TEDxUSC
Doris Kim Sung: Metal that breathes
Doris Kim Sung: Metale care respiră
Filmed:
Readability: 4.5
1,255,735 views
Clădirile moderne, cu ferestre din podea până în tavan, oferă privelişti spectaculoase, dar, totodată, necesită multă energie pentru răcire. Doris Kim Sung lucrează cu bimetale termice, materiale „inteligente” care se comportă la fel ca epiderma umană, sunt dinamice şi sensibile, protejează încăperile de lumina soarelui şi împrospătează aerul.
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
Copil fiind, de fiecare dată când intram în maşină
00:19
I basically had to roll down the window.
1
4088
2943
trebuia să cobor geamul.
00:22
It was usually too hot, too stuffy or just too smelly,
2
7031
4212
De obicei, era prea cald, prea îmbâcsit sau prea mirositor înăuntru
00:27
and my father would not let us use the air conditioner.
3
11243
2354
şi tata nu ne lăsa să folosim aerul condiţionat.
00:29
He said that it would overheat the engine.
4
13597
2757
Zicea că supraîncălzeşte motorul.
00:32
And you might remember, some of you,
5
16354
1648
Poate v-amintiţi, unii dintre voi,
00:33
how the cars were back then, and it was
6
18002
1900
cum erau maşinile pe atunci
00:35
a common problem of overheating.
7
19902
2366
şi problema supraîncălzirii era una obişnuită.
00:38
But it was also the signal that capped the use,
8
22268
4020
A fost şi semnalul limitei superioare atinse de utilizarea
00:42
or overuse, of energy-consuming devices.
9
26288
4422
sau suprautilizarea dispozitivelor consumatoare de energie.
00:46
Things have changed now. We have cars that we take across country.
10
30710
3039
Lucrurile s-au schimbat acum. Avem maşini cu care traversăm ţara.
00:49
We blast the air conditioning the entire way,
11
33749
3161
Folosim aerul condiţionat cum vrem pe drum
00:52
and we never experience overheating.
12
36910
1576
şi nu ne confruntăm cu supraîncălzire.
00:54
So there's no more signal for us to tell us to stop.
13
38486
2987
Nu mai avem un semnal care să ne spună să ne oprim.
00:57
Great, right? Well, we have similar problems in buildings.
14
41473
5618
Minunat. Ei bine, avem probleme similare cu clădirile.
01:02
In the past, before air conditioning, we had thick walls.
15
47091
3466
În trecut, înainte de aerul condiţionat, aveam ziduri groase.
01:06
The thick walls are great for insulation. It keeps the interior
16
50557
2679
Zidurile groase sunt perfecte pentru izolare.
01:09
very cool during the summertime, and warm during the wintertime,
17
53236
3518
Păstrează interiorul răcoros vara şi cald iarna,
01:12
and the small windows were also very good because
18
56754
2400
iar ferestrele mici sunt şi ele bune,
01:15
it limited the amount of temperature transfer
19
59154
2591
limitând transferul de temperatură
01:17
between the interior and exterior.
20
61745
2467
între interior şi exterior.
01:20
Then in about the 1930s, with the advent of plate glass,
21
64212
3872
În anii '30, odată cu inventarea sticlei de geam,
01:23
rolled steel and mass production, we were able
22
68084
3396
oţelului laminat şi producţiei în masă, am putut
01:27
to make floor-to-ceiling windows and unobstructed views,
23
71480
3450
face geamuri de la podea la tavan, cu vedere neobstrucţionată,
01:30
and with that came the irreversible reliance on
24
74930
3726
aducând cu ele dependenţa ireversibilă
01:34
mechanical air conditioning to cool our solar-heated spaces.
25
78656
6581
de aerul condiţionat mecanizat pentru răcirea spaţiilor încinse de soare.
01:41
Over time, the buildings got taller and bigger,
26
85237
3104
Cu timpul, clădirile au devenit tot mai înalte şi mari,
01:44
our engineering even better, so that the mechanical systems
27
88341
2641
tehnicile de construcţie mai bune, aşa că sistemele mecanice
01:46
were massive. They require a huge amount of energy.
