TEDxUSC
Doris Kim Sung: Metal that breathes
Doris Kim Sung: Metal que respira
Filmed:
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Las edificaciones modernas con ventanales que van desde el suelo al techo proporcionan vistas espectaculares, pero requieren una gran cantidad de energía para mantener una temperatura fresca. Doris Kim Sung trabaja con compuestos bimetálicos térmicos, materiales inteligentes que actúan más como la piel humana, de forma dinámica y sensible, y pueden proporcionar sombra a una habitación y autoventilarla.
Doris Kim Sung - Architect
Doris Kim Sung is a biology student turned architect interested in thermo-bimetals, smart materials that respond dynamically to temperature change. Full bio
Doris Kim Sung is a biology student turned architect interested in thermo-bimetals, smart materials that respond dynamically to temperature change. Full bio
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00:16
I was one of those kids that, every time I got in the car,
0
737
3351
Yo era de esas niñas que,
siempre que se subía al auto,
siempre que se subía al auto,
00:19
I basically had to roll down the window.
1
4088
2943
tenía que bajar la ventanilla.
00:22
It was usually too hot, too stuffy or just too smelly,
2
7031
4212
Por lo general estaba muy caliente,
sofocaba o simplemente tenía mal olor,
sofocaba o simplemente tenía mal olor,
00:27
and my father would not let us use the air conditioner.
3
11243
2354
y mi padre no nos dejaba usar el aire acondicionado.
00:29
He said that it would overheat the engine.
4
13597
2757
Decía que podía sobrecalentar el motor.
00:32
And you might remember, some of you,
5
16354
1648
Y quizá algunos de ustedes recuerden
00:33
how the cars were back then, and it was
6
18002
1900
cómo eran los coches en ese entonces,
00:35
a common problem of overheating.
7
19902
2366
cuando el sobrecalentamiento era un problema común.
00:38
But it was also the signal that capped the use,
8
22268
4020
Pero también era una señal que indicaba el límite de uso,
00:42
or overuse, of energy-consuming devices.
9
26288
4422
o el uso excesivo de aparatos que consumen energía.
00:46
Things have changed now. We have cars that we take across country.
10
30710
3039
Ahora las cosas han cambiado.
Tenemos coches que conducimos por todo el país.
Tenemos coches que conducimos por todo el país.
00:49
We blast the air conditioning the entire way,
11
33749
3161
Usamos el aire acondicionado durante todo el camino,
00:52
and we never experience overheating.
12
36910
1576
y nunca tenemos problemas de sobrecalentamiento.
00:54
So there's no more signal for us to tell us to stop.
13
38486
2987
Así que ya no hay señales que nos indiquen
que hay que parar.
que hay que parar.
00:57
Great, right? Well, we have similar problems in buildings.
14
41473
5618
Genial, ¿no? Bueno, tenemos problemas similares
en los edificios.
en los edificios.
01:02
In the past, before air conditioning, we had thick walls.
15
47091
3466
En el pasado, antes del aire acondicionado,
teníamos paredes gruesas.
teníamos paredes gruesas.
01:06
The thick walls are great for insulation. It keeps the interior
16
50557
2679
Las paredes gruesas son excelentes para el aislamiento.
01:09
very cool during the summertime, and warm during the wintertime,
17
53236
3518
Mantienen el interior muy fresco en verano
y cálido en invierno.
y cálido en invierno.
01:12
and the small windows were also very good because
18
56754
2400
Las pequeñas ventanas también eran muy buenas porque
01:15
it limited the amount of temperature transfer
19
59154
2591
regulaban la temperatura
01:17
between the interior and exterior.
20
61745
2467
entre el interior y el exterior.
01:20
Then in about the 1930s, with the advent of plate glass,
21
64212
3872
Luego, por los años 30, con la llegada del vidrio industrial,
01:23
rolled steel and mass production, we were able
22
68084
3396
el acero laminado y la producción en serie,
01:27
to make floor-to-ceiling windows and unobstructed views,
23
71480
3450
pudimos hacer ventanales desde el suelo al techo
y lograr vistas panorámicas,
y lograr vistas panorámicas,
01:30
and with that came the irreversible reliance on
24
74930
3726
y con eso llegó la dependencia irreversible
de los sistemas de aire acondicionado
de los sistemas de aire acondicionado
01:34
mechanical air conditioning to cool our solar-heated spaces.
25
78656
6581
para refrescar nuestros espacios calentados por el sol.
