Qualquer pessoa que passa a maior parte do dia dentro de casa sabe a importância de um ambiente confortável para trabalhar e morar. Pesquisadores do Laboratório de Física de Edifícios e Energia Solar da EPFL estão procurando maneiras de maximizar o ganho de energia do envelope de um edifício e, ao mesmo tempo, otimizar o conforto interior de um maneira ambientalmente correta. Eles estão demonstrando como isso pode ser feito com "SolAce, "a mais recente unidade no prédio de pesquisa NEST da Empa e Eawag.

A fachada azul esverdeada da unidade "SolAce" no NEST brilha como a asa de uma borboleta à luz do sol. A última adição ao edifício de pesquisa e inovação da Empa e Eawag em Dübendorf foi oficialmente inaugurado em 24 de setembro de 2018. A unidade combina espaço de trabalho e espaço de vida em quase 100 metros quadrados e está integrada no lado sul do NEST entre a segunda e a terceira plataforma do estrutura tipo caixa-tipo.

"Através de sua fachada, "SolAce" é colher mais energia do que a unidade precisa ao longo do ano, ao mesmo tempo em que proporciona o melhor conforto possível aos usuários. "É assim que Jean-Louis Scartezzini explica o objetivo do projeto. O pesquisador da EPFL é o Diretor do Laboratório de Energia Solar e Física de Edifícios, e a ideia para a unidade NEST mais recente é uma ideia sua. Para atingir esse objetivo, os pesquisadores combinam vários elementos de fachada ativos e passivos que apresentam tecnologias desenvolvidas no laboratório baseado em Lausanne. Algumas dessas tecnologias estão prestes a ser comercializadas por start-ups e colaborações com parceiros da indústria, enquanto outros ainda têm um caminho a percorrer. "O NEST nos dá a oportunidade única de examinar as várias tecnologias em interação umas com as outras e em um ambiente da vida real, "diz Scartezzini.

Eletricidade e água quente

O balanço energético positivo da unidade deve ser alcançado através da produção de eletricidade solar e água quente diretamente na fachada. Módulos fotovoltaicos e coletores solares térmicos com um novo tipo de nano-envidraçamento colorido serão usados ​​para este propósito. Com o objetivo de promover a integração das unidades fotovoltaicas na envolvente do edifício, oferecendo um maior alcance arquitetónico através de diferentes cores, uma equipe da EPFL pesquisa revestimentos para coloração há quase 20 anos. A equipe de pesquisa, liderado por Andreas Schüler, estava claro no fato de que o revestimento precisaria causar a menor perda de energia possível. Não havia dúvida de usar pigmentos de cor absorventes. Em vez de, filmes finos entre 5 e 200 nanômetros criam o que é conhecido como "efeitos de cor de interferência" no interior do vidro, não muito diferente daqueles que aparecem em uma bolha de sabão ou nas asas de uma borboleta, por exemplo. "Como o nano-revestimento é muito transparente, praticamente não há efeitos de absorção e apenas perdas de energia muito pequenas, "explica Schüler. Essa tecnologia já foi patenteada e está sendo levada ao mercado pelo spin-off" SwissINSO, "com a versão azul esverdeada sendo usada no NEST.

Além do espaço de escritório para quatro pessoas, "SolAce" também oferece uma sala de estar para duas pessoas. Para manter a promessa de conforto ideal, os pesquisadores estão tentando recriar a percepção individual dos usuários usando sensores óticos inovadores. Os sensores de protótipo medem as condições de iluminação e brilho da perspectiva do usuário, por exemplo, uma pessoa que trabalha em um computador. Este monitoramento em tempo real é usado para controlar a iluminação elétrica e proteção solar da melhor maneira possível. Isso significa que se um determinado valor de brilho for excedido, as venezianas curvas começam a direcionar os raios de luz que entram no prédio para o teto. A iluminação circadiana também se destina a impulsionar o desempenho de trabalho dos habitantes "SolAce", mas também para apoiá-los durante as fases de recuperação. A iluminação circadiana simula a luz do sol ao longo do dia, promovendo assim o nosso ritmo natural de sono-vigília.

Vidros microestruturados

Da mesma forma, Os painéis de janela inovadores contribuem para um ambiente acolhedor para viver e trabalhar - e, acima de tudo, para reduzir o consumo de energia para aquecimento no inverno e para ventilação no verão. Invisível para o olho humano, um envidraçamento microestruturado em uma película de polímero no interior do vidro direciona a luz do inverno para o teto da unidade para uma iluminação uniforme, permitindo assim que o interior aqueça naturalmente. No verão, o mesmo envidraçamento garante que os raios de sol sejam desviados das janelas e, portanto, os quartos não esquentam tanto. Este novo tipo de envidraçamento foi desenvolvido na EPFL por Andreas Schüler e sua equipe. Os pesquisadores usaram um laser de precisão da Empa em Thun para fabricar os primeiros protótipos. Agora a equipe está trabalhando com a BASF / Suíça para desenvolver um processo de fabricação industrial. Assim que os primeiros painéis de janela estiverem disