TEDxUSC
Doris Kim Sung: Metal that breathes
ドリス・キム・サン:呼吸する金属
Filmed:
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近代建築は床から天井までの窓で壮観な視界をもたらします。しかし、冷却に多大なエネルギーを必要とします。ドリス・キム・サンはサーモバイメタルという皮膚のように環境に応じて動くスマートマテリアルに取り組んでいます。これは日除けとなり自動的に換気してくれる素材なのです。
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
私は車に乗ると必ず
00:19
I basically had to roll down the window.
1
4088
2943
窓を開けずにはいられない子供でした
00:22
It was usually too hot, too stuffy or just too smelly,
2
7031
4212
どんなに暑くても 息苦しくても 臭くても
00:27
and my father would not let us use the air conditioner.
3
11243
2354
父はエアコンをつけてくれませんでした
00:29
He said that it would overheat the engine.
4
13597
2757
エンジンがオーバーヒートするから
ダメだと言うのです
ダメだと言うのです
00:32
And you might remember, some of you,
5
16354
1648
覚えている方もいるでしょう
00:33
how the cars were back then, and it was
6
18002
1900
当時の車は
00:35
a common problem of overheating.
7
19902
2366
オーバーヒートする事が よくありました
00:38
But it was also the signal that capped the use,
8
22268
4020
でもそれはエネルギーの浪費を
00:42
or overuse, of energy-consuming devices.
9
26288
4422
制限していたのです
00:46
Things have changed now. We have cars that we take across country.
10
30710
3039
状況は変わり
今の車は大陸を横断の運転で
今の車は大陸を横断の運転で
00:49
We blast the air conditioning the entire way,
11
33749
3161
エアコンをつけっぱなしにしても
00:52
and we never experience overheating.
12
36910
1576
オーバーヒートすることはありません
00:54
So there's no more signal for us to tell us to stop.
13
38486
2987
使いたい放題に使えるのです
00:57
Great, right? Well, we have similar problems in buildings.
14
41473
5618
これって良いことなのでしょうか？
建物に関しても同様のことが言えます
建物に関しても同様のことが言えます
01:02
In the past, before air conditioning, we had thick walls.
15
47091
3466
かつてエアコンがなかった時代
建物には厚い壁がありました
建物には厚い壁がありました
01:06
The thick walls are great for insulation. It keeps the interior
16
50557
2679
厚い壁には断熱効果があり
室内を夏季には涼しく
室内を夏季には涼しく
01:09
very cool during the summertime, and warm during the wintertime,
17
53236
3518
冬季には暖かく保ちます
01:12
and the small windows were also very good because
18
56754
2400
小さな窓も上手くできていました
01:15
it limited the amount of temperature transfer
19
59154
2591
室内外の熱の移動を
01:17
between the interior and exterior.
20
61745
2467
制限していたのです
01:20
Then in about the 1930s, with the advent of plate glass,
21
64212
3872
1930年代
板ガラスや圧延鋼板の発明
板ガラスや圧延鋼板の発明
01:23
rolled steel and mass production, we were able
22
68084
3396
大量生産技術により
01:27
to make floor-to-ceiling windows and unobstructed views,
23
71480
3450
私たちは床から天井までの窓と
遮る物のない視界を手に入れました
遮る物のない視界を手に入れました
01:30
and with that came the irreversible reliance on
24
74930
3726
引き換えに 太陽に温められた
室内を冷やすために
室内を冷やすために
01:34
mechanical air conditioning to cool our solar-heated spaces.
25
78656
6581
私達はすっかりエアコンに
依存するようになりました
依存するようになりました
01:41
Over time, the buildings got taller and bigger,
26
85237
3104
刻々とビルは高く大きくなり
技術もさらに進化し
技術もさらに進化し
01:44
our engineering even better, so that the mechanical systems
27
88341
2641
空調システムは巨大なものになりました
01:46
were massive. They require a huge amount of energy.