01:41
Over time, the buildings got taller and bigger,
26
85237
3104
Con el tiempo, los edificios son más altos y grandes,
01:44
our engineering even better, so that the mechanical systems
27
88341
2641
nuestra ingeniería mejora cada vez más,
de modo que los sistemas mecánicos
de modo que los sistemas mecánicos
01:46
were massive. They require a huge amount of energy.
28
90982
3874
son enormes. Requieren una gran cantidad de energía.
01:50
They give off a lot of heat into the atmosphere,
29
94856
2759
Liberan mucho calor en la atmósfera,
01:53
and for some of you may understand the heat island effect
30
97615
3200
lo que crea el efecto de isla de calor,
que algunos de ustedes tal vez conocen,
que algunos de ustedes tal vez conocen,
01:56
in cities, where the urban areas are much more warm
31
100815
3510
en el que las áreas urbanas son mucho más calientes
02:00
than the adjacent rural areas,
32
104325
2950
que las zonas rurales aledañas.
02:03
but we also have problems that, when we lose power,
33
107275
3254
Pero también tenemos el problema que cuando se va la electricidad
02:06
we can't open a window here, and so
34
110529
2761
no se puede abrir una ventana, y entonces
02:09
the buildings are uninhabitable and have to be made vacant
35
113290
2814
los edificios quedan inhabitables y deben ser evacuados
02:12
until that air conditioning system can start up again.
36
116104
3648
hasta que el sistema de aire acondicionado
vuelva a funcionar.
vuelva a funcionar.
02:15
Even worse, with our intention of trying to make buildings
37
119752
4055
Lo que es peor, no podemos hacer edificios
02:19
move towards a net-zero energy state, we can't do it
38
123807
4985
de energía ultrabaja simplemente haciendo
02:24
just by making mechanical systems more and more efficient.
39
128792
2367
sistemas mecánicos cada vez más eficientes.
02:27
We need to look for something else, and we've gotten ourselves a little bit into a rut.
40
131159
3778
Tenemos que buscar algo más,
y no quedarnos ahí estancados.
y no quedarnos ahí estancados.
02:30
So what do we do here? How do we pull ourselves and dig us
41
134937
4251
¿Qué podemos hacer? ¿Cómo salir de este agujero
02:35
out of this hole that we've dug?
42
139188
2851
que hemos cavado?
02:37
If we look at biology, and many of you probably don't know,
43
142039
2909
Si observamos la biología, —y quizá algunos no saben
02:40
I was a biology major before I went into architecture,
44
144948
3656
que estudié biología antes de entrar a arquitectura—
02:44
the human skin is the organ that naturally regulates
45
148604
4389
vemos que la piel humana es el órgano que regula naturalmente
02:48
the temperature in the body, and it's a fantastic thing.
46
152993
3436
la temperatura del cuerpo, y eso es fantástico.
02:52
That's the first line of defense for the body.
47
156429
2615
Esa es la primera línea de defensa del cuerpo.
02:54
It has pores, it has sweat glands, it has all these things
48
159044
3209
Tiene poros, glándulas sudoríparas, tiene todas esas cosas
02:58
that work together very dynamically and very efficiently,
49
162253
3418
que funcionan juntas de manera dinámica y eficaz,
03:01
and so what I propose is that our building skins
50
165671
2504
y por eso propongo que el revestimiento de los edificios
03:04
should be more similar to human skin,
51
168175
3649
sea más parecido a la piel humana,
03:07
and by doing so can be much more dynamic, responsive
52
171824
4112
y al hacerlo, resulte mucho más dinámico, sensible
03:11
and differentiated, depending on where it is.
53
175936
3256
y diferenciado, según donde se encuentre.
03:15
And this gets me back to my research.
54
179192
1933
Esto me regresa a mi investigación.
03:17
What I proposed first doing is looking at a different material palette to do that.
55
181125
5310
Lo primero que propuse para hacerlo fue examinar
las diferentes gamas de materiales.
las diferentes gamas de materiales.
03:22
I presently, or currently, work with smart materials,
56
186435
2911
Actualmente, o al menos por el momento,
trabajo con materiales inteligentes
trabajo con materiales inteligentes
03:25
and a smart thermo-bimetal.
57
189346
1719
y un bimetal térmico inteligente.
03:26
First of all, I guess we call it smart because it requires
58
191065
2912
En primer lugar, creo que podemos llamarlo inteligente
03:29
no controls and it requires no energy,
59
193977
2730
porque no requiere controles ni energía,
03:32
and that's a very big deal for architecture.
