Ученые из университетов Штутгарта и Фрайбурга создали «умный» фасад для зданий

Ученые из университетов Штутгарта и Фрайбурга разработали инновационную фасадную систему под названием Solar Gate, которая способна пассивно адаптироваться к изменениям погоды без необходимости в электроэнергии. Вдохновением для разработки послужили сосновые шишки, чья структура и механизм раскрытия и закрытия чешуек легли в основу новой технологии.

В отличие от традиционных фасадных систем, требующих сложных механизмов для реагирования на погодные условия, Solar Gate использует природные свойства материала. Исследователи смогли воспроизвести анизотропную структуру целлюлозы, содержащуюся в растительных тканях, используя стандартные 3D-принтеры. Целлюлоза, будучи природным и возобновляемым материалом, обладает гигроскопическими свойствами: она набухает при высокой влажности и сжимается при низкой. Это явление, известное как гигроморфизм, используется в природе для раскрытия и закрытия чешуек шишек и соцветий.

При создании Solar Gate ученые изготовили специальные волокна из целлюлозы и напечатали двухслойную конструкцию, имитирующую чешуйки сосновой шишки. При повышении влажности целлюлоза впитывает влагу и увеличивается в размерах, что приводит к скручиванию и раскрытию напечатанных деталей. При понижении влажности целлюлоза отдает влагу и сжимается, вызывая распрямление и закрытие деталей. Помимо функциональности, эта система также демонстрирует «эстетику движений растений».

Испытания системы Solar Gate проводились более года в реальных условиях. Ее установили на световой люк здания университета Фрайбурга. Solar Gate продемонстрировала способность эффективно регулировать температуру внутри помещения. Зимой элементы системы открываются, чтобы пропускать солнечный свет и нагревать помещение, а летом закрываются, минимизируя попадание солнечных лучей и предотвращая перегрев. Эта система действует автономно, используя исключительно естественные колебания погодных условий в течение дня и года.

Solar Gate является энергонезависимой и экономичной альтернативой традиционным системам затенения. Учитывая, что здания потребляют значительное количество энергии на отопление, охлаждение и вентиляцию, что способствует увеличению выбросов углекислого газа, важно разрабатывать решения, позволяющие сократить эти энергозатраты. Разработка Solar Gate является важным шагом в этом направлении.

Ранее портал «Недвижимость и строительство» сообщал, что в Москве капитально отремонтировали 500 домов с яркими фасадами.