Un nuovo sistema di ombreggiamento, chiamato Solar Gate, si distingue per la sua capacità di adattarsi in modo intelligente alle condizioni meteorologiche mutevoli senza richiedere energia esterna. I ricercatori delle Università di Stoccarda e Friburgo hanno preso ispirazione dalla natura, in particolare dai movimenti delle pigne, per sviluppare questo innovativo sistema.
Le pigne, con le loro scaglie che si aprono e si chiudono in risposta ai cambiamenti di umidità, hanno fornito il modello per creare un sistema di ombreggiamento reattivo alle condizioni meteorologiche e indipendente dall’energia. Achim Menges, responsabile dell’Istituto per il Design e la Costruzione Computazionale (ICD) dell’Università di Stoccarda, ha sottolineato che il sistema di ombreggiamento in bio-materiale si apre e si chiude autonomamente, senza necessità di energia operativa o componenti meccatronici.
La replicazione dell’efficace meccanismo delle pigne è stata resa possibile grazie alla tecnologia di stampa 3D, che ha permesso di ingegnerizzare fibre di cellulosa biologica e stamparle in una struttura a doppio strato ispirata alle pigne. La stampa 4D, in particolare, consente ai materiali di modificare autonomamente la loro forma in risposta a stimoli esterni come temperatura e umidità.
Solar Gate si apre ampiamente durante l’inverno per sfruttare al massimo il calore solare e si chiude saldamente in estate per mantenere l’edificio fresco. Questo sistema, che si basa esclusivamente sulle forze naturali del tempo, rappresenta un’innovazione significativa nel settore dell’architettura sostenibile.
Il sistema di ombreggiamento bioispirato è stato testato in condizioni meteorologiche reali per oltre un anno e successivamente integrato nel livMatS Biomimetic Shell, un edificio di ricerca presso l’Università di Friburgo. Posizionato strategicamente sul lucernario esposto a sud, Solar Gate gioca un ruolo fondamentale nella regolazione del clima interno, aprendosi per catturare il calore solare in inverno e chiudendosi per ridurre il surriscaldamento estivo.
A differenza delle soluzioni tradizionali che si basano su dispositivi tecnici complessi, Solar Gate dimostra come la reattività alle condizioni meteorologiche possa essere ottenuta sfruttando le caratteristiche intrinseche del materiale stesso attraverso un design computazionale avanzato e la produzione additiva.
Questo approccio innovativo non solo contribuisce a ridurre le emissioni di carbonio legate ai consumi energetici degli edifici, ma apre la strada a soluzioni architettoniche sostenibili che coniugano funzionalità ed estetica. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Communications, confermando l’importanza e il potenziale di Solar Gate nel panorama dell’architettura contemporanea.
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