60
196707
2663
y eso es muy importante para la arquitectura.
03:35
What it is, it's a lamination of two different metals together.
61
199370
2814
Se trata de un laminado de dos metales diferentes.
03:38
You can see that here by the different reflection on this side.
62
202184
3874
Se puede ver aquí gracias a los distintos reflejos
a este lado.
a este lado.
03:41
And because it has two different coefficients of expansion,
63
206058
3475
Y como tiene dos diferentes coeficientes de expansión,
03:45
when heated, one side will expand faster than the other
64
209533
3297
al calentarse, un lado se expande más rápido que el otro,
03:48
and result in a curling action.
65
212830
3537
y se obtiene una curvatura.
03:52
So in early prototypes I built these surfaces to try to see
66
216367
3706
En el primer prototipo construí estas superficies
para tratar de ver
para tratar de ver
03:55
how the curl would react to temperature and possibly allow
67
220073
4193
cómo reaccionaría la curvatura a la temperatura,
y posiblemente permitir
y posiblemente permitir
04:00
air to ventilate through the system,
68
224266
3105
que el aire circulara a través del sistema.
04:03
and in other prototypes did surfaces where the multiplicity
69
227371
3229
En otros prototipos hice superficies donde la multiplicidad
04:06
of having these strips together can try to make
70
230600
2481
de estas tiras juntas puede producir
04:08
bigger movement happen when also heated,
71
233081
4074
mayor movimiento también cuando estas se calientan.
04:13
and currently have this installation at the Materials & Applications gallery
72
237155
4064
Esta instalación actualmente se encuentra
en el centro de investigación M&A
en el centro de investigación M&A
04:17
in Silver Lake, close by, and it's there until August, if you want to see it.
73
241219
3486
cerca de aquí, en Silver Lake, y estará allí hasta agosto,
por si quieren ir a verla.
por si quieren ir a verla.
04:20
It's called "Bloom," and the surface is made completely
74
244705
2898
Se llama «Bloom», y la superficie está totalmente hecha
04:23
out of thermo-bimetal, and its intention is to make this canopy
75
247603
4040
de bimetal térmico, y su propósito es crear esta marquesina
04:27
that does two things. One, it's a sun-shading device, so that
76
251643
3817
que hace dos cosas. Por un lado,
es un dispositivo que da sombra, es decir,
es un dispositivo que da sombra, es decir,
04:31
when the sun hits the surface, it constricts the amount of sun passing through,
77
255460
4010
cuando el sol golpea la superficie,
éste limita la cantidad de sol que traspasa,
éste limita la cantidad de sol que traspasa,
04:35
and in other areas, it's a ventilating system,
78
259470
3369
y en otras áreas, es un sistema de ventilación
04:38
so that hot, trapped air underneath can actually
79
262839
2153
para que ese aire caliente atrapado debajo
04:40
move through and out when necessary.
80
264992
3878
pueda salir cuando es necesario.
04:44
You can see here in this time-lapse video that the sun,
81
268870
4131
En este video en cámara rápida pueden ver que
04:48
as it moves across the surface, as well as the shade,
82
273001
2746
mientras el sol y la sombra se mueven por la superficie,
04:51
each of the tiles moves individually.
83
275747
2476
cada pieza se mueve de forma individual.
04:54
Keep in mind, with the digital technology that we have today,
84
278223
2512
Tengan presente que con la tecnología digital
que tenemos hoy,
que tenemos hoy,
04:56
this thing was made out of about 14,000 pieces
85
280735
3013
esto se hizo con unas 14.000 piezas de las cuales
04:59
and there's no two pieces alike at all. Every single one is different.
86
283748
4729
no hay dos iguales. Cada una es diferente.
05:04
And the great thing with that is the fact that we can calibrate
87
288477
2512
Y lo mejor es que cada una puede calibrarse
05:06
each one to be very, very specific to its location,
88
290989
3999
específicamente en función de su ubicación,
05:10
to the angle of the sun, and also how the thing actually curls.
89
294988
4946
del ángulo del sol y también de la curvatura que toma.
05:15
So this kind of proof of concept project
90
299934
2806
Este tipo de proyecto de prueba de concepto
05:18
has a lot of implications
91
302740
1964
tiene muchas posibilidades
05:20
to actual future application in architecture,
92
304704
3700
para futuras aplicaciones en la arquitectura.
05:24
and in this case, here you see a house,
93
308404
2505
Aquí se ve una casa
05:26
that's for a developer in China,
94
310909
2433
para un desarrollador en China,
05:29
and it's actually a four-story glass box.