28
90982
3874
s-au mărit, necesitând cantități uriașe de energie.
01:50
They give off a lot of heat into the atmosphere,
29
94856
2759
Eliberează multă căldură în atmosferă
01:53
and for some of you may understand the heat island effect
30
97615
3200
şi unii dintre voi înţelegeţi efectul insulelor de căldură
01:56
in cities, where the urban areas are much more warm
31
100815
3510
în oraşe, unde zonele urbane sunt mai fierbinți
02:00
than the adjacent rural areas,
32
104325
2950
decât zonele rurale adiacente.
02:03
but we also have problems that, when we lose power,
33
107275
3254
Dar avem probleme și când nu e curent.
02:06
we can't open a window here, and so
34
110529
2761
Nu putem deschide ferestrele,
02:09
the buildings are uninhabitable and have to be made vacant
35
113290
2814
iar clădirile sunt de nelocuit şi trebuie evacuate
02:12
until that air conditioning system can start up again.
36
116104
3648
până când aerul condiționat pornește nin nou.
02:15
Even worse, with our intention of trying to make buildings
37
119752
4055
În intenţia noastră de a face clădirile
02:19
move towards a net-zero energy state, we can't do it
38
123807
4985
independente energetic, nu putem face asta
02:24
just by making mechanical systems more and more efficient.
39
128792
2367
doar creând sisteme mecanice tot mai eficiente.
02:27
We need to look for something else, and we've gotten ourselves a little bit into a rut.
40
131159
3778
Trebuie să căutăm altceva şi ne-am cam blocat.
02:30
So what do we do here? How do we pull ourselves and dig us
41
134937
4251
Ce facem? Cum ieşim
02:35
out of this hole that we've dug?
42
139188
2851
din impasul ăsta?
02:37
If we look at biology, and many of you probably don't know,
43
142039
2909
Dacă ne inspirăm din biologie - unii poate nu ştiți,
02:40
I was a biology major before I went into architecture,
44
144948
3656
m-am specializat în biologie înainte de a intra în arhitectură,
02:44
the human skin is the organ that naturally regulates
45
148604
4389
pielea umană e organul care reglează natural
02:48
the temperature in the body, and it's a fantastic thing.
46
152993
3436
temperatura corpului şi e ceva fantastic.
02:52
That's the first line of defense for the body.
47
156429
2615
E prima linie de apărare a corpului.
02:54
It has pores, it has sweat glands, it has all these things
48
159044
3209
Are pori, glande sudoripare,
02:58
that work together very dynamically and very efficiently,
49
162253
3418
care conlucrează foarte dinamic şi eficient,
03:01
and so what I propose is that our building skins
50
165671
2504
aşa că eu propun ca „pielea” clădirilor
03:04
should be more similar to human skin,
51
168175
3649
să fie cât mai asemănătoare cu cea umană,
03:07
and by doing so can be much more dynamic, responsive
52
171824
4112
devenind astfel mai dinamică, mai sensibilă
03:11
and differentiated, depending on where it is.
53
175936
3256
şi diferenţiată, în funcţie de unde se află.
03:15
And this gets me back to my research.
54
179192
1933
Înapoi la cercetarea mea.
03:17
What I proposed first doing is looking at a different material palette to do that.
55
181125
5310
Întâi mi-am propus să analizez o paletă diferită de materiale.
03:22
I presently, or currently, work with smart materials,
56
186435
2911
În prezent lucrez cu materiale „inteligente”
03:25
and a smart thermo-bimetal.
57
189346
1719
şi fâşii termo-bimetalice „inteligente”.
03:26
First of all, I guess we call it smart because it requires
58
191065
2912
Le putem spune „inteligente” pentru că nu necesită
03:29
no controls and it requires no energy,
59
193977
2730
nicio comandă şi n-au nevoie de energie,
03:32
and that's a very big deal for architecture.
60
196707
2663
iar asta înseamnă mult în arhitectură.
03:35
What it is, it's a lamination of two different metals together.
