ich will Sie mit einem letzten Eindruck zurücklassen von dem Projekt, oder dieser Art der Arbeit mit intelligenten Werkstoffen. Wenn Sie es leid sind, Tag für Tag Ihre Vorhänge zu öffnen und zu schließen, wenn SIe im Urlaub sind und niemand da ist, um die Regler an- und auszuschalten, oder wenn Stromausfall ist und Sie keine Elektrizität haben, auf die Sie sich verlassen können, dann werden diese Thermo-Bimetalle trotzdem noch problemlos funktionieren, effizient und endlos. Danke schön. (Applaus) (Applaus)