28
90982
3874
それらは大量のエネルギーを必要としています
01:50
They give off a lot of heat into the atmosphere,
29
94856
2759
大気中に大量の熱を放出し
01:53
and for some of you may understand the heat island effect
30
97615
3200
ご存じのとおり
ヒートアイランド現象を引き起こします
ヒートアイランド現象を引き起こします
01:56
in cities, where the urban areas are much more warm
31
100815
3510
都市部において 都会が
02:00
than the adjacent rural areas,
32
104325
2950
近接する郊外部より
暖かくなる現象のことです
暖かくなる現象のことです
02:03
but we also have problems that, when we lose power,
33
107275
3254
しかし他にも問題があります
02:06
we can't open a window here, and so
34
110529
2761
停電すると 窓が開けられないので
02:09
the buildings are uninhabitable and have to be made vacant
35
113290
2814
私たちはビルに居られなくなり
02:12
until that air conditioning system can start up again.
36
116104
3648
エアコンのシステムが再起動するまで
ビルは使えません
ビルは使えません
02:15
Even worse, with our intention of trying to make buildings
37
119752
4055
さらに悪いことに
02:19
move towards a net-zero energy state, we can't do it
38
123807
4985
ネット・ゼロ・エネルギー・ビルを
目指していますが
目指していますが
02:24
just by making mechanical systems more and more efficient.
39
128792
2367
空調の効率化だけでは不十分です
02:27
We need to look for something else, and we've gotten ourselves a little bit into a rut.
40
131159
3778
何か他の手段が必要ですが
現在 行き詰まりの状態です
現在 行き詰まりの状態です
02:30
So what do we do here? How do we pull ourselves and dig us
41
134937
4251
そこでどんな対策を講じられるか？
02:35
out of this hole that we've dug?
42
139188
2851
私たち自ら掘った穴から
どうしたら抜け出せるでしょう？
どうしたら抜け出せるでしょう？
02:37
If we look at biology, and many of you probably don't know,
43
142039
2909
生物学的に見るとどうでしょう
02:40
I was a biology major before I went into architecture,
44
144948
3656
実は私は建築に関わる前に
生物学を専攻していました
生物学を専攻していました
02:44
the human skin is the organ that naturally regulates
45
148604
4389
ヒトの肌は体温を自然に調節する機能を持つ
02:48
the temperature in the body, and it's a fantastic thing.
46
152993
3436
素晴しい器官です
02:52
That's the first line of defense for the body.
47
156429
2615
肌は体を守る最初の砦なのです
02:54
It has pores, it has sweat glands, it has all these things
48
159044
3209
そのために肌の毛穴や 汗腺などは
02:58
that work together very dynamically and very efficiently,
49
162253
3418
協調して絶えず効率的に働きます
03:01
and so what I propose is that our building skins
50
165671
2504
ビルの表面は
03:04
should be more similar to human skin,
51
168175
3649
皮膚に非常に似たものであるべきではないでしょうか
03:07
and by doing so can be much more dynamic, responsive
52
171824
4112
そうすれば 壁は場所に応じて
より動的に
より動的に
03:11
and differentiated, depending on where it is.
53
175936
3256
かつ敏感に変化できるのです
03:15
And this gets me back to my research.
54
179192
1933
これが私の研究につながります
03:17
What I proposed first doing is looking at a different material palette to do that.
55
181125
5310
私が最初に提案したことは
数多くの異なる素材を調査することです
数多くの異なる素材を調査することです
03:22
I presently, or currently, work with smart materials,
56
186435
2911
最近研究しているのは
スマートマテリアルと
スマートマテリアルと
03:25
and a smart thermo-bimetal.
57
189346
1719
スマート・サーモ・バイメタルです
03:26
First of all, I guess we call it smart because it requires
58
191065
2912
まずこれを「スマート（賢い）」と
称するのは
称するのは
03:29
no controls and it requires no energy,
59
193977
2730
外部からの制御や
エネルギーが一切不要で
エネルギーが一切不要で
03:32
and that's a very big deal for architecture.
60
196707
2663
これが建築に重要な変化をもたらすのです
03:35
What it is, it's a lamination of two different metals together.
61
199370
2814
これは二種の異なる金属を
貼り合せたたシートで
貼り合せたたシートで
03:38
You can see that here by the different reflection on this side.