61
199370
2814
Constă în laminarea a două metale diferite.
03:38
You can see that here by the different reflection on this side.
62
202184
3874
Vedeţi aici reflexia diferită pe partea asta.
03:41
And because it has two different coefficients of expansion,
63
206058
3475
Cei doi coeficienţi de dilatare fiind diferiți,
03:45
when heated, one side will expand faster than the other
64
209533
3297
când e încălzită, o parte se va dilata mai repede decât cealaltă,
03:48
and result in a curling action.
65
212830
3537
rezultând o acţiune de curbare.
03:52
So in early prototypes I built these surfaces to try to see
66
216367
3706
Pentru primele prototipuri, am făcut aceste suprafeţe pentru a vedea
03:55
how the curl would react to temperature and possibly allow
67
220073
4193
cum reacţionează curbarea la temperatură şi cum permite
04:00
air to ventilate through the system,
68
224266
3105
aerului să fie ventilat prin sistem.
04:03
and in other prototypes did surfaces where the multiplicity
69
227371
3229
Alte prototipuri au suprafeţe în care
04:06
of having these strips together can try to make
70
230600
2481
multitudinea de fâşii permite
04:08
bigger movement happen when also heated,
71
233081
4074
o mişcare mai amplă la încălzire.
04:13
and currently have this installation at the Materials & Applications gallery
72
237155
4064
Acum am această instalaţie în galeria „Materiale şi Aplicaţii”
04:17
in Silver Lake, close by, and it's there until August, if you want to see it.
73
241219
3486
din Silver Lake, aici aproape. Va fi expusă până în august, dacă vreţi s-o vedeţi.
04:20
It's called "Bloom," and the surface is made completely
74
244705
2898
Se numeşte „Bloom”. Suprafaţa e făcută în întregime
04:23
out of thermo-bimetal, and its intention is to make this canopy
75
247603
4040
din bimetal termic, iar intenţia e de a face această boltă
04:27
that does two things. One, it's a sun-shading device, so that
76
251643
3817
să facă două lucruri. Unu: e un dispozitiv care ţine umbră,
04:31
when the sun hits the surface, it constricts the amount of sun passing through,
77
255460
4010
când soarele loveşte suprafaţa, reduce lumina care trece,
04:35
and in other areas, it's a ventilating system,
78
259470
3369
iar în alte zone poate fi un sistem de ventilare
04:38
so that hot, trapped air underneath can actually
79
262839
2153
aşa că aerul fierbinte blocat dedesubt poate
04:40
move through and out when necessary.
80
264992
3878
circula şi ieşi dacă e necesar.
04:44
You can see here in this time-lapse video that the sun,
81
268870
4131
Vedeţi aici un video cadru-cu-cadru în care soarele
04:48
as it moves across the surface, as well as the shade,
82
273001
2746
se mişcă de-a lungul suprafeţei, la fel ca şi umbra,
04:51
each of the tiles moves individually.
83
275747
2476
şi fiecare fâşie se mişcă individual.
04:54
Keep in mind, with the digital technology that we have today,
84
278223
2512
Rețineți, cu tehnologia digitală de azi,
04:56
this thing was made out of about 14,000 pieces
85
280735
3013
suprafața asta a fost făcută din 14.000 de piese
04:59
and there's no two pieces alike at all. Every single one is different.
86
283748
4729
şi nu sunt două la fel. Fiecare e diferită.
05:04
And the great thing with that is the fact that we can calibrate
87
288477
2512
Extraordinar e că aşa putem calibra
05:06
each one to be very, very specific to its location,
88
290989
3999
fiecare fâşie pentru a fi specifică locaţiei sale,
05:10
to the angle of the sun, and also how the thing actually curls.
89
294988
4946
unghiului soarelui, şi putem controla cum se curbează.
05:15
So this kind of proof of concept project
90
299934
2806
Acest proiect
05:18
has a lot of implications
91
302740
1964
are multe implicaţii
05:20
to actual future application in architecture,
92
304704
3700
şi aplicaţii viitoare în arhitectură.
