Metal that breathes | Doris Kim Sung

153,509 views ・ 2012-10-25

TED


Будь ласка, двічі клацніть на англійські субтитри нижче, щоб відтворити відео.

00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast
0
0
7000
Перекладач: Ivan lappo Утверджено: Irina Strelnikova
00:15
I was one of those kids that, every time I got in the car,
1
15997
3351
Я була однією з тих дітей, які, потрапляючи в машину,
00:19
I basically had to roll down the window.
2
19348
2943
щоразу були змушені опускати вікно.
00:22
It was usually too hot, too stuffy or just too smelly,
3
22291
4212
Зазвичай всередині було занадто гаряче, задушливо, або ж просто тхнуло,
00:26
and my father would not let us use the air conditioner.
4
26503
2354
а мій батько ніколи не дозволяв використовувати кондиціонер.
00:28
He said that it would overheat the engine.
5
28857
2757
Він виправдовувався, що це може перегріти двигун.
00:31
And you might remember, some of you,
6
31614
1648
І ви можливо пригадуєте, дехто з вас,
00:33
how the cars were back then, and it was
7
33262
1900
якими були машини тоді, і вони всі
00:35
a common problem of overheating.
8
35162
2366
мали загальну проблему перегрівання.
00:37
But it was also the signal that capped the use,
9
37528
4020
Але це також стало сигналом, який обмежив використання
00:41
or overuse, of energy-consuming devices.
10
41548
4422
або перевикористання енергозатратних приладів.
00:45
Things have changed now. We have cars that we take across country.
11
45970
3039
Зараз усе змінилося. Наші автомобілі допомагають нам перетинати країну.
00:49
We blast the air conditioning the entire way,
12
49009
3161
І ми використовуємо кондиціонери протягом усього шляху,
00:52
and we never experience overheating.
13
52170
1576
але ніколи не стикаємося з перегрівом.
00:53
So there's no more signal for us to tell us to stop.
14
53746
2987
Отже, не маємо причин зупинятися.
00:56
Great, right? Well, we have similar problems in buildings.
15
56733
5618
Чудово, чи не так? У нас схожі проблеми з будівлями.
01:02
In the past, before air conditioning, we had thick walls.
16
62351
3466
У минулому, до появи кондиціонерів, у нас були товсті стіни.
01:05
The thick walls are great for insulation. It keeps the interior
17
65817
2679
Товсті стіни чудово ізолюють. Вони зберігають прохолоду
01:08
very cool during the summertime, and warm during the wintertime,
18
68496
3518
влітку і утримують тепло взимку,
01:12
and the small windows were also very good because
19
72014
2400
і маленькі вікна були також дуже хорошими, тому що
01:14
it limited the amount of temperature transfer
20
74414
2591
вони зменшували теплообмін.
01:17
between the interior and exterior.
21
77005
2467
між зовнішнім та внутрішнім середовищем.
01:19
Then in about the 1930s, with the advent of plate glass,
22
79472
3872
Потім, у 1930-тих роках, коли винайшли плиткове скло,
01:23
rolled steel and mass production, we were able
23
83344
3396
прокат сталі і масове виробництво, ми отримали змогу
01:26
to make floor-to-ceiling windows and unobstructed views,
24
86740
3450
робити вікна від підлоги до стелі і мати поле зору без перешкод,
01:30
and with that came the irreversible reliance on
25
90190
3726
але з цим прийшла незворотня залежність від
01:33
mechanical air conditioning to cool our solar-heated spaces.
26
93916
6581
механічного кондиціонування повітря, щоб охолодити нагрітий сонцем простір.
01:40
Over time, the buildings got taller and bigger,
27
100497
3104
З часом будинки ставали вищими й більшими,
01:43
our engineering even better, so that the mechanical systems
28
103601
2641
наші інженерні навички покращувалися, тому технічні системи
01:46
were massive. They require a huge amount of energy.
29
106242
3874
стали дуже масивними. Вони вимагають великої кількості енергії.
