Учени от Германия представят новаторска интелигентна фасадна система, която променя формата си в зависимост от метеорологичните условия, за да оптимизира енергийната ефективност и вътрешния комфорт на сградите, като по този начин предлага нов път към адаптивните строителни технологии.
Наречена FlectoLine, системата с площ от 898 квадратни фута (83,5 квадратни метра) е подложена на двугодишни тестове в реални условия и наскоро е отличена със специална награда на първото издание на конкурса „Награда за био-вдъхновени иновации Баден-Вюртемберг“.
Иновативната технология, разработена в рамките на международния научноизследователски проект Flectuation, е резултат от повече от десетгодишна работа, ръководена от Института за строителни конструкции и конструктивно проектиране (ITKE), Института за текстилни и влакнести технологии (ITFT) към Университета в Щутгарт и Групата за биомеханика на растенията PBG към Университета във Фрайбург.
Понастоящем демонстрационният модел е инсталиран в оранжерия в Ботаническата градина във Фрайбург и се състои от 101 гъвкави клапи – засенчващи елементи, изработени от подсилени с влакна пластмасови ламинати, които реагират динамично на условията на околната среда с помощта на сгъстен въздух и изкуствен интелект.
Първи действащ пълномащабен прототип на открито
Credit: ITKE/ITFT University of Stuttgart
Изследователите обясняват, че при студено време клапите се сгъват, за да пропускат възможно най-много слънчева светлина и топлина в сградата. В същото време, когато температурите се повишат, клапите се отварят, за да осигурят сянка.
Алгоритмите за машинно обучение предвиждат оптималните настройки въз основа на текущите и прогнозните условия, като осигуряват постоянен баланс между комфорта в помещенията и енергийната ефективност. Освен това вградените фотоволтаични модули захранват системата по устойчив начин.
„Тестовата система, инсталирана във Фрайбург, се базира на повече от десет години изследвания“, подчертава Едит А. Гонзалес, научен сътрудник в ITKE. „Това е първата напълно функционална, широкомащабна демонстрация на открито на адаптивна фасада, изработена от гъвкави композитни материали, подсилени с влакна.“
Екипът разкрива, че е базирал концепцията си на природата, като за биологични модели на дизайна са послужили растението водно колело (Aldrovanda vesiculosa) и шарената буболечка (Graphosoma lineatum).
„Растението водно колело е месоядно растение, което може да затваря капаните си, за да улавя малки животни като водни бълхи“, подчертава Матиас Ридер, научен сътрудник в ITFT. Вдъхновен от този механизъм, екипът се обръща към раираната буболечка, за да получи представа за материалната структура на засенчващите елементи.
Ридер обяснява как, променяйки твърдостта на различните части на крилата си, буболечката ги деформира, за да извършва много точни движения – принцип, който е отразен в начина, по който се движат клапите на FlectoLine, за да регулират засенчването.
Природата среща технологията
Credit: University of Stuttgart / itke / ITFT
Това уникално съчетание на биология и инженерство впечатлява журито на „Награда за био-вдъхновени иновации Баден-Вюртемберг“, по-рано този месец.
Церемонията по награждаването, организирана от Мрежата за бионични разработки Баден-Вюртемберг (Network for Bionic Developments Baden-Württemberg e.V.) с подкрепата на регионалното Министерство на храните, селските райони и защитата на потребителите, се състои по време на 6-ия конгрес по бионика в Манхайм.
Екипът на FlectoLine е удостоен със специалната награда на MVV Foundation for the Future за своята биоинспирирана иновация.
Подчертавайки значението на признанието, Гонзалес изтъква спешната необходимост архитектурата да поеме в нови посоки в отговор на предизвикателствата на изменението на климата.
„С FlectoLine успешно демонстрирахме колко голям потенциал имат адаптивните фасади в това отношение“, заключава Гонзалес в съобщение за пресата. „FlectoLine увеличава максимално комфорта и функционалността на сградата, като същевременно подобрява енергийната ефективност и намалява емисиите на CO₂.“
Източник: InterestingEngineering