05:24
and in this case, here you see a house,
93
308404
2505
În acest caz, vedeţi o casă
05:26
that's for a developer in China,
94
310909
2433
pentru un dezvoltator din China.
05:29
and it's actually a four-story glass box.
95
313342
2744
De fapt, e o cutie de sticlă cu patru etaje.
05:31
It's still with that glass box because we still want that visual access,
96
316086
3837
A rămas o cutie de sticlă, pentru că vrem acces vizual,
05:35
but now it's sheathed with this thermo-bimetal layer,
97
319923
3882
dar acum e învelită cu acest strat bimetal-termic,
05:39
it's a screen that goes around it, and that layer can actually
98
323805
2465
ca un scut care o înconjoară. Stratul se poate
05:42
open and close as that sun moves around on that surface.
99
326270
4028
deschide şi închide pe măsură ce soarele se mişcă pe suprafaţa sa.
05:46
In addition to that, it can also screen areas for privacy,
100
330298
4562
În plus, poate masca zonele private,
05:50
so that it can differentiate from some of the public areas
101
334860
2296
astfel încât să le diferenţieze de cele publice
05:53
in the space during different times of day.
102
337156
2592
pe parcursul diferitelor momente ale zilei.
05:55
And what it basically implies is that, in houses now,
103
339748
3263
Asta înseamnă că azi, în case,
05:58
we don't need drapes or shutters or blinds anymore
104
343011
3417
nu mai avem nevoie de draperii, obloane sau transperante,
06:02
because we can sheath the building with these things,
105
346428
2167
putem înveli clădirea cu astea
06:04
as well as control the amount of air conditioning you need inside that building.
106
348595
5567
şi putem controla cantitatea de aer condiţionat necesar în interiorul clădirii.
06:10
I'm also looking at trying to develop some building components for the market,
107
354162
3389
Încerc, de asemenea, să dezvolt nişte componente pentru piaţă.
06:13
and so here you see a pretty typical
108
357551
2489
Aici vedeţi
06:15
double-glazed window panel, and in that panel,
109
360040
4731
un geam termopan, iar în panel,
06:20
between those two pieces of glass, that double-glazing,
110
364771
2927
între cele două bucăţi de sticlă,
06:23
I'm trying to work on making
111
367698
2177
încerc să fac
06:25
a thermo-bimetal pattern system
112
369875
2069
un sistem bimetal termic.
06:27
so that when the sun hits that outside layer
113
371944
2672
Când razele soarelui lovesc stratul exterior
06:30
and heats that interior cavity, that thermo-bimetal
114
374616
4644
şi încălzesc cavitatea interioară, bimetalul termic
06:35
will begin to curl, and what actually will happen then
115
379260
2776
începe să se curbeze
06:37
is it'll start to block out the sun
116
382036
2303
şi va bloca parțial accesul soarelui
06:40
in certain areas of the building,
117
384339
1874
în anumite zone ale clădirii
06:42
and totally, if necessary.
118
386213
1941
sau complet, dacă e necesar.
06:44
And so you can imagine, even in this application, that
119
388154
2508
Vă imaginaţi în acest exemplu,
06:46
in a high-rise building where the panel systems go
120
390662
2677
pe o clările înaltă, unde panourile urcă
06:49
from floor to floor up to 30, 40 floors, the entire surface
121
393339
4767
40 de etaje de la parter, întreaga suprafaţă
06:54
could be differentiated at different times of day
122
398106
2190
poate fi diferenţiată în momente diferite ale zilei
06:56
depending on how that sun moves across and hits that surface.
123
400296
5459
în funcţie de strălucirea soarelui pe suprafaţă.
07:01
And these are some later studies that I'm working on
124
405755
2819
Astea-s studii la care lucrez acum,
07:04
right now that are on the boards, where you can see,
125
408574
2264
unde puteţi vedea
07:06
in the bottom right-hand corner, with the red, it's actually
126
410838
3341
în colţ, dreapta-jos, în roşu,
07:10
smaller pieces of thermometal, and it's actually going to,
127
414179
2278
bucăţi mai mici de termometal, pe care le facem
07:12
we're trying to make it move like cilia or eyelashes.
