Термиты перехитрили людей, когда дело дошло до систем отопления, вентиляции и кондиционирования

Термитники могут научить нас секрету создания «живых и дышащих» зданий, которые потребляют меньше энергии.

Д. Андреен

В то время как люди строили Мак-Особняки и другие сооружения, не ставящие во главу угла ни эффективность, ни производительность, другие представители животного мира работали над блестящими проектами, разработанными для наилучшего удовлетворения их потребностей. Конечно, люди, практикующие народную архитектуру, продумали свои здания. Но во многих местах у нас есть конструкции, которые не работают с природой, и в конечном итоге мы полагаемся на ресурсоемкие приспособления для климат-контроля, чтобы сохранить наши дома пригодными для жизни.

В настоящее время 25% производимой в мире энергии используется для отопления и охлаждения домов и коммерческих зданий. «Поскольку доходы растут, а наша планета нагревается, ожидается, что количество кондиционеров утроится с 1,6 миллиарда единиц сегодня до 4,8 миллиарда в 2050 году», — говорится на климатическом портале Массачусетского технологического института. «Мало того, что этот процесс потребляет много электроэнергии, но кондиционеры также имеют тенденцию к утечке хладагентов, которые часто представляют собой гидрофторуглероды: парниковые газы, которые в сотни раз сильнее углекислого газа».

Вопрос в том, как нам перейти к доступным, менее углеродным и экологически чистым способам охлаждения и обогрева наших зданий?

Учитесь у термитов, очевидно!

В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers for Materials, исследователи показали, как термитники могут помочь нам создать комфортный внутренний климат, который не имеет углеродного следа от кондиционирования воздуха, объясняет Миша Дейкстра в Frontiers Science News.

«Ученые изучили «выходной комплекс» термитов Macrotermes michaelseni из Намибии, который, по-видимому, способствует регулированию влажности и газообмену», — пишет Дийкстра. «Они показали, что расположение этой решетчатой ​​сети туннелей может перехватывать ветер вокруг термитника и создавать внутри турбулентность, которая может обеспечивать вентиляцию и контролировать внутренний климат».

«Эти свойства можно скопировать, чтобы создать комфортный климат в человеческих зданиях с небольшим потреблением энергии», — добавляет он.

Многие термиты известны как инженеры экосистем — виды, которые существенным образом создают, разрушают, изменяют или поддерживают среду обитания. И мы не говорим о термитах, которым нравится ваш дом как таковой. Мы говорим о термитах, которые строят небоскребы.

Некоторые виды термитов строят курганы, достигающие 26 футов в высоту, что делает их башни крупнейшими в мире сооружениями, построенными животными. (Есть неподтвержденные сообщения о 42-футовом кургане в Республике Конго, построенном африканским видом, известным как воинственный термит!)

На протяжении десятков миллионов лет термиты совершенствовали свои методы строительства — и есть чему поучиться.

«Здесь мы показываем, что «выходной комплекс», сложная сеть взаимосвязанных туннелей, обнаруженных в термитниках, может быть использован для продвижения потоков воздуха, тепла и влаги новыми способами в человеческой архитектуре», — сказал доктор Дэвид Андреен, старший научный сотрудник преподаватель Лундского университета и первый автор исследования.

Для исследования Андреен и соавтор доктор Руперт Соар, доцент Школы архитектуры, дизайна и искусственной среды Университета Ноттингем Трент, обратились к Macrotermes michaelseni. Также известные как термиты-гиганты, колония может состоять из более чем миллиона особей.

Команда сосредоточилась на выходном комплексе — густой решетчатой ​​сети туннелей, как вы можете видеть на верхней фотографии. Эта структура соединяет более широкие каналы внутри и снаружи. «В сезон дождей (с ноября по апрель), когда курган растет, он простирается над его северной поверхностью, подвергаясь прямому воздействию полуденного солнца», — пишет Дейкстра. «Вне этого сезона рабочие, работающие с термитами, блокируют выходные туннели. Считается, что комплекс позволяет испарять избыточную влагу, сохраняя при этом достаточную вентиляцию».

Андреен и Соар отсканировали и распечатали на 3D-принтере копию фрагмента реального выходного комплекса и исследовали, как расположение структуры создает колеблющиеся импульсные потоки.