Stuttgart Üniversitesi ve Freiburg Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen 4D Baskılı Güneş Kapısı, mimari teknolojide önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor. Hava koşullarına duyarlı bu gölgeleme ve cephe sistemi, elektriğe ihtiyaç duymadan çevresel koşullara göre biçimini ayarlayarak otonom olarak çalışıyor. Solar Gate, doğal süreçleri taklit ederek iç mekan iklim düzenlemesini geliştirirken, 4D baskının sürdürülebilir mimarideki potansiyelini de gözler önüne seriyor.
4D Baskı Kavramı
4D baskı, ilk baskı işleminden sonra zaman içinde şekil veya davranış değiştirebilen malzemeleri ifade eder. Güneş Kapısı, bitki dokularında, özellikle de çam kozalaklarındaki selüloz liflerinde bulunan higromorfik özellikleri taklit eden özel olarak tasarlanmış, biyobazlı selüloz lifleri kullanmaktadır. Bu yenilikçi yaklaşım, teknoloji ve doğanın kesişimini vurgulamaktadır.
Tasarım ve İşlevsellik: Doğadan Esinlenildi
Higromorfizim
Solar Gate’in tasarımı, nem seviyelerine göre açılıp kapanan çam kozalaklarının doğal hareketlerinden esinlenmiştir. Bu higromorfik özellik, gölgeliklerin yüksek nemde nemi emmesini sağlayarak genişlemelerine ve kıvrılıp açılmalarına neden olur. Tersine, düşük nemde malzemeler büzüşerek yapıyı düzleştirir.
Çift Katmanlı Yapılar
Araştırmacılar, hesaplamalı bir üretim yöntemi kullanarak selüloz liflerini çam kozalaklarının pullarını taklit eden iki katmanlı yapılar halinde ekstrüde ediyor. Bu benzersiz tasarım, Solar Gate’in işlevselliğinin ayrılmaz bir parçasıdır ve çevresel değişikliklere dinamik olarak yanıt vermesini sağlar.
Test ve Uygulama: Gerçek Dünya Uygulamaları
livMatS Biomimetic Shell’de enstalasyon
Araştırmacılar Solar Gate’i Freiburg Üniversitesi’nde bir araştırma tesisi olan livMatS Biomimetic Shell’in güneye bakan tavan penceresine monte ettiler. Bu bina, IntCDC ve livMatS Mükemmellik Kümesi için yenilikçi mimari çözümlerin sergilendiği bir demonstratör görevi görmektedir.
Yıl Boyu Test
Solar Gate bir yılı aşkın bir süredir gerçek hava koşulları altında test edilmektedir. Sistem, mevsimsel hava döngülerine yanıt olarak otomatik olarak açılıp kapanarak iç mekan iklimini düzenlemede etkili olduğunu kanıtlamıştır. Kış aylarında, gölgelikler doğal ısıtma için güneş ışığının içeri girmesine izin verirken, yaz aylarında güneş kazancını azaltmak için kapanmaktadır.
Araştırma Hedefleri: Sürdürülebilir Mimari Çözümler
Katmanlı Üretimde Teorilerin Kanıtlanması
Araştırma iki temel teoriyi doğrulamayı amaçlamaktadır: eklemeli üretim yoluyla erişilebilir ve uygun maliyetli teknolojilerin uygulanabilirliği ve mimari tasarımda yenilenebilir bir malzeme olarak selülozun potansiyeli. Bulgular, sürdürülebilir uygulamaların modern mimariye entegre edilebileceğini göstermektedir.
Gelecekteki Uygulamalar
Solar Gate’in etkileri mevcut kullanımının ötesine geçerek daha duyarlı, enerji tasarruflu binalara doğru bir yol gösteriyor. Araştırmacılar, benzer teknolojilerin çeşitli mimari bağlamlarda uygulanabileceğini, sürdürülebilirliği ve kullanıcı konforunu artırabileceğini öngörmektedir.
Uyarlanabilir Mimaride Yeni Bir Dönem
4D Baskılı Güneş Kapısı, teknolojik yenilikleri doğal ilkelerle birleştirerek mimari tasarıma dönüştürücü bir yaklaşım getiriyor. Stuttgart Üniversitesi ve Freiburg Üniversitesi’nden araştırmacılar, yalnızca çevresel koşullara yanıt vermekle kalmayan, aynı zamanda yenilenebilir malzemeler kullanarak sürdürülebilirliği destekleyen bir sistem geliştirdi.
Katılımcı Üniversiteler
- Stuttgart Üniversitesi
Stuttgart Üniversitesi | @unistuttgart, - Freiburg Üniversitesi
Freiburg Üniversitesi |@unifreiburg
İşbirliği Yapılan Enstitüler
Proje, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli disiplinler arası işbirliklerini içermektedir:
- Hesaplamalı Tasarım ve İnşaat Enstitüsü (ICD)
Mimari tasarım için hesaplama yöntemlerini geliştirmeye odaklanmıştır. - Plastik Teknolojisi Enstitüsü (IKT)
Plastik malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanması konusunda uzmanlaşmıştır. - Cluster of Excellence Integrative Computational Design and Construction for Architecture (IntCDC)
Tasarım ve inşaat süreçlerini yenilemeyi amaçlayan işbirliğine dayalı bir araştırma çabası. - Bitki Biyomekaniği Grubu
Tasarım ilkelerine ilham vermek için bitkilerin mekaniğini inceler. - Mikrosistem Mühendisliği Bölümü (IMTEK)
Mimari uygulamalara entegre edilebilecek mikro-mühendislik teknolojilerini araştırır. - Yaşayan, Uyarlanabilir ve Enerji-Otonom Malzeme Sistemleri (livMatS) Mükemmeliyet Kümesi
Çevrelerine uyum sağlayabilen ve otonom olarak çalışabilen malzemeler geliştirmeye odaklanır.
Katılan Araştırmacılar
Proje, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından yürütülmektedir:
- Tiffany Cheng
- Yasaman Tahouni
- Ekin Sıla Şahin
- Kim Ulrich
- Silvia Lajewski
- Christian Bonten
- Dylan Wood
- Jürgen Rühe
- Thomas Speck
- Achim Menges
Bu araştırmacılar mimarlık, malzeme bilimi ve mühendislik gibi çeşitli alanlardan uzmanlık getirerek projenin çok yönlü yaklaşımına katkıda bulunuyorlar.
Fotoğrafçılık
4D Baskılı Güneş Kapısı’nın görsel dokümantasyonu ünlü fotoğrafçılar tarafından çekildi:
- Conné van d’Grachten
@conne_van_d_grachten - Roland Halbe
@rolandhalbe https://rolandhalbe.eu/
4D Baskılı Güneş Kapısı hakkında derinlemesine bilgi ve devam eden güncellemeler için aşağıdaki kaynağı kullanabilirsiniz.
Buradan okuyabilirsiniz.