128
416457
5246
să mişte ca nişte cili sau gene.
07:17
This last project is also of components.
129
421703
2482
Ultimul proiect se referă tot la componente.
07:20
The influence -- and if you have noticed, one of my
130
424185
3857
Influenţa - dacă aţi observat,
07:23
spheres of influence is biology -- is from a grasshopper.
131
428042
3576
una din sursele mele de inspiraţie e biologia - provine de la greiere.
07:27
And grasshoppers have a different kind of breathing system.
132
431618
2607
Greierii au un sistem de respiraţie diferit.
07:30
They breathe through holes in their sides called spiracles,
133
434225
3402
Respiră prin orificii laterale, numite stigmate,
07:33
and they bring the air through and it moves through their system to cool them down,
134
437627
3490
aduc aerul care se mişcă prin sistem şi îi răcoreşte.
07:37
and so in this project, I'm trying to look at how we can
135
441117
3382
În acest proiect, încerc să văd cum putem
07:40
consider that in architecture too, how we can bring
136
444499
2182
aplica asta în arhitectură, să aducem
07:42
air through holes in the sides of a building.
137
446681
2666
aerul prin orificii în lateralele clădirilor.
07:45
And so you see here some early studies of blocks,
138
449347
2973
Aici vedeţi nişte studii mai vechi ale blocurilor,
07:48
where those holes are actually coming through,
139
452320
2513
unde orificiile străpung materialul.
07:50
and this is before the thermo-bimetal is applied,
140
454833
3720
Aici suntem înainte de aplicarea bimetalului termic,
07:54
and this is after the bimetal is applied. Sorry, it's a little
141
458553
2699
iar aici, după. Îmi pare rău,
07:57
hard to see, but on the surfaces, you can see these red arrows.
142
461252
3208
nu se vede bine, dar pe suprafeţe vedeţi săgeţile roşii.
08:00
On the left, it's when it's cold and the thermo-bimetal
143
464460
3178
În stânga, când e frig, bimetalul termic
08:03
is flat so it will constrict air from passing through the blocks,
144
467638
3602
e plat și împiedică aerul să treacă prin blocuri,
08:07
and on the right, the thermo-bimetal curls
145
471240
2040
iar în dreapta, bimetalul termic e curbat
08:09
and allows that air to pass through, so those are two different
146
473280
3546
şi permite aerului să treacă. Astea sunt două componente
08:12
components that I'm working on, and again,
147
476826
1816
diferite la care lucrez.
08:14
it's a completely different thing, because you can imagine
148
478642
2312
E complet diferit, vă imaginați
08:16
that air could potentially be coming through the walls
149
480954
2727
că aerul ar putea veni prin pereţi
08:19
instead of opening windows.
150
483681
2881
în loc de ferestre deschise.
08:22
So I want to leave you with one last impression about
151
486562
2688
Aş vrea să vă las cu o ultimă impresie
08:25
the project, or this kind of work and using smart materials.
152
489250
4380
despre proiect şi folosirea de materiale inteligente.
08:29
When you're tired of opening and closing those blinds
153
493630
3180
Când te-ai săturat să deschizi şi să închizi obloanele
08:32
day after day, when you're on vacation
154
496810
2993
zi după zi, când eşti în vacanţă
08:35
and there's no one there on the weekends to be turning off and on the controls,
155
499803
4039
şi nu e nimeni acasă să închidă şi să deschidă aerul condiţionat
08:39
or when there's a power outage, and you have
156
503842
2355
sau dacă se ia curentul
08:42
no electricity to rely on, these thermo-bimetals
157
506197
3021
şi nu aveţi electricitate, aceste bimetale termice
08:45
will still be working tirelessly, efficiently
158
509218
3998
vor lucra în continuare, eficient,
08:49
and endlessly. Thank you. (Applause)
159
513216
3306
la nesfârşit. Vă mulţumesc.
08:52
(Applause)
160
516522
2792
(Aplauze)
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