Ez a mozgó homlokzat tanul és alkalmazkodik – Így árnyékol és növeli az épület energiahatékonyságát

A természet ihlette építészeti megoldás egyedülálló innovációja a gépi tanulásnak és az automatizálásnak. A homlokzat reagál a környezeti hatásokra és saját magát szabályozza.

A Stuttgarti Egyetemen kifejlesztett FlectoLine árnyékolórendszer olyan adaptív homlokzati megoldást kínál, amely aktívan alkalmazkodik az időjárás változásaihoz. A rendszer célja az épületek energiahatékonyságának optimalizálása. A fejlesztők a természetből merítettek inspirációt, és kutatásaik során különleges működésű növények és rovarok megfigyelése nyomán jutottak el az ipari megvalósításig.

Az egyetem közleménye szerint a FlectoLine rendszert két évig tesztelték a freiburgi Botanikus Kert egyik üvegházán. Kiderült, hogy az adaptív homlokzat a környezet hatásaira valós időben reagál, és hozzájárul az épület belső komfortjának növeléséhez. A 83,5 négyzetméteres demonstrátor 101 árnyékoló elemből áll. Ezek szálerősített műanyagból készült lamellák, amelyek sűrített levegő segítségével hajlanak szét vagy össze.

Hideg időben a lamellák összezárnak, hogy minél több napfény és hő jusson be az épületbe. Meleg időben viszont rányílnak az üvegfelületre, hogy árnyékot adjanak.

A rendszer vezérlőegysége gépi tanulással jósolja meg az optimális beállításokat különböző helyzetekre, míg a működtetést beépített napelemek biztosítják – részletezi a projekt leírása.

Így valósították meg a mozgó-tanuló-önvezérlő homlokzatot

A projekt a nemzetközi „Flectuation” kutatási program része volt. Ebben a Stuttgarti Egyetem két intézete – az ITKE (Épületszerkezetek és Tartószerkezeti Tervezés Intézete), valamint az ITFT (Textil- és Száltechnológiai Intézet) –, rajtuk kívül pedig a freiburgi egyetem Növényi Biomechanikai Csoportja vett részt.

„A Freiburgban telepített tesztrendszer több mint tíz év kutatómunkájára épül. Ez az első teljesen működőképes, nagyméretű kültéri demonstrátor, amely rugalmas, szálerősített kompozitból készült, adaptív homlokzatként működik” – magyarázta Edith A. Gonzalez, az ITKE kutatási munkatársa.

A fejlesztők a vízikerék, más néven lápi aldrovanda és a csíkos pajzsospoloska működéséből indultak ki. Előbbi érdekessége, hogy ragadozó növényfaj (hazánkban is honos, leginkább a Hortobágyi Nemzeti Parkban fordul elő), amely a csapdáit össze tudja zárni, hogy elkapja a vízibolhákat. Ez a mozdulat adta az inspirációt a mechanikai működéshez.

A csíkos pajzsospoloska testfelépítéséből szintén inspirációt merítettek: a rovar szárnyszerkezete változó merevségű, ami lehetővé teszi a pontos alakváltozást. Ugyanezt az elvet alkalmazták az árnyékoló elemek kialakításánál.

A projekt 2025 májusában elnyerte az MVV Jövő Alapítvány „Baden-Württembergi Bioinspirált Innovációk Különdíját”, amit a 6. Baden-Württembergi Bionikai Kongresszuson, Mannheimben vett át a FlectoLine csapata.

„Nagyon büszkék vagyunk erre az elismerésre, mert a klímaváltozás jelentette kihívások fényében az építészetnek új utakat kell keresnie – mondta Edith A. Gonzalez. – A FlectoLine-nal sikerült megmutatnunk, mekkora lehetőség rejlik az adaptív homlokzatokban. Ez a megoldás növeli az épület komfortját és funkcionalitását, miközben javítja az energiahatékonyságot és csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást.”

Címlapkép: ITKE/ITFT – Stuttgarti Egyetem