62
202184
3874
見ると表裏で光り方が
違いますね
違いますね
03:41
And because it has two different coefficients of expansion,
63
206058
3475
それぞれの面が 二種の
異なる熱膨張率を持つため
異なる熱膨張率を持つため
03:45
when heated, one side will expand faster than the other
64
209533
3297
温められると一方の面が
他方の面より早く膨張し
他方の面より早く膨張し
03:48
and result in a curling action.
65
212830
3537
結果的に湾曲するのです
03:52
So in early prototypes I built these surfaces to try to see
66
216367
3706
初期の試作品ではこれらの表面が
03:55
how the curl would react to temperature and possibly allow
67
220073
4193
温度に応じてどのように
湾曲し
湾曲し
04:00
air to ventilate through the system,
68
224266
3105
換気に応用できるか観察しました
04:03
and in other prototypes did surfaces where the multiplicity
69
227371
3229
また他の試作品では
この素材の短冊状のものを
この素材の短冊状のものを
04:06
of having these strips together can try to make
70
230600
2481
何本も使い 温まった時に
04:08
bigger movement happen when also heated,
71
233081
4074
表面がより歪曲するように設計しました
04:13
and currently have this installation at the Materials & Applications gallery
72
237155
4064
これはマテリアル＆アプリケーション・ギャラリーに
展示されています
展示されています
04:17
in Silver Lake, close by, and it's there until August, if you want to see it.
73
241219
3486
すぐ近くのシルバーレイクで
８月まで展示しているので 是非 御覧下さい
８月まで展示しているので 是非 御覧下さい
04:20
It's called "Bloom," and the surface is made completely
74
244705
2898
タイトルは「Bloom」
その表面は全て
その表面は全て
04:23
out of thermo-bimetal, and its intention is to make this canopy
75
247603
4040
サーモバイメタルで作っています
それによりこの覆いは
それによりこの覆いは
04:27
that does two things. One, it's a sun-shading device, so that
76
251643
3817
二つの機能を持っています
一つ目は 日傘の機能
一つ目は 日傘の機能
04:31
when the sun hits the surface, it constricts the amount of sun passing through,
77
255460
4010
太陽が表面に当たる部分では
太陽光の透過を防ぎます
太陽光の透過を防ぎます
04:35
and in other areas, it's a ventilating system,
78
259470
3369
また他の場所は
風通しを良くする役目を担い
風通しを良くする役目を担い
04:38
so that hot, trapped air underneath can actually
79
262839
2153
内部の熱され閉じ込められた空気は
04:40
move through and out when necessary.
80
264992
3878
必要に応じ外部へと移動するのです
04:44
You can see here in this time-lapse video that the sun,
81
268870
4131
これは低速度撮影したビデオで
04:48
as it moves across the surface, as well as the shade,
82
273001
2746
太陽の当たる場所と影の移動に従い
04:51
each of the tiles moves individually.
83
275747
2476
それぞれの薄片が動くのがわかります
04:54
Keep in mind, with the digital technology that we have today,
84
278223
2512
実は 現代のデジタル技術を駆使し
04:56
this thing was made out of about 14,000 pieces
85
280735
3013
1万4千枚の金属片から
作られています
作られています
04:59
and there's no two pieces alike at all. Every single one is different.
86
283748
4729
金属片は一つとして同じものはなく
全て異なります
全て異なります
05:04
And the great thing with that is the fact that we can calibrate
87
288477
2512
素晴らしいことに
それぞれの金属片は
それぞれの金属片は
05:06
each one to be very, very specific to its location,
88
290989
3999
配置される場所や
太陽の角度 湾曲率に合うよう
太陽の角度 湾曲率に合うよう
05:10
to the angle of the sun, and also how the thing actually curls.