95
313342
2744
que es una caja de vidrio de cuatro pisos.
05:31
It's still with that glass box because we still want that visual access,
96
316086
3837
Todavía es una de caja vidrio porque
queremos acceso visual,
queremos acceso visual,
05:35
but now it's sheathed with this thermo-bimetal layer,
97
319923
3882
pero ahora está forrada con esta capa termobimetal,
05:39
it's a screen that goes around it, and that layer can actually
98
323805
2465
es una pantalla que la rodea, y esa capa puede en realidad
05:42
open and close as that sun moves around on that surface.
99
326270
4028
abrirse y cerrarse según el movimiento
del sol en la superficie.
del sol en la superficie.
05:46
In addition to that, it can also screen areas for privacy,
100
330298
4562
Además de eso, también puede detectar áreas privadas
05:50
so that it can differentiate from some of the public areas
101
334860
2296
para que puedan diferenciarse de las zonas públicas
05:53
in the space during different times of day.
102
337156
2592
del mismo espacio a distintas horas del día.
05:55
And what it basically implies is that, in houses now,
103
339748
3263
Esto quiere decir básicamente que, en las casas de ahora,
05:58
we don't need drapes or shutters or blinds anymore
104
343011
3417
ya no necesitemos cortinas, persianas ni celosías
06:02
because we can sheath the building with these things,
105
346428
2167
porque es posible cubrir el edificio con estas cosas,
06:04
as well as control the amount of air conditioning you need inside that building.
106
348595
5567
así como controlar la cantidad de aire acondicionado
necesario en el edificio.
necesario en el edificio.
06:10
I'm also looking at trying to develop some building components for the market,
107
354162
3389
También estoy tratando de desarrollar algunos
componentes de construcción para el mercado.
componentes de construcción para el mercado.
06:13
and so here you see a pretty typical
108
357551
2489
Aquí ven un típico panel de ventanas
06:15
double-glazed window panel, and in that panel,
109
360040
4731
de vidrio doble, y en ese panel,
06:20
between those two pieces of glass, that double-glazing,
110
364771
2927
entre las dos piezas de vidrio, el doble acristalamiento,
06:23
I'm trying to work on making
111
367698
2177
estoy tratando de hacer
06:25
a thermo-bimetal pattern system
112
369875
2069
un sistema termobimetal
06:27
so that when the sun hits that outside layer
113
371944
2672
para que cuando el sol golpee la capa exterior
06:30
and heats that interior cavity, that thermo-bimetal
114
374616
4644
y caliente la cavidad interior, el termobimetal
06:35
will begin to curl, and what actually will happen then
115
379260
2776
comience a curvarse, y lo que realmente va a pasar
06:37
is it'll start to block out the sun
116
382036
2303
es que empezará a bloquear el sol
06:40
in certain areas of the building,
117
384339
1874
en ciertas áreas del edificio,
06:42
and totally, if necessary.
118
386213
1941
o en todas, si es necesario.
06:44
And so you can imagine, even in this application, that
119
388154
2508
Imaginen que eso se aplicara incluso
06:46
in a high-rise building where the panel systems go
120
390662
2677
en un edificio alto donde los sistemas de paneles
06:49
from floor to floor up to 30, 40 floors, the entire surface
121
393339
4767
van de una planta a otra hasta 30 o 40 pisos,
toda la superficie
toda la superficie
06:54
could be differentiated at different times of day
122
398106
2190
podría variar en diferentes momentos del día
06:56
depending on how that sun moves across and hits that surface.
123
400296
5459
dependiendo del reflejo del sol en la superficie.
07:01
And these are some later studies that I'm working on
124
405755
2819
Estos son algunos proyectos futuros
en los que estoy trabajando
en los que estoy trabajando
07:04
right now that are on the boards, where you can see,
125
408574
2264
que están en los recuadros, donde se puede ver,
07:06
in the bottom right-hand corner, with the red, it's actually
126
410838
3341
en la parte inferior derecha, en rojo, que son en verdad
07:10
smaller pieces of thermometal, and it's actually going to,
127
414179
2278
pequeñas piezas de metal térmico, que
07:12
we're trying to make it move like cilia or eyelashes.
128
416457
5246
tratamos de hacer mover como cilios o pestañas.
07:17
This last project is also of components.
129
421703
2482
Este último proyecto también es de componentes.