01:50
They give off a lot of heat into the atmosphere,
30
110116
2759
Вони віддають багато тепла в атмосферу,
01:52
and for some of you may understand the heat island effect
31
112875
3200
і дехто з вас розуміє ефект теплових островів
01:56
in cities, where the urban areas are much more warm
32
116075
3510
в містах, де населені місцевості є набагато теплішими
01:59
than the adjacent rural areas,
33
119585
2950
за сусідні сільські райони,
02:02
but we also have problems that, when we lose power,
34
122535
3254
але проблема також у тому, що коли ми втрачаємо енергію,
02:05
we can't open a window here, and so
35
125789
2761
ми не можемо відчинити вікно,
02:08
the buildings are uninhabitable and have to be made vacant
36
128550
2814
отож будинки залишаються ненаселеними доти,
02:11
until that air conditioning system can start up again.
37
131364
3648
доки системи кондиціювання не запрацюють.
02:15
Even worse, with our intention of trying to make buildings
38
135012
4055
Навіть гірше, маючи намір модифікувати будинки
02:19
move towards a net-zero energy state, we can't do it
39
139067
4985
до нульового рівня споживання енергії, ми не можемо зробити цього,
02:24
just by making mechanical systems more and more efficient.
40
144052
2367
просто роблячи технічні системи більш раціональними.
02:26
We need to look for something else, and we've gotten ourselves a little bit into a rut.
41
146419
3778
Ми повинні знайти інші можливості.
02:30
So what do we do here? How do we pull ourselves and dig us
42
150197
4251
Отож, що ми робимо? Як ми витягнемо себе
02:34
out of this hole that we've dug?
43
154448
2851
з ями, яку самі й викопали?
02:37
If we look at biology, and many of you probably don't know,
44
157299
2909
Погляньмо на біологію - можливо, багато хто з вас не знає,
02:40
I was a biology major before I went into architecture,
45
160208
3656
що я була біологом до того, як стати архітектором,
02:43
the human skin is the organ that naturally regulates
46
163864
4389
людська шкіра - це орган, який природньо регулює
02:48
the temperature in the body, and it's a fantastic thing.
47
168253
3436
температуру тіла - і це фантастична властивість.
02:51
That's the first line of defense for the body.
48
171689
2615
Це перша лінія оборони нашого тіла.
02:54
It has pores, it has sweat glands, it has all these things
49
174304
3209
Вона має пори, потові залози та інші органи,
02:57
that work together very dynamically and very efficiently,
50
177513
3418
які працюють разом дуже динамічно і ефективно.
03:00
and so what I propose is that our building skins
51
180931
2504
Отож я пропоную зробити покриття наших домівок
03:03
should be more similar to human skin,
52
183435
3649
більш схожим до людської шкіри,
03:07
and by doing so can be much more dynamic, responsive
53
187084
4112
і, таким чином, більш динамічним, чутливим
03:11
and differentiated, depending on where it is.
54
191196
3256
та диференційованим, в залежності від розташування.
03:14
And this gets me back to my research.
55
194452
1933
І це повертає мене до мого дослідження.
03:16
What I proposed first doing is looking at a different material palette to do that.
56
196385
5310
Спочатку я запропонувала знайти іншу палітру матеріалів, щоб зробити це.
03:21
I presently, or currently, work with smart materials,
57
201695
2911
Зараз я працюю з розумними матеріалами
03:24
and a smart thermo-bimetal.
58
204606
1719
і розумним термо-біметалом.
03:26
First of all, I guess we call it smart because it requires
59
206325
2912
Перш за все, я гадаю, ми називаємо його "розумним" через те,
03:29
no controls and it requires no energy,
60
209237
2730
що він не вимагає контролю та енергії,
03:31
and that's a very big deal for architecture.
61
211967
2663
а це саме те, що так важливо для архітектури.
03:34
What it is, it's a lamination of two different metals together.
62
214630
2814
Що це? Це нашарування двох різних металів.
03:37
You can see that here by the different reflection on this side.
63
217444
3874
Як бачите, на цій стороні відрізняється відображення.
