HVAC 시스템에 있어서 흰개미는 인간을 능가합니다

흰개미집은 에너지를 덜 사용하는 "살아 있고 숨쉬는" 건물을 만드는 비결을 가르쳐 줍니다.

D. 안드레인

인간이 효율성이나 성능을 우선시하지 않는 McMansions 및 기타 구조를 구축하는 동안 동물 세계의 다른 구성원은 자신의 요구 사항을 가장 잘 충족하도록 설계된 뛰어난 디자인을 연구해 왔습니다. 물론, 토착 건축을 실천하는 사람들은 자신의 건물을 알아냈습니다. 하지만 너무 많은 곳에서 우리는 자연과 조화를 이루지 못하는 구조를 갖고 있으며 결국 집을 살기 좋은 상태로 유지하기 위해 자원이 부족한 기후 조절 장치에 의존하게 됩니다.

현재 전 세계적으로 생산되는 에너지의 25%는 주택과 상업용 건물의 냉난방에 사용됩니다. MIT의 Climate Portal에 따르면 "소득이 증가하고 지구가 따뜻해짐에 따라 에어컨 장치의 수가 현재 16억 개에서 2050년 48억 개로 3배 증가할 것으로 예상됩니다."라고 합니다. "이 과정은 많은 전기를 사용할 뿐만 아니라 AC 장치에서는 종종 수소불화탄소인 냉매가 누출되는 경향이 있습니다. 이는 이산화탄소보다 수백 배 더 강한 온실가스입니다."

문제는 건물을 냉난방하기 위해 저렴하고, 저탄소, 무공해 방식으로 전환하는 방법입니다.

당연히 흰개미에게서 배우세요!

Frontiers for Materials에 발표된 새로운 연구에서 연구자들은 흰개미 둔덕이 에어컨의 탄소 배출량이 없는 편안한 실내 기후를 만드는 방법을 우리에게 가르칠 수 있다고 Frontiers Science News의 Mischa Dijkstra는 설명합니다.

"과학자들은 수분 조절과 가스 교환을 촉진하는 것으로 보이는 나미비아의 Macrotermes michaelseni 흰개미의 '출구 단지'를 연구했습니다."라고 Dijkstra는 썼습니다. "그들은 이 격자형 터널 네트워크의 레이아웃이 흰개미 마운드 주변의 바람을 차단할 수 있음을 보여주었습니다. 내부에 난기류를 만들어 환기를 강화하고 실내 온도를 제어할 수 있습니다."

"이러한 특성은 적은 에너지로도 인간 건물에 편안한 기후를 조성하기 위해 복사될 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다.

많은 흰개미는 생태계 공학자, 즉 중요한 방식으로 서식지를 생성, 파괴, 수정 또는 유지하는 종으로 알려져 있습니다. 그리고 우리는 본질적으로 당신의 집에 대한 맛을 가지고 있는 흰개미에 대해 말하는 것이 아닙니다. 우리는 고층 건물을 짓는 흰개미에 대해 이야기하고 있습니다.

일부 흰개미 속은 높이가 26피트에 달하는 둔덕을 쌓아 그들의 탑을 세계에서 가장 큰 동물이 만든 구조물로 만듭니다. (전쟁 같은 흰개미로 알려진 아프리카 종이 콩고 공화국에 42피트 높이의 언덕을 건설했다는 미확인 보고가 있습니다!)

수천만 년에 걸쳐 흰개미는 건축 방법을 완성하기 위해 노력해 왔으며 배울 점이 있습니다.

"여기서 우리는 흰개미 더미에서 발견되는 복잡한 상호 연결된 터널 네트워크인 '출구 단지'가 인간 건축의 새로운 방식으로 공기, 열 및 습기의 흐름을 촉진하는 데 사용될 수 있음을 보여줍니다."라고 David Andréen 박사는 말했습니다. Lund University의 강사이자 연구의 첫 번째 저자입니다.

연구를 위해 Andréen과 공동 저자인 Nottingham Trent University의 건축, 디자인 및 건축 환경 학부 부교수인 Dr. Rupert Soar는 Macrotermes michaelseni를 선택했습니다. 거대언덕 흰개미라고도 알려진 백만 마리 이상의 개체가 하나의 군체를 구성할 수 있습니다.

팀은 상단 사진에서 볼 수 있듯이 조밀하고 격자 모양의 터널 네트워크인 출구 단지에 중점을 두었습니다. 이 구조는 내부의 더 넓은 도관을 외부와 연결합니다. "마운드가 자라는 우기(11월부터 4월) 동안 이것은 북향 표면 위로 확장되어 한낮의 태양에 직접 노출됩니다."라고 Dijkstra는 썼습니다. "이번 시즌이 아닐 때 흰개미 일꾼들은 출구 터널을 막습니다. 이 단지는 적절한 환기를 유지하면서 과도한 수분을 증발시킬 수 있는 것으로 생각됩니다."

Andréen과 Soar는 실제 출구 단지의 일부 사본을 스캔하고 3D로 인쇄했으며 구조의 레이아웃이 어떻게 진동하는 펄스와 같은 흐름을 생성하는지 탐구했습니다.