07:20
The influence -- and if you have noticed, one of my
130
424185
3857
La inspiración —y si han notado, una de mis áreas
07:23
spheres of influence is biology -- is from a grasshopper.
131
428042
3576
de influencia es la biología— proviene del saltamontes.
07:27
And grasshoppers have a different kind of breathing system.
132
431618
2607
Los saltamontes tienen un sistema respiratorio diferente.
07:30
They breathe through holes in their sides called spiracles,
133
434225
3402
Respiran a través de unos orificios en los costados llamados espiráculos,
07:33
and they bring the air through and it moves through their system to cool them down,
134
437627
3490
y llevan el aire que pasa a través de su cuerpo
para enfriarlos.
para enfriarlos.
07:37
and so in this project, I'm trying to look at how we can
135
441117
3382
En este proyecto, trato de ver cómo podemos
07:40
consider that in architecture too, how we can bring
136
444499
2182
considerar eso también en la arquitectura, cómo llevar aire
07:42
air through holes in the sides of a building.
137
446681
2666
a través de los agujeros en las paredes de un edificio.
07:45
And so you see here some early studies of blocks,
138
449347
2973
Aquí pueden ver algunos de los primeros
estudios de bloques
estudios de bloques
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where those holes are actually coming through,
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por donde efectivamente pasan los agujeros.
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and this is before the thermo-bimetal is applied,
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Esto es antes de instalar el bimetal térmico,
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and this is after the bimetal is applied. Sorry, it's a little
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y esto es después de instalarlo. Disculpen,
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hard to see, but on the surfaces, you can see these red arrows.
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es un poco difícil de ver, pero en la superficie,
se pueden observar las flechas rojas.
se pueden observar las flechas rojas.
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On the left, it's when it's cold and the thermo-bimetal
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A la izquierda, se ve cuando hace frío y el bimetal térmico
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is flat so it will constrict air from passing through the blocks,
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es plano para que impida al aire pasar a través del bloque,
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and on the right, the thermo-bimetal curls
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y a la derecha, el bimetal térmico se curva
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and allows that air to pass through, so those are two different
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y permite que el aire pase.
Estos son dos componentes distintos
Estos son dos componentes distintos
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components that I'm working on, and again,
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en los que estoy trabajando, y de nuevo,
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it's a completely different thing, because you can imagine
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es algo completamente diferente porque pueden imaginar
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that air could potentially be coming through the walls
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que el aire pudiera potencialmente pasar
a través de las paredes
a través de las paredes
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instead of opening windows.
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en lugar de abrir las ventanas.
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So I want to leave you with one last impression about
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Quiero dejarlos con una última impresión sobre
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the project, or this kind of work and using smart materials.
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el proyecto, o este tipo de trabajo
y el uso de materiales inteligentes.
y el uso de materiales inteligentes.
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When you're tired of opening and closing those blinds
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Cuando están cansados de abrir y cerrar las persianas
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day after day, when you're on vacation
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todos los días, cuando están de vacaciones
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and there's no one there on the weekends to be turning off and on the controls,
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y no hay nadie los fines de semana
que encienda y apague los aparatos,
que encienda y apague los aparatos,
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or when there's a power outage, and you have
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o cuando hay un apagón
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no electricity to rely on, these thermo-bimetals
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y se quedan sin electricidad, estos bimetales térmicos
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will still be working tirelessly, efficiently
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seguirán trabajando sin descanso, de manera eficiente
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and endlessly. Thank you. (Applause)
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y para siempre. Gracias. (Aplausos)
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(Applause)
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516522
2792
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Doris Kim Sung - ArchitectDoris Kim Sung is a biology student turned architect interested in thermo-bimetals, smart materials that respond dynamically to temperature change.
Why you should listen
Architect Doris Kim Sung asks: Why can't building materials be more adaptable? Why can't they function more like clothing, or even human skin? Having studied biology at Princeton University intending to go to medical school, Sung applies principles of biology to her work as an assistant professor of architecture at the University of Southern California. She explores architecture as an extension of the body, challenging the notion that buildings ought to be static and climate-controlled. Rather, they should be able to adapt to their environment through self-ventilation. In November 2011, Sung exhibited her art installation "Bloom" in Silver Lake, Los Angeles. The installation is 20 feet tall and made with 14,000 completely unique pieces of thermo-bimetal, a smart material made of two different metals laminated together. This metal is dynamic and responsive, curling as air temperatures rise, resulting in a beautiful sculpture that breathes.
Doris Kim Sung | Speaker | TED.com