03:41
And because it has two different coefficients of expansion,
64
221318
3475
І оскільки він має 2 різні коефіціенти розширення,
03:44
when heated, one side will expand faster than the other
65
224793
3297
то, нагріваючись, одна сторона розширюється швидше за іншу,
03:48
and result in a curling action.
66
228090
3537
що викликає згинання.
03:51
So in early prototypes I built these surfaces to try to see
67
231627
3706
У ранніх прототипах я побудувала ці поверхні, щоб побачити,
03:55
how the curl would react to temperature and possibly allow
68
235333
4193
як згинання залежатиме від температури і, можливо, дозволить
03:59
air to ventilate through the system,
69
239526
3105
системі вентилювати повітря.
04:02
and in other prototypes did surfaces where the multiplicity
70
242631
3229
В інших прототипах я зробила поверхні, де комбінація
04:05
of having these strips together can try to make
71
245860
2481
цих трьох смуг може спровокувати
04:08
bigger movement happen when also heated,
72
248341
4074
більш виражений рух внаслідок нагрівання,
04:12
and currently have this installation at the Materials & Applications gallery
73
252415
4064
і зараз ці матеріали виставлені у галереї "Матеріали та прикладні застосування"
04:16
in Silver Lake, close by, and it's there until August, if you want to see it.
74
256479
3486
у Сілвер-лейк, і вони будуть там аж до серпня, якщо ви хочете побачити їх.
04:19
It's called "Bloom," and the surface is made completely
75
259965
2898
Це зветься "Bloom", уся поверхня зроблена
04:22
out of thermo-bimetal, and its intention is to make this canopy
76
262863
4040
з термо-біметалу, і його призначення - утворити купол,
04:26
that does two things. One, it's a sun-shading device, so that
77
266903
3817
який виконує дві функції. Перша - це сонцезахисний пристрій, який,
04:30
when the sun hits the surface, it constricts the amount of sun passing through,
78
270720
4010
коли сонце нагріває поверхню, зменшує кількість падаючого світла,
04:34
and in other areas, it's a ventilating system,
79
274730
3369
а інше застосування - система вентиляції.
04:38
so that hot, trapped air underneath can actually
80
278099
2153
Таким чином, замкнене всередині повітря може
04:40
move through and out when necessary.
81
280252
3878
вийти, коли це необхідно.
04:44
You can see here in this time-lapse video that the sun,
82
284130
4131
Як бачите на прискореному відео, сонце,
04:48
as it moves across the surface, as well as the shade,
83
288261
2746
освітлюючи поверхню, змушує кожну плитку рухатись індивідуально,
04:51
each of the tiles moves individually.
84
291007
2476
створюючи тінь під ними.
04:53
Keep in mind, with the digital technology that we have today,
85
293483
2512
Майте на увазі, що з сучасними цифровими технологіями
04:55
this thing was made out of about 14,000 pieces
86
295995
3013
ця річ була створена приблизно з 14,000 фрагментів,
04:59
and there's no two pieces alike at all. Every single one is different.
87
299008
4729
і серед них немає двох однакових. Кожен з них унікальний.
05:03
And the great thing with that is the fact that we can calibrate
88
303737
2512
Чудово, що ми можемо калібрувати
05:06
each one to be very, very specific to its location,
89
306249
3999
кожного з них, щоб він виконував специфічну функцію для свого розташування,
05:10
to the angle of the sun, and also how the thing actually curls.
90
310248
4946
відповідно до кута сонця, і ступеня викривлення.
05:15
So this kind of proof of concept project
91
315194
2806
Таким чином, цей пілотний проект
05:18
has a lot of implications
92
318000
1964
має низку застосувань
05:19
to actual future application in architecture,
93
319964
3700
в архітектурі майбутнього,
05:23
and in this case, here you see a house,
94
323664
2505
і в цьому випадку перед вами дім
05:26
that's for a developer in China,
95
326169
2433
для китайського забудовника,
05:28
and it's actually a four-story glass box.
96
328602
2744
це чотириповерхова скляна коробка.
