TEDxUSC
Doris Kim Sung: Metal that breathes
Doris Kim Sung: A lélegző fém
Filmed:
Readability: 4.5
1,255,735 views
A mennyezetig érő ablakos modern épületek festői látványt nyújtanak, de hűtésükhöz sok energiát igényelnek. Doris Kim Sung hő-ikerfémekkel, okos anyagokkal dolgozik, amelyek az emberi bőrhöz hasonlóan dinamikusan és rugalmasan reagálva működnek, és a naptól beárnyékolhatják a helyiségeket, s önműködően szellőztetnek.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I was one of those kids that, every time I got in the car,
0
737
3351
Olyan gyerek voltam,
akinek ha kocsiba ült,
akinek ha kocsiba ült,
00:19
I basically had to roll down the window.
1
4088
2943
rögvest le kellett tekernie az ablakot.
00:22
It was usually too hot, too stuffy or just too smelly,
2
7031
4212
Vagy túl meleg vagy túl áporodott
vagy kibírhatatlanul büdös volt a levegő.
vagy kibírhatatlanul büdös volt a levegő.
00:27
and my father would not let us use the air conditioner.
3
11243
2354
Apánk nem engedte bekapcsolni a légkondit.
00:29
He said that it would overheat the engine.
4
13597
2757
Azt mondta, attól túlhevül a motor.
00:32
And you might remember, some of you,
5
16354
1648
Talán emlékeznek,
00:33
how the cars were back then, and it was
6
18002
1900
milyenek voltak az akkori kocsik,
00:35
a common problem of overheating.
7
19902
2366
állandó gond volt a túlhevülés.
00:38
But it was also the signal that capped the use,
8
22268
4020
Ráadásul ez jelezte, ha energiafaló
berendezéseket használtunk,
berendezéseket használtunk,
00:42
or overuse, of energy-consuming devices.
9
26288
4422
vagy túlzásba vittük a használatukat.
00:46
Things have changed now. We have cars that we take across country.
10
30710
3039
Ma más a helyzet: a mai kocsikkal
beutazhatjuk az országot.
beutazhatjuk az országot.
00:49
We blast the air conditioning the entire way,
11
33749
3161
Teljes erőből járhat a légkondi,
00:52
and we never experience overheating.
12
36910
1576
és soha nem tapasztalunk túlhevülést.
00:54
So there's no more signal for us to tell us to stop.
13
38486
2987
Most már nincs megállj-jelzés.
00:57
Great, right? Well, we have similar problems in buildings.
14
41473
5618
Remek, nem?
Hasonló gondok vannak az épületekkel.
Hasonló gondok vannak az épületekkel.
01:02
In the past, before air conditioning, we had thick walls.
15
47091
3466
A légkondik kora előtt
a falak vastagak voltak.
a falak vastagak voltak.
01:06
The thick walls are great for insulation. It keeps the interior
16
50557
2679
A vastag falak remekül szigetelnek,
nyáron jó hűvösen tartják a helyiségeket,
nyáron jó hűvösen tartják a helyiségeket,
01:09
very cool during the summertime, and warm during the wintertime,
17
53236
3518
és télen benn tartják a meleget.
01:12
and the small windows were also very good because
18
56754
2400
A kis ablakok is hasznosak voltak,
01:15
it limited the amount of temperature transfer
19
59154
2591
mert korlátozták
a belső és a külső tér közötti hőcserét.
01:17
between the interior and exterior.
20
61745
2467
01:20
Then in about the 1930s, with the advent of plate glass,
21
64212
3872
Aztán úgy 1930 táján, a táblaüveg,
a hengerelt acél s a tömeggyártás
megjelenésekor képesek voltunk
megjelenésekor képesek voltunk
01:23
rolled steel and mass production, we were able
22
68084
3396
padlótól mennyezetig érő ablakot
s szabad kilátást előállítani,
s szabad kilátást előállítani,
01:27
to make floor-to-ceiling windows and unobstructed views,
23
71480
3450
01:30
and with that came the irreversible reliance on
24
74930
3726
és ezzel visszavonhatatlanul elérkezett
01:34
mechanical air conditioning to cool our solar-heated spaces.
25
78656
6581
a mechanikus légkondik korszaka,
hogy hűthessük helyiségeinket.
hogy hűthessük helyiségeinket.
01:41
Over time, the buildings got taller and bigger,
26
85237
3104
Idővel az épületek magasabbak
és nagyobbak lettek,
és nagyobbak lettek,
01:44
our engineering even better, so that the mechanical systems
27
88341
2641
az épületgépészet javult,
a mechanikai rendszerek masszívak lettek.
a mechanikai rendszerek masszívak lettek.
