Als gediplomeerd architect bezorgd over het milieu, Doris Sung kreeg er genoeg van om klanten te bedienen die stalen en glazen gebouwen wilden, ongeacht hoe zulke ontwerpen bootladingen energie trekken, wereldwijde klimaatverandering verergeren.

Dus na 20 jaar ze stopte met het bedrijf en begon zich te concentreren op het bouwen van een betere muizenval. Het resultaat was verschillende prototypes die gebruik maakten van "slimme bouwmaterialen" die een revolutie teweeg zouden kunnen brengen in de architectuur, de manier waarop gebouwen worden gebouwd veranderen en uiteindelijk de enorme ecologische voetafdruk van de bouwsector verkleinen.

"Ik was bezorgd over klimaatverandering, "Gezongen, een inwoner van Rolling Hills, begon. "Maar in de architectuur het gebeurde gewoon niet. Ik bleef maar denken dat architectuur niets doet om dit probleem te verhelpen, dus daarom verliet ik het veld en ging ik onderzoek doen."

Zonnegevoelige muren, ramen

Als onderzoeker en professor aan de USC's School of Architecture in het afgelopen decennium, Sung heeft muren afgebroken - letterlijk.

In plaats van beton en spiegelglas te gebruiken dat gericht is op het creëren van vrij uitzicht en niet op energie-efficiëntie, waarom geen gebouwen maken met een "huid" zoals die van een mens die automatisch precies de juiste hoeveelheid licht en energie binnenlaat die een gebouw nodig heeft en buiten houdt wat het niet doet, zij dacht.

Na bijna negen jaar onderzoek waarbij verschillende materialen en verschillende softwareprogramma's werden uitgeprobeerd, een resultaat was Sung's InVert zonweringsysteem. Haar privébedrijf, TBM-ontwerp, creëert ramen met hangende thermo-bimetalen die reageren op zonlicht door onder verschillende hoeken te draaien en zelfs ondersteboven te klappen om het zonlicht te blokkeren of meer binnen te laten - waardoor het interieur van het gebouw op natuurlijke wijze wordt verwarmd of gekoeld.

Het responsieve raamsysteem vermindert het energieverbruik, met name airconditioning die vaak wordt gevoed door energiecentrales die fossiele brandstoffen verbranden, met 28% tot 42%. De ramen reageren op de elementen zonder energie te gebruiken - geen motoren, bedieningselementen of computerchips. De straling van de zon veroorzaakt de beweging.

Sung is van mening dat het gebruik van slimme materialen de omvang van enorme HVAC-systemen die nodig zijn om grote gebouwen te verwarmen en te koelen kan verminderen - een ommekeer in de constructie. Nu al, gebouwen verbruiken meer energie dan vervoer. In Californië, de uitstoot van broeikasgassen door gebouwen vertegenwoordigen 25% van de totale uitstoot van de staat, volgens een studie die deze maand is vrijgegeven door een energieadviesbureau in San Francisco.

"Verdomme, als we zelfs maar de kleinste wijziging kunnen aanbrengen op een gebouwschil, dan hebben we een grote sprong gemaakt, " ze zei.

Ramen ingebed met bimetalen

In haar laboratorium in haar huis in Rolling Hills op dinsdag, Sung demonstreerde de window skin-technologie. Sommigen beschrijven het draaien, gekrulde bimetalen als kleine vlinders die fladderen als ze worden geraakt door zonlicht. Architecturale publicaties hebben haar werk een mengeling van artistiek en praktisch ontwerp genoemd.

De kleurrijke bimetalen, gemaakt van nikkel, mangaan en koper, zijn meer als halve manen, ze zei. Ze zitten op scharnieren in de ruiten, maar zijn niet bevestigd, vrij kunnen bewegen als reactie op de zon. "Ze zien eruit als reepjes, maar zijn elliptische vormen, " ze zei.

Als deze waren geïnstalleerd in een gebouw van 12 verdiepingen, airconditioning zou met 15 procent worden verminderd, besparing van 360 ton koolstofdioxide, het belangrijkste broeikasgas dat bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde. "Dat is hetzelfde als 78 auto's permanent van de weg halen. Of zoals het planten van 6, 100 boomzaailingen, ' zei ze trots.

In februari, Sung en TBM Design Chief Financial Officer, Karen Sabath, waren finalisten in de C40 Women4Climate Tech Challenge in Parijs. Ook al wonnen ze niet, ze stonden in de top 10 van meer dan 100 inzendingen, zei Sung.

In de tussentijd, haar TED-talk heeft 1,2 miljoen views bereikt. Ze heeft talloze onderscheidingen ontvangen, waaronder de National American Institute of Architects Small Projects Award en de R+D-prijs van Architect Magazine.

Zelfmontageproducten voor NASA

In het labortorium, ze experimenteert ook met zelfstructurerende slimme materialen die zich vormen wanneer ze worden geraakt door zon of hitte. Ze werkt ook aan zelf-assemblerende materialen. Stel je een IKEA-tafel voor die zichzelf in elkaar zet wanneer deze wordt blootgesteld aan licht.

"Het gebruikt geen handen, geen gereedschap, gewoon de temperatuur gebruiken om het zelf in elkaar te zetten, " ze zei, het toevoegen van een dergelijke toepassing bevindt zich in de beginfase. Productie- en assemblagebedrijven zijn nieuwsgierig omdat het de noodzaak van dure robots zou vervangen. NASA heeft ook interesse getoond.

"Ik krijg telefoontjes van NASA. Zonder mensen, ze zouden iets kunnen bouwen op de maan of op Mars, "zei ze. "Je zou geen bouwploeg nodig hebben. Je zou maar één persoon kunnen hebben die het naar buiten brengt."

Sung bewondert de vooruitgang van Tesla-topman Elon Musk op het gebied van elektrische auto's. Ze zei dat de elektrische auto's van Tesla en alle EV's van andere autobedrijven de auto-industrie veel sneller van fossiele brandstoffen afleiden dan de bouwsector.

"We zitten vast met staal en glas, hetzelfde oude ding, " die een gebouw blootstelt aan zonnewarmte en het energieverbruik verhoogt, ze zei. Het op de markt brengen van nieuwe bouwmaterialen stuit op weerstand.

Het is niet makkelijk om groen te zijn

De redenen voor de terughoudendheid zijn tweeledig, zei Roger Sherman, ontwerpdirecteur voor Gensler, een architectenbureau uit LA:Verandering is altijd moeilijk, en slimme materialen kosten meer.

"Feit is dat niemand een risico wil nemen op nieuwe producten. Dit heeft fundamenteel te maken met kosten, " hij zei.

Dan is er de kwestie van verandering - soms is nieuw niet altijd aangenaam voor de klant, Craig Foster, vice-president van de Building Industry Association of Southern California in een e-mail.

"Zodra een nieuw product op de markt komt, het is vaak moeilijk om kansen te krijgen om het te presenteren, omdat er over het algemeen geen track record of bewijslast is over hoe het product eruit zal zien als het eenmaal is aangebracht en hoe het in de loop van de tijd zal meegaan."

Sherman zei dat het normaal is dat elke sector op zijn hoede is voor verandering. Hij zei dat ontwikkelaars wel meer duurzaamheid willen inbouwen in huizen en kantoren, maar het kost tijd.

Sung snapt dat. "We proberen nieuwe producten op de markt te brengen, maar we proberen ook de mening van de gebruiker te veranderen."