05:31
It's still with that glass box because we still want that visual access,
97
331346
3837
Він також має скляні поверхні, бо ми хочемо мати візуальну доступність,
05:35
but now it's sheathed with this thermo-bimetal layer,
98
335183
3882
але він вкритий шаром термо-біметалу,
05:39
it's a screen that goes around it, and that layer can actually
99
339065
2465
це екран, який огортає будівлю, і цей шар може
05:41
open and close as that sun moves around on that surface.
100
341530
4028
відкриватися і закриватися згідно з рухом сонця.
05:45
In addition to that, it can also screen areas for privacy,
101
345558
4562
Крім цього, він може прикривати приватні приміщення,
05:50
so that it can differentiate from some of the public areas
102
350120
2296
відокремлюючи деякі громадські місця
05:52
in the space during different times of day.
103
352416
2592
відповідно до різних часових періодів дня.
05:55
And what it basically implies is that, in houses now,
104
355008
3263
І по суті це означає, що у домівках
05:58
we don't need drapes or shutters or blinds anymore
105
358271
3417
ми більше не будемо потребувати жалюзі або штор,
06:01
because we can sheath the building with these things,
106
361688
2167
тому що ми зможемо прикрити будівлю цими матеріалами,
06:03
as well as control the amount of air conditioning you need inside that building.
107
363855
5567
і разом з тим контролювати кількість повітря для кондиціювання.
06:09
I'm also looking at trying to develop some building components for the market,
108
369422
3389
Я також шукаю можливості розробити будівельні компоненти для ринку,
06:12
and so here you see a pretty typical
109
372811
2489
і тут ви бачите досить звичайну
06:15
double-glazed window panel, and in that panel,
110
375300
4731
панель з подвійного скла, і в цій панелі,
06:20
between those two pieces of glass, that double-glazing,
111
380031
2927
між двома шматками скла,
06:22
I'm trying to work on making
112
382958
2177
я намагаюсь розробити
06:25
a thermo-bimetal pattern system
113
385135
2069
термо-біметалічну систему.
06:27
so that when the sun hits that outside layer
114
387204
2672
Отже, коли сонце освітлює зовнішній шар
06:29
and heats that interior cavity, that thermo-bimetal
115
389876
4644
і нагріває внутрішню порожнину, термо-біметалічна складова
06:34
will begin to curl, and what actually will happen then
116
394520
2776
буде викривлятися і почне
06:37
is it'll start to block out the sun
117
397296
2303
блокувати сонячне світло
06:39
in certain areas of the building,
118
399599
1874
у визначених частинах будинку,
06:41
and totally, if necessary.
119
401473
1941
або усюди, якщо необхідно.
06:43
And so you can imagine, even in this application, that
120
403414
2508
Отож уявіть собі - навіть для цього застосування,
06:45
in a high-rise building where the panel systems go
121
405922
2677
у багатоповерховій будівлі, де панелі займають всю площу від підлоги до стелі
06:48
from floor to floor up to 30, 40 floors, the entire surface
122
408599
4767
на висоті аж до 30 або 40 поверхів, уся поверхня
06:53
could be differentiated at different times of day
123
413366
2190
може бути диференційованою для різних періодів доби
06:55
depending on how that sun moves across and hits that surface.
124
415556
5459
залежно від того, як сонце освітлює поверхню.
07:01
And these are some later studies that I'm working on
125
421015
2819
Також тут представлені пізніші дослідження, над якими я працюю,
07:03
right now that are on the boards, where you can see,
126
423834
2264
зараз вони на стендах, де ви можете бачити
07:06
in the bottom right-hand corner, with the red, it's actually
127
426098
3341
у нижньому правому кутку
07:09
smaller pieces of thermometal, and it's actually going to,
128
429439
2278
менші шматочки термометалу, що їх ми намагаємося змусити
07:11
we're trying to make it move like cilia or eyelashes.
129
431717
5246
рухатись, як вії на повіках.
07:16
This last project is also of components.
130
436963
2482
Цей останній проект також стосується компонентів.
07:19
The influence -- and if you have noticed, one of my
131
439445
3857
Він розроблений (як ви могли помітити, однією з моїх сфер інтересів є біологія),
07:23
spheres of influence is biology -- is from a grasshopper.