01:46
were massive. They require a huge amount of energy.
28
90982
3874
Rengeteg energiát igényelnek.
01:50
They give off a lot of heat into the atmosphere,
29
94856
2759
Sok hőt bocsátanak ki a légkörbe,
01:53
and for some of you may understand the heat island effect
30
97615
3200
s talán valaki már hallott
a városi hősziget-hatásról,
a városi hősziget-hatásról,
01:56
in cities, where the urban areas are much more warm
31
100815
3510
ahol a városi területek sokkal melegebbek,
02:00
than the adjacent rural areas,
32
104325
2950
mint a szomszédos vidékiek.
02:03
but we also have problems that, when we lose power,
33
107275
3254
De az is gond, ha áramszünet van,
02:06
we can't open a window here, and so
34
110529
2761
mert nem nyithatunk ablakot,
02:09
the buildings are uninhabitable and have to be made vacant
35
113290
2814
ezért az épület elviselhetetlen,
és ki kell üríteni,
és ki kell üríteni,
02:12
until that air conditioning system can start up again.
36
116104
3648
amíg a légkondi-rendszert
vissza nem lehet kapcsolni.
vissza nem lehet kapcsolni.
02:15
Even worse, with our intention of trying to make buildings
37
119752
4055
Még rosszabb, hogy képtelenek
vagyunk megcsinálni
vagyunk megcsinálni
02:19
move towards a net-zero energy state, we can't do it
38
123807
4985
a célul kitűzött nettó nulla
energiaigényű házakat
energiaigényű házakat
a mechanikai rendszerek
tökéletesítése nélkül.
tökéletesítése nélkül.
02:24
just by making mechanical systems more and more efficient.
39
128792
2367
02:27
We need to look for something else, and we've gotten ourselves a little bit into a rut.
40
131159
3778
Valami mást kell találnunk, de mi
nem tudunk letérni a kitaposott útról.
nem tudunk letérni a kitaposott útról.
02:30
So what do we do here? How do we pull ourselves and dig us
41
134937
4251
Mit tegyünk?
Hogy húzzuk ki magunkat
a magunk ásta veremből?
a magunk ásta veremből?
02:35
out of this hole that we've dug?
42
139188
2851
02:37
If we look at biology, and many of you probably don't know,
43
142039
2909
Biológiaszakos voltam,
mielőtt építészetre váltottam.
mielőtt építészetre váltottam.
02:40
I was a biology major before I went into architecture,
44
144948
3656
02:44
the human skin is the organ that naturally regulates
45
148604
4389
Ha megnézzük a biológiát, azt látjuk,
hogy az emberi bőr mint szerv
természetes módon szabályozza
természetes módon szabályozza
02:48
the temperature in the body, and it's a fantastic thing.
46
152993
3436
a testhőmérsékletet;
ez pedig fantasztikus dolog!
ez pedig fantasztikus dolog!
02:52
That's the first line of defense for the body.
47
156429
2615
Ez testünk első védvonala.
02:54
It has pores, it has sweat glands, it has all these things
48
159044
3209
Bőrünknek pórusai
s izzadságmirigyei vannak;
s izzadságmirigyei vannak;
02:58
that work together very dynamically and very efficiently,
49
162253
3418
nagyon dinamikusan
és hatékonyan működnek együtt,
és hatékonyan működnek együtt,
03:01
and so what I propose is that our building skins
50
165671
2504
ezért az javaslom,
hogy épületeink külső felülete
hogy épületeink külső felülete
03:04
should be more similar to human skin,
51
168175
3649
hasonlítson jobban az emberi bőrhöz,
03:07
and by doing so can be much more dynamic, responsive
52
171824
4112
s ezzel a helytől függően
03:11
and differentiated, depending on where it is.
53
175936
3256
dinamikusan alkalmazkodóbbá válhat.
03:15
And this gets me back to my research.
54
179192
1933
Ez visszavisz a kutatásomhoz.
03:17
What I proposed first doing is looking at a different material palette to do that.
55
181125
5310
Első javaslatom az volt, hogy vegyük
sorra a különböző anyagféleségeket.
sorra a különböző anyagféleségeket.
03:22
I presently, or currently, work with smart materials,
56
186435
2911
Jelenleg ún. okos anyagokkal
03:25
and a smart thermo-bimetal.
57
189346
1719
és okos hő-ikerfémekkel dolgozom.
