Koristeći šišarke kao model, istraživači sa univerziteta u Štutgartu i Frajburgu razvili su inovativan fasadni sistem „Solarna kapija“, koji se pasivno prilagođava vremenskim uslovima bez potrebe za električnom energijom. Rezultati istraživanja, objavljeni u časopisu Nature Communications, ističu potencijal biomaterijala i naprednih tehnologija u stvaranju održive arhitekture.
Kako funkcioniše Solar Gate?
Inspirisana mehanizmima šišarki, Solarna kapija koristi higromorfne osobine celuloze—prirodnog, obnovljivog materijala koji se širi i skuplja u zavisnosti od vlažnosti i temperature. Istraživači su primenili tehniku 4D štampanja za kreiranje dvoslojnih struktura koje se otvaraju i zatvaraju bez potrebe za metaboličkom energijom ili mehatronikom.
Osnovni principi dizajna uključuju:
- Higroskopsku reakciju: Pri visokoj vlažnosti, materijal apsorbuje vlagu i širi se, omogućavajući da se elementi otvore. Pri niskoj vlažnosti, materijali se skupljaju, zatvarajući sistem.
- Bioinspirisane tehnologije: Štampane strukture repliciraju anizotropne karakteristike biljnih tkiva šišarki i čičaka, omogućavajući kontrolisanu promenu oblika.
Instalacija i testiranje
Solarna kapija je instalirana na livMatS Biomimetic Shell, istraživačkoj zgradi Univerziteta u Frajburgu, gde je testirana više od godinu dana u stvarnim vremenskim uslovima. Postavljena na krovni prozor okrenut prema jugu, ova tehnologija pomaže u regulaciji unutrašnje klime zgrade:
- Zimi omogućava ulazak sunčeve svetlosti za prirodno grejanje.
- Leti minimizira sunčevo zračenje zatvaranjem.
Ovaj proces adaptacije je u potpunosti vođen sezonskim vremenskim ciklusima, što ga čini energetski autonomnim i održivim.
Potencijal za održivu budućnost
„Solarna kapija“ ističe značaj aditivne proizvodnje i prirodnih materijala za smanjenje energetskih potreba zgrada. Zgrade doprinose značajnom delu globalnih emisija ugljenika, ali inovativni sistemi poput ovog mogu značajno smanjiti energiju potrebnu za grejanje, hlađenje i ventilaciju, pružajući resursno efikasne alternative.
Profesor Achim Menges sa Univerziteta u Štutgartu naglasio je da je ovaj sistem jedinstven po tome što je sam materijal osnova funkcionalnosti:
„Sama struktura biomaterijala je mašina.“
Profesor Thomas Speck iz Frajburga dodao je:
„Solarna kapija ne samo da pruža funkcionalnost i robusnost bioloških modela, već unosi estetiku prirodnih kretanja u arhitekturu.“
„Solarna kapija“ predstavlja revoluciju u dizajnu fasada, kombinovanjem bioinspiracije, napredne tehnologije i održivih materijala. Ovaj sistem ne samo da smanjuje energetske troškove već pruža i estetski dopadljivu, funkcionalnu alternativu konvencionalnim tehnologijama senčenja, nudeći značajan doprinos u borbi protiv klimatskih promena.