132
443302
3576
під впливом коника.
07:26
And grasshoppers have a different kind of breathing system.
133
446878
2607
Коники мають унікальну дихальну систему.
07:29
They breathe through holes in their sides called spiracles,
134
449485
3402
Вони дихають через отвори в тілі, які називаються дихальцями,
07:32
and they bring the air through and it moves through their system to cool them down,
135
452887
3490
і їхнє тіло використовує повітря для охолодження.
07:36
and so in this project, I'm trying to look at how we can
136
456377
3382
У цьому проекті я намагаюсь зрозуміти, як ми можемо
07:39
consider that in architecture too, how we can bring
137
459759
2182
застосувати це і в архітектурі, як ми можемо
07:41
air through holes in the sides of a building.
138
461941
2666
направити повітря через отвори у будівлі.
07:44
And so you see here some early studies of blocks,
139
464607
2973
Ось деякі ранні розробки блоків,
07:47
where those holes are actually coming through,
140
467580
2513
які мають наскрізні отвори,
07:50
and this is before the thermo-bimetal is applied,
141
470093
3720
і це - до застосування термо-біометалу,
07:53
and this is after the bimetal is applied. Sorry, it's a little
142
473813
2699
а це - після. Вибачте, це трохи складно
07:56
hard to see, but on the surfaces, you can see these red arrows.
143
476512
3208
побачити, але на поверхні є червоні стрілочки.
07:59
On the left, it's when it's cold and the thermo-bimetal
144
479720
3178
Ліворуч зображено, як термо-біметал в умовах холоду
08:02
is flat so it will constrict air from passing through the blocks,
145
482898
3602
стає пласким, і не дає повітрю проходити через блок,
08:06
and on the right, the thermo-bimetal curls
146
486500
2040
праворуч - термо-біометал викривляється,
08:08
and allows that air to pass through, so those are two different
147
488540
3546
і дозволяє повітрю проходити. Отже, це два різні
08:12
components that I'm working on, and again,
148
492086
1816
компоненти, над якими я працюю, і ще раз -
08:13
it's a completely different thing, because you can imagine
149
493902
2312
це зовсім інша річ - тому що ви можете уявити,
08:16
that air could potentially be coming through the walls
150
496214
2727
як повітря може проходити крізь стіни,
08:18
instead of opening windows.
151
498941
2881
замість того щоб відчиняти вікна.
08:21
So I want to leave you with one last impression about
152
501822
2688
Я хочу поділитися з вами ще одним враженням про
08:24
the project, or this kind of work and using smart materials.
153
504510
4380
цей проект або про загальний підхід до використання розумних матеріалів.
08:28
When you're tired of opening and closing those blinds
154
508890
3180
Коли ви стомились відчиняти й зачиняти жалюзі
08:32
day after day, when you're on vacation
155
512070
2993
день у день, коли ви у відпустці,
08:35
and there's no one there on the weekends to be turning off and on the controls,
156
515063
4039
і більше нікого немає, хто міг би вмикати і вимикати прилади,
08:39
or when there's a power outage, and you have
157
519102
2355
або якщо відключили струм, коли ви
08:41
no electricity to rely on, these thermo-bimetals
158
521457
3021
не маєте електроенергії, ці термо-біметали
08:44
will still be working tirelessly, efficiently
159
524478
3998
будуть працювати невтомно, продуктивно,
08:48
and endlessly. Thank you. (Applause)
160
528476
3306
та без зупинки. Дякую вам. (Оплески)
08:51
(Applause)
161
531782
2792
(Оплески)
Про цей сайт

Цей сайт познайомить вас з відеороликами YouTube, корисними для вивчення англійської мови. Ви побачите уроки англійської мови, які проводять першокласні викладачі з усього світу. Двічі клацніть на англійських субтитрах, що відображаються на кожній сторінці відео, щоб відтворити відео з цієї сторінки. Субтитри прокручуються синхронно з відтворенням відео. Якщо у вас є коментарі або побажання, будь ласка, зв'яжіться з нами за допомогою цієї контактної форми.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7