03:26
First of all, I guess we call it smart because it requires
58
191065
2912
Azért hívjuk ezeket okos anyagoknak,
03:29
no controls and it requires no energy,
59
193977
2730
mert sem beavatkozást,
sem energiát nem igényelnek,
sem energiát nem igényelnek,
03:32
and that's a very big deal for architecture.
60
196707
2663
és ez nagy lehetőség az építészetnek.
Az ikerfém két egyesített fémszalag.
03:35
What it is, it's a lamination of two different metals together.
61
199370
2814
03:38
You can see that here by the different reflection on this side.
62
202184
3874
Látható, hogy az oldalai
eltérően verik vissza a fényt.
eltérően verik vissza a fényt.
03:41
And because it has two different coefficients of expansion,
63
206058
3475
Mivel a fémek eltérő hőtágulásúak,
03:45
when heated, one side will expand faster than the other
64
209533
3297
a szalag egyik oldala jobban tágul,
03:48
and result in a curling action.
65
212830
3537
ezáltal meggörbíti az ikerfémet.
03:52
So in early prototypes I built these surfaces to try to see
66
216367
3706
Az első prototípusoknál azt figyeltem,
03:55
how the curl would react to temperature and possibly allow
67
220073
4193
hogy a görbület miként reagál a hőre,
és milyen légáramlást tesz
lehetővé a rendszeren keresztül.
lehetővé a rendszeren keresztül.
04:00
air to ventilate through the system,
68
224266
3105
04:03
and in other prototypes did surfaces where the multiplicity
69
227371
3229
Más prototípusoknál
hő hatására a felületen
lévő rengeteg csík
lévő rengeteg csík
04:06
of having these strips together can try to make
70
230600
2481
még nagyobb elmozdulást eredményezett.
04:08
bigger movement happen when also heated,
71
233081
4074
04:13
and currently have this installation at the Materials & Applications gallery
72
237155
4064
A berendezés most a Silver Lake-i
04:17
in Silver Lake, close by, and it's there until August, if you want to see it.
73
241219
3486
Materials & Applications Gallery-ben
augusztusig látható.
augusztusig látható.
04:20
It's called "Bloom," and the surface is made completely
74
244705
2898
Az anyag neve Bloom, virág,
a felülete hő-ikerfémekből áll;
a felülete hő-ikerfémekből áll;
04:23
out of thermo-bimetal, and its intention is to make this canopy
75
247603
4040
a szendvicsszerkezet kettős célú.
04:27
that does two things. One, it's a sun-shading device, so that
76
251643
3817
Először: napellenző szerepű,
ha nap éri a felületét,
szabályozza az átjutó napfényt.
szabályozza az átjutó napfényt.
04:31
when the sun hits the surface, it constricts the amount of sun passing through,
77
255460
4010
04:35
and in other areas, it's a ventilating system,
78
259470
3369
Másrészt szellőztetőrendszer,
04:38
so that hot, trapped air underneath can actually
79
262839
2153
amelyen át a forró, megült levegő
04:40
move through and out when necessary.
80
264992
3878
szükség esetén távozhat.
04:44
You can see here in this time-lapse video that the sun,
81
268870
4131
A lassított fölvételen látható,
hogy a nap és az árnyék
mozgásával összhangban
mozgásával összhangban
04:48
as it moves across the surface, as well as the shade,
82
273001
2746
04:51
each of the tiles moves individually.
83
275747
2476
minden csempe külön-külön mozog.
04:54
Keep in mind, with the digital technology that we have today,
84
278223
2512
Fölhívom figyelmüket,
hogy a mai digitális technológiával
hogy a mai digitális technológiával
04:56
this thing was made out of about 14,000 pieces
85
280735
3013
a szerkezet kb. 14 000 darabból készült,
és minden darabja egyedi.
és minden darabja egyedi.
04:59
and there's no two pieces alike at all. Every single one is different.
86
283748
4729
Mind-mind különböző.
05:04
And the great thing with that is the fact that we can calibrate
87
288477
2512
Az a nagyszerű, hogy minden egyes darabot
05:06
each one to be very, very specific to its location,
88
290989
3999
rendeltetési helyéhez kalibrálhatunk
05:10
to the angle of the sun, and also how the thing actually curls.
89
294988
4946
a napfény beesési szöge
és a szalag görbülése szerint.
és a szalag görbülése szerint.
