Termitstackar blir modell för energieffektiva byggnader
Termitstackars inre kan fungera som modell för hur vi bygger våra hus i framtiden. Forskare från Lunds universitet visar hur termitstackarnas uppbyggnad kan användas för att konstruera en ny sorts klimatskal.
Meristem wall som finns på LTH är en 3d-printad version av en termit-inspirerad vägg.
David Andréen, lektor i arkitektur och design vid Lunds universitet, disputerade med en avhandling om termitstackars inre 2016. Han samlade in prover från en termitstack i Namibia och analyserade kanalstrukturen i den. Nätverket av kanaler visade sig kunna fånga upp vind på marknivå och skapa turbulens, vilket leder till ett luftutbyte med omgivningen.
Forskarna har nu tagit fram ett sätt att simulera detta så att man med hjälp av elektriska signaler kan kontrollera luftutbytet i en vägg. Sådana väggar kan konstrueras med hjälp av 3D-skanning.
– Den stora skillnaden jämfört med en klassisk vägg är att den inte utgör en absolut barriär. De många små böjda kanalerna skapar ett motstånd så att väldigt lite luft rör sig mellan inne och ute. Med svaga impulser kan vi skapa rörelse och välja när vi ska utbyta luft med omgivningen och hur mycket, säger David Andréen.
Den stora skillnaden jämfört med en klassisk vägg är att den inte utgör en absolut barriär.
På det sättet kan en vägg användas för att reglera och ta in värme och kyla och flytta fukt fram och tillbaka mellan insida och utsida. Den blir en del i ett utbyte, som i ett biologiskt system. Sensorer och membran placeras på olika platser i väggen under produktionsskedet och kontrolleras sedan med mjukvara när byggnaden används.
Systemet sparar energi genom att värme och luftfuktighet kontrolleras med svaga elektriska impulser i stället för att byggnaden behöver värmas eller kylas med exempelvis radiatorer och luftkonditionering. Det kan också fungera som en del av en ventilationslösning, även om det inte kommer att kunna ersätta större fläktsystem.
På bottenvåningen i A-huset på Lunds universitet står redan en termit-inspirerad vägg som visades på Arkitekturbiennalen i Venedig 2021. Den kallas Meristem wall och visar hur en vägg med integrerade nätverk och kanaler kan göras med hjälp av 3d-printning.
Tekniken utvecklas snabbt och David Andréen ser stora möjligheter för konceptet att realiseras. I ett pågående forskningsprojekt utforskar han en robotiserad byggprocess i lera, integrerad med en designmodell.
– Snart kommer vi att kunna 3d-printa hela byggnader och strukturer, och då kan vi tillverka komplexa, unika saker, med hög detaljnivå, som inte har varit möjligt att göra tidigare, säger David Andréen.
Om forskningen
Artikel publicerad i Frontiers in materials: Termite-inspired metamaterials for flow-active building envelopes.
Om studien: Forskarna samlade in prover av det yttre höljet av en termitstack i Namibia. Genom CT-skanningar analyserades kanalstrukturen. Experiment med en tredimensionell kopia utfördes genom att simulera vind med hjälp av en högtalare. Forskarna använde också 2d-modeller av genomskinlig akrylplast där flödet studerades genom att driva färgat vatten genom tunnlarna.