89
294988
4946
一枚一枚を
正確に調整できるのです
正確に調整できるのです
05:15
So this kind of proof of concept project
90
299934
2806
この様なコンセプト検証実験は
05:18
has a lot of implications
91
302740
1964
将来的に実際に建築へ導入する際
05:20
to actual future application in architecture,
92
304704
3700
大きな意味を持ちます
05:24
and in this case, here you see a house,
93
308404
2505
例えば この家は
05:26
that's for a developer in China,
94
310909
2433
中国の宅地開発業者のもので
05:29
and it's actually a four-story glass box.
95
313342
2744
４階建のガラスの家なんです
05:31
It's still with that glass box because we still want that visual access,
96
316086
3837
視界が妨げられないよう
ガラスのままですが
ガラスのままですが
05:35
but now it's sheathed with this thermo-bimetal layer,
97
319923
3882
これをサーモバイメタルで包み込みました
05:39
it's a screen that goes around it, and that layer can actually
98
323805
2465
家全体を覆うスクリーンで
05:42
open and close as that sun moves around on that surface.
99
326270
4028
太陽の動きに合わせて開閉するのです
05:46
In addition to that, it can also screen areas for privacy,
100
330298
4562
加えてスクリーンはプライバシー確保になります
05:50
so that it can differentiate from some of the public areas
101
334860
2296
時間によって プライベートな空間を
05:53
in the space during different times of day.
102
337156
2592
変化させることができます
05:55
And what it basically implies is that, in houses now,
103
339748
3263
つまり将来は建物に
05:58
we don't need drapes or shutters or blinds anymore
104
343011
3417
カーテン 雨戸 ブラインドなどは不要になり
06:02
because we can sheath the building with these things,
105
346428
2167
この素材で建物を覆えば
06:04
as well as control the amount of air conditioning you need inside that building.
106
348595
5567
同時に建物内の空調の量も
コントロールできるわけです
コントロールできるわけです
06:10
I'm also looking at trying to develop some building components for the market,
107
354162
3389
市場に向けた建築資材の開発も
視野に入れています
視野に入れています
06:13
and so here you see a pretty typical
108
357551
2489
これはごく典型的な二重ガラス窓です
06:15
double-glazed window panel, and in that panel,
109
360040
4731
この二重ガラス窓のパネルの
06:20
between those two pieces of glass, that double-glazing,
110
364771
2927
二枚のガラスの間に
06:23
I'm trying to work on making
111
367698
2177
サーモバイメタルシステムを
組み込むことに挑戦しています
組み込むことに挑戦しています
06:25
a thermo-bimetal pattern system
112
369875
2069
サーモバイメタルシステムを
組み込むことに挑戦しています
組み込むことに挑戦しています
06:27
so that when the sun hits that outside layer
113
371944
2672
太陽光が外側のガラスに当たり
06:30
and heats that interior cavity, that thermo-bimetal
114
374616
4644
内部の空洞を暖めたときに
06:35
will begin to curl, and what actually will happen then
115
379260
2776
中のバイメタルが湾曲し始めます
06:37
is it'll start to block out the sun
116
382036
2303
そして建物の ある部分だけ
06:40
in certain areas of the building,
117
384339
1874
太陽光を遮断するのです
06:42
and totally, if necessary.
118
386213
1941
必要であれば全体でも良いのです
06:44
And so you can imagine, even in this application, that
119
388154
2508
想像してください
これが実用化されれば
これが実用化されれば
06:46
in a high-rise building where the panel systems go
120
390662
2677
高層ビルの30階や40階でも
06:49
from floor to floor up to 30, 40 floors, the entire surface
121
393339
4767
このシステムを設置すれば
外壁全体が
外壁全体が
06:54
could be differentiated at different times of day
122
398106
2190
太陽の動き方や日光の当たり方に応じて
06:56
depending on how that sun moves across and hits that surface.
123
400296
5459
時間によって変化させられるのです
07:01
And these are some later studies that I'm working on
124
405755
2819
こちらは
07:04
right now that are on the boards, where you can see,
125
408574
2264
私が最近取り組んでいる研究です
07:06
in the bottom right-hand corner, with the red, it's actually
126
410838
3341
右下隅の 赤いものは
07:10
smaller pieces of thermometal, and it's actually going to,
127
414179
2278
実はとても小さなサーモメタルです
07:12
we're trying to make it move like cilia or eyelashes.
