Deze zonweringtechniek is gebaseerd op de dennenappel

Dennenappels weten precies wanneer ze hun zaden moeten blootleggen. Ze kiezen het beste moment uit en openen hun ‘schubben’ als het warm en droog is. Is het koud en nat? Dan blijven de zaadjes opgesloten in de dennenappel. Het natuurlijke mechanisme achter dat systeem is heel slim.

De schubben bestaan namelijk uit twee lagen die onderling verbonden zijn door vezels. Die vezels zitten recht op elkaar en trekken samen als de lucht droger wordt, waardoor de dennenappel open gaat. Wordt het vochtig dan nemen deze vezels ook vocht op en gaat de dennenappel weer dicht.

Dit mechanisme heeft al heel wat wetenschappers geïnspireerd. Zo ontwikkelde een team kleding met poriën die open- en dichtgaan op basis van omgevingswarmte. Daardoor voelt de drager zich comfortabel bij verschillende temperaturen. Andere onderzoeken richtten zich op het ontwikkelen van ‘geheugenmaterialen’ die draaien of buigen naar mate de luchtvochtigheid verandert. Er zijn zelfs robots gemaakt die op basis van dit mechanisme kunnen buigen, weer recht worden en daardoor konden kruipen.

Werking prototype

Een postdoctoraal studente aan het ETH Zurich’s Institute for Building Materials bedacht de lamellen als prototype voor zonweringssysteem dat een maximale hoeveelheid schaduw biedt op de warmste momenten van de dag en juist licht en warmte doorlaat in de vroege ochtend, avond en nacht. Ze maakten daarvoor planken van twee soorten hout. Er werden laagjes van berkenhout afgewisseld met laagjes sparrenhout. Die laagjes zijn zo gezaagd en verlijmd dat de nerf van sparrenhout in een bepaalde richting loopt en het berkenhout daar loodrecht op ligt, alleen dan in tegenovergestelde richting. Dat lijkt dus op de manier waarop een dennenappel gestructureerd is. Ook kan dit hout reageren op veranderingen in luchtvochtigheid.

Om die reactie te versnellen, sorteerden de onderzoekers hun planken in paren. Een plank staat verticaal terwijl de andere halverwege de andere hangt. Als het vochtig is, zoals ’s nachts en ’s ochtends, staan beide planken rechtop en liggen ze min of meer tegen elkaar aan. Maar naar mate de dag vordert en het warmer wordt, wordt de lucht ook droger. Daardoor buigen de planken, waardoor de laagste plank de hogere als het ware weg duwt in een horizontale positie en voor schaduw zorgt. Ook een poging wagen als echte doe-het-zelver? Doehetbudget.nl heeft wellicht de juiste materialen in huis.

Automatisch

De wetenschappers denken dat dit systeem kan worden toegepast in daken en ramen die automatisch moeten openen en sluiten. Veel commerciële gebouwen maken op dit moment gebruik van een dergelijk (elektrisch gestuurd) systeem. Als zij zouden overstappen op de Zwitserse ‘dennenappel’ zonwering, zouden zij dus een significante energiebesparing kunnen realiseren. Zeker omdat die methode gebruik maakt van milieuvriendelijke materialen, weinig kost om te installeren en ook nauwelijks onderhoud nodig heeft.

Het hele onderzoek dat is gepubliceerd in het Engelstalige blad Energy and Buildings.

Zelf het systeem in actie zien?