05:15
So this kind of proof of concept project
90
299934
2806
Az elmélet ilyen bizonyítása
05:18
has a lot of implications
91
302740
1964
sok építőipari lehetőségre mutatott rá,
05:20
to actual future application in architecture,
92
304704
3700
amelyek a jövőbeni konkrét
alkalmazásokat illetik.
alkalmazásokat illetik.
05:24
and in this case, here you see a house,
93
308404
2505
Az itt látható ház
05:26
that's for a developer in China,
94
310909
2433
egy kínai kivitelezőnek készült:
05:29
and it's actually a four-story glass box.
95
313342
2744
négyszintes üvegdoboz.
05:31
It's still with that glass box because we still want that visual access,
96
316086
3837
Még mindig sok üveget használunk,
mert fontosnak tartjuk a kilátást,
mert fontosnak tartjuk a kilátást,
05:35
but now it's sheathed with this thermo-bimetal layer,
97
319923
3882
de most az üveg ezzel
a hő-ikerfém-réteggel van borítva,
a hő-ikerfém-réteggel van borítva,
05:39
it's a screen that goes around it, and that layer can actually
98
323805
2465
ez az ernyő teljesen lefedi,
s attól függően nyit és zár,
s attól függően nyit és zár,
05:42
open and close as that sun moves around on that surface.
99
326270
4028
ahogy a felületén a napfény mozog.
05:46
In addition to that, it can also screen areas for privacy,
100
330298
4562
Ráadásul, részlegesen is képes záródni,
05:50
so that it can differentiate from some of the public areas
101
334860
2296
ezért különbséget tud tenni
az egyes területek között
az egyes területek között
05:53
in the space during different times of day.
102
337156
2592
az egyes napszakokban.
05:55
And what it basically implies is that, in houses now,
103
339748
3263
Ennek következménye, hogy az épületekben
05:58
we don't need drapes or shutters or blinds anymore
104
343011
3417
többé nincs szükség
függönyökre, redőnyökre, rolókra,
függönyökre, redőnyökre, rolókra,
06:02
because we can sheath the building with these things,
105
346428
2167
mert e dolgokkal befedhetjük az épületet,
06:04
as well as control the amount of air conditioning you need inside that building.
106
348595
5567
és szabályozhatjuk az épület kellő
légkondicionálásának mértékét.
légkondicionálásának mértékét.
06:10
I'm also looking at trying to develop some building components for the market,
107
354162
3389
Próbálok piaci alkalmazásra
építőipari alkatrészeket is kifejleszteni.
építőipari alkatrészeket is kifejleszteni.
06:13
and so here you see a pretty typical
108
357551
2489
Itt látható egy elég tipikus
kettős üvegezésű ablak,
kettős üvegezésű ablak,
06:15
double-glazed window panel, and in that panel,
109
360040
4731
és arra törekedtem,
06:20
between those two pieces of glass, that double-glazing,
110
364771
2927
hogy a kettős üvegezésen belül
06:23
I'm trying to work on making
111
367698
2177
kialakíthassak
06:25
a thermo-bimetal pattern system
112
369875
2069
egy hő-ikerfém elven működő rendszert,
06:27
so that when the sun hits that outside layer
113
371944
2672
hogy amikor nap éri a külső réteget,
06:30
and heats that interior cavity, that thermo-bimetal
114
374616
4644
és hevíti az üvegtáblák közti teret,
06:35
will begin to curl, and what actually will happen then
115
379260
2776
az ikerfém kezdjen görbülni,
és zárja ki a napsugárzást
06:37
is it'll start to block out the sun
116
382036
2303
az épület bizonyos részeiből,
06:40
in certain areas of the building,
117
384339
1874
06:42
and totally, if necessary.
118
386213
1941
s ha kell, teljesen.
06:44
And so you can imagine, even in this application, that
119
388154
2508
Képzeljék el az alkalmazást
06:46
in a high-rise building where the panel systems go
120
390662
2677
felhőkarcolókban, ahol a függönyfalak
06:49
from floor to floor up to 30, 40 floors, the entire surface
121
393339
4767
30-40 emeletet átfognak,
a felület napszak szerint kezelhető,
06:54
could be differentiated at different times of day
122
398106
2190
06:56
depending on how that sun moves across and hits that surface.
123
400296
5459
a napjárástól és a felület
fölhevülésétől függően.
fölhevülésétől függően.
07:01
And these are some later studies that I'm working on
124
405755
2819
Van egy pár újabb fejlesztés,
amelyeken most dolgozom,
amelyeken most dolgozom,
07:04
right now that are on the boards, where you can see,
125
408574
2264
ezeket itt láthatják a kivetítőn.
