Wykorzystanie nauki budowlanej w praktyce

Stuletni budynek już wkrótce stanie się poligonem dla najnowocześniejszych technologii budowlanych.

Instytut Fraunhofera w południowym Bostonie jest w końcowej fazie projektu rehabilitacyjnego, który będzie mógł przetestować działanie nowych technologii budowlanych, takich jak okna wytwarzające energię i nowe materiały izolacyjne. 13-piętrowy dawny magazyn z cegły, w którym będą mieszkać badacze zajmujący się energią słoneczną i budownictwem Fraunhofer, ma zużywać około połowy energii porównywalnej konstrukcji.

Budynki odpowiadają za około 40 procent emisji gazów cieplarnianych w Stanach Zjednoczonych i więcej w miastach takich jak Nowy Jork, gdzie jest to bliższe 80 procent. Zwłaszcza budynki komercyjne często marnują dużo energii na ogrzewanie i oświetlenie niezamieszkanych budynków, co czyni je gotowym obszarem do poprawy.

Problemem dla architektów nie jest brak produktów — konferencje dotyczące zielonych budynków są pełne wszystkiego, od materiałów budowlanych pochodzących z recyklingu po markizy słoneczne. Wyzwaniem jest wybór produktów, które oferują najlepszy zwrot z inwestycji i dopasowanie ich do całościowego projektu.

Prezentacja technologii budowlanych firmy Fraunhofer, która ma zostać otwarta w marcu, wykorzystuje wyłącznie produkty z półki, z których większość jest darowana przez około 40 producentów. Modernizacja tej historycznej konstrukcji o powierzchni 23 milionów dolarów jest częściowo finansowana ze stanowych i miejskich dotacji na rozwój gospodarczy w ramach działań na rzecz rozwoju Dzielnicy Innowacji w Bostonie.

Oto niektóre z unikalnych funkcji, które widziałem podczas zwiedzania witryny, która jest nadal w budowie:

Rozszerzona Rzeczywistość : Wejście na pierwsze piętro Targów Techniki Budowlanej będzie miało wystawę otwartą dla publiczności, co ma na celu wzbudzenie zainteresowania nauką o budownictwie. Odwiedzający będą mogli korzystać z nowatorskiego narzędzia do wizualizacji, aby poznać systemy mechaniczne budynku.

Inżynierowie Fraunhofera napisali aplikację na iPada, która pozwala ludziom skierować tablet na ścianę lub podłogę i zobaczyć animację rur i kanałów pod nią. Wyświetlacz, z którego mogą korzystać również profesjonaliści, pokaże również dane, takie jak temperatura otoczenia, ciśnienie i natężenie przepływu.

Aplikacja rzeczywistości rozszerzonej pozwoli odwiedzającym zobaczyć systemy mechaniczne za ścianami i podłogą oraz przeglądać dane w czasie rzeczywistym o tym, co robią. Jest to część wystawy mającej na celu edukowanie opinii publicznej i profesjonalistów w zakresie nauk o budownictwie. Źródło: Martin LaMonica

Łóżko testowe do materiałów budowlanych : Naukowcy Fraunhofer wykorzystają sam budynek do przetestowania wydajności lokalnych technologii słonecznych oraz skuteczności nowych typów systemów oświetleniowych i HVAC.

Ściana wychodząca na południe będzie miała różne inteligentne technologie szkła, w tym okna, które przyciemniają się automatycznie, aby utrzymać ciepło, jednocześnie maksymalizując światło dzienne i okna wytwarzające energię elektryczną. Naukowcy będą mogli również mierzyć wydajność okien lub systemów grzewczych w specjalnych komorach klimatycznych, samodzielnych konstrukcjach, w których komponenty można wymieniać do testów.

Nawet izolacja w tym budynku jest oprzyrządowana. Budynek Showcase wypróbuje wiele rodzajów izolacji na ścianach, w tym panele próżniowe, które jako rzeczywisty izolator wykorzystują gaz zamiast celulozy lub włókna szklanego. Czujniki umieszczone na każdej ścianie będą gromadzić dane dotyczące temperatury i wilgotności, aby zmierzyć wydajność porównawczą.

Budynek będzie częściowo zasilany panelami słonecznymi umieszczonymi na sąsiednim garażu (ponieważ jest to budynek zabytkowy, nie można było ich umieścić na elewacji). Zdaniem Dirka Mahlinga, dyrektora grupy rozproszonych systemów energii elektrycznej w Fraunhofer Boston, naukowcy mają nadzieję wykorzystać tę generację na miejscu do przetestowania technologii mikrosieci. Podczas przerwy w dostawie prądu budynek mógłby potencjalnie działać częściowo lub utworzyć mikrosieć z sąsiadem Gillette, aby działać na jednej nodze, gdy sieć jest wyłączona.

Głęboka modernizacja energetyczna. Jednym z wyzwań w projektowaniu zielonych budynków jest radykalne zmniejszenie zużycia energii w istniejących budynkach, które w końcu stanowią większość zasobów budowlanych. Pokaz Techniki Budowlanej polega na wykonaniu izolacji od wewnątrz ceglanych ścian i sufitu, co wymaga od projektantów dokładnego monitorowania wilgotności. Według kierownika projektu Alexa Cheimetsa próżniowe panele izolacyjne, które są obudowami wypełnionymi gazem i pokrytymi pianką strukturalną, obiecują nawet izolację R40 na cal.

Jednym z rzadko używanych produktów, które firma Fraunhofer Building Technology Showcase przetestuje, są panele izolowane próżniowo, w których powietrze zamknięte w piankowej strukturze działa jak doskonały izolator. Źródło: Martin LaMonica

W budynku zastosowane zostaną wydajne systemy oświetleniowe i HVAC, w tym belki chłodzące. Chłodna woda jest przepuszczana przez konstrukcje nad głową, aby schłodzić otaczające ją powietrze, które spada do pomieszczeń. Ogólnie rzecz biorąc, mając mocno izolowaną i szczelną konstrukcję, projektanci mogą zaoszczędzić pieniądze dzięki mniejszym urządzeniom grzewczym i chłodzącym. A niektóre praktyki, takie jak wstępne chłodzenie sal konferencyjnych przed spotkaniami, będą kolejnym sposobem na poprawę ogólnej wydajności budynku, mówi Cheimets.

ukryć