128
416457
5246
これを睫毛や繊毛のように
動かそうとしています
動かそうとしています
07:17
This last project is also of components.
129
421703
2482
最後のプロジェクトも建築要素です
07:20
The influence -- and if you have noticed, one of my
130
424185
3857
お気付きかもしれませんが
これも生物学から影響を受けました
これも生物学から影響を受けました
07:23
spheres of influence is biology -- is from a grasshopper.
131
428042
3576
バッタです
07:27
And grasshoppers have a different kind of breathing system.
132
431618
2607
バッタは変わった呼吸器官を持っています
07:30
They breathe through holes in their sides called spiracles,
133
434225
3402
気門と呼ばれる
身体側面の孔で呼吸します
身体側面の孔で呼吸します
07:33
and they bring the air through and it moves through their system to cool them down,
134
437627
3490
空気がその孔を通過し
身体を冷却するのです
身体を冷却するのです
07:37
and so in this project, I'm trying to look at how we can
135
441117
3382
このプロジェクトでは
07:40
consider that in architecture too, how we can bring
136
444499
2182
どのようにそれを建築に応用するか
07:42
air through holes in the sides of a building.
137
446681
2666
どのように建物側面の穴に空気を通すか
それを調べています
それを調べています
07:45
And so you see here some early studies of blocks,
138
449347
2973
初期研究のブロックです
07:48
where those holes are actually coming through,
139
452320
2513
それぞれの孔は貫通しており
07:50
and this is before the thermo-bimetal is applied,
140
454833
3720
こちらがバイメタルを施したもの
07:54
and this is after the bimetal is applied. Sorry, it's a little
141
458553
2699
こちらはバイメタルを
使用していないものです
使用していないものです
07:57
hard to see, but on the surfaces, you can see these red arrows.
142
461252
3208
すこし見え難いですが
表面に赤い矢印が見えるでしょう
表面に赤い矢印が見えるでしょう
08:00
On the left, it's when it's cold and the thermo-bimetal
143
464460
3178
左側は低温時
サーモバイメタルは平らで
サーモバイメタルは平らで
08:03
is flat so it will constrict air from passing through the blocks,
144
467638
3602
ブロック内の
空気の通過を遮断しています
空気の通過を遮断しています
08:07
and on the right, the thermo-bimetal curls
145
471240
2040
右側の
サーモバイメタルは湾曲し
サーモバイメタルは湾曲し
08:09
and allows that air to pass through, so those are two different
146
473280
3546
空気が通過するようになっています
08:12
components that I'm working on, and again,
147
476826
1816
これが私が現在取り組んでいる
二つの構成要素です
二つの構成要素です
08:14
it's a completely different thing, because you can imagine
148
478642
2312
また これらはとても特別な物です
08:16
that air could potentially be coming through the walls
149
480954
2727
全く新しい考え方です
08:19
instead of opening windows.
150
483681
2881
窓を開ける代わりに
自動的に空気が壁を通するのです
自動的に空気が壁を通するのです
08:22
So I want to leave you with one last impression about
151
486562
2688
このスマートマテリアルは
08:25
the project, or this kind of work and using smart materials.
152
489250
4380
本当に素晴らしいものなんです
08:29
When you're tired of opening and closing those blinds
153
493630
3180
毎日ブラインドの開閉に疲れたとき
08:32
day after day, when you're on vacation
154
496810
2993
休暇中や週末に
08:35
and there's no one there on the weekends to be turning off and on the controls,
155
499803
4039
空調を制御する人が居ないとき
08:39
or when there's a power outage, and you have
156
503842
2355
または大規模停電で電力がなくなっても
08:42
no electricity to rely on, these thermo-bimetals
157
506197
3021
このサーモバイメタルは
08:45
will still be working tirelessly, efficiently
158
509218
3998
疲れることなく効率的に
08:49
and endlessly. Thank you. (Applause)
159
513216
3306
永遠に動き続けるのです
ありがとうございました
ありがとうございました
08:52
(Applause)
160
516522
2792
(拍手)
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