07:06
in the bottom right-hand corner, with the red, it's actually
126
410838
3341
A jobb alsó sarokban
a vörös színű hő-ikerfém,
a vörös színű hő-ikerfém,
amivel azt próbáljuk elérni,
hogy úgy mozogjon,
hogy úgy mozogjon,
07:10
smaller pieces of thermometal, and it's actually going to,
127
414179
2278
07:12
we're trying to make it move like cilia or eyelashes.
128
416457
5246
mint a csillószőrök vagy a szempilla.
07:17
This last project is also of components.
129
421703
2482
Az utóbbi projekt is alkatrészekről szól.
07:20
The influence -- and if you have noticed, one of my
130
424185
3857
Az ötlet – észrevehették, ötleteim
egyik tárháza a biológia –
egyik tárháza a biológia –
07:23
spheres of influence is biology -- is from a grasshopper.
131
428042
3576
a szöcskétől származik.
07:27
And grasshoppers have a different kind of breathing system.
132
431618
2607
A szöcskének eltérő a légzőrendszere.
07:30
They breathe through holes in their sides called spiracles,
133
434225
3402
Az oldalán lévő légnyílásokon át lélegzik,
07:33
and they bring the air through and it moves through their system to cool them down,
134
437627
3490
ezeken át lép be a levegő,
és hűti a testét.
és hűti a testét.
07:37
and so in this project, I'm trying to look at how we can
135
441117
3382
E projektben azt kutatom,
07:40
consider that in architecture too, how we can bring
136
444499
2182
hogyan juttathatnánk be levegőt
07:42
air through holes in the sides of a building.
137
446681
2666
az épületek falán lévő réseken át.
07:45
And so you see here some early studies of blocks,
138
449347
2973
Itt korai falmegoldások láthatók,
07:48
where those holes are actually coming through,
139
452320
2513
ahol lyukak vannak a falban;
07:50
and this is before the thermo-bimetal is applied,
140
454833
3720
ez még a hő-ikerfém előtti időszak,
07:54
and this is after the bimetal is applied. Sorry, it's a little
141
458553
2699
ez meg az ikerfém alkalmazása után.
07:57
hard to see, but on the surfaces, you can see these red arrows.
142
461252
3208
Egy kissé nehezen vehetők
ki ezek a vörös nyilak.
ki ezek a vörös nyilak.
08:00
On the left, it's when it's cold and the thermo-bimetal
143
464460
3178
Balra, amikor hideg az idő;
az ikerfém egyenes,
az ikerfém egyenes,
08:03
is flat so it will constrict air from passing through the blocks,
144
467638
3602
szűkíti a falon áthaladó levegő útját.
08:07
and on the right, the thermo-bimetal curls
145
471240
2040
Jobbra az ikerfém meggörbül,
08:09
and allows that air to pass through, so those are two different
146
473280
3546
és átengedi a levegőt.
E két eltérő alkatrészen dolgozom.
08:12
components that I'm working on, and again,
147
476826
1816
Ismétlem: ez teljesen más, képzelhetik,
08:14
it's a completely different thing, because you can imagine
148
478642
2312
08:16
that air could potentially be coming through the walls
149
480954
2727
hogy a levegő átmegy a falon,
08:19
instead of opening windows.
150
483681
2881
és nem kell ablakot nyitni.
08:22
So I want to leave you with one last impression about
151
486562
2688
Az okos anyagokkal kapcsolatos
08:25
the project, or this kind of work and using smart materials.
152
489250
4380
egyik benyomásommal búcsúzom.
08:29
When you're tired of opening and closing those blinds
153
493630
3180
Ha már belefáradtak nap mint nap
08:32
day after day, when you're on vacation
154
496810
2993
a rolók föl-lehúzogatásába,
s ha szabadságuk alatt meg hétvégén
s ha szabadságuk alatt meg hétvégén
08:35
and there's no one there on the weekends to be turning off and on the controls,
155
499803
4039
nincs, aki ki-bekapcsolnja a szabályozót,
08:39
or when there's a power outage, and you have
156
503842
2355
vagy áramszünet esetén:
08:42
no electricity to rely on, these thermo-bimetals
157
506197
3021
e hő-ikerfémek még
akkor is fáradhatatlanul,
akkor is fáradhatatlanul,
08:45
will still be working tirelessly, efficiently
158
509218
3998
hatékonyan és örökké működnek.
08:49
and endlessly. Thank you. (Applause)
159
513216
3306
Köszönöm.
(Taps)
08:52
(Applause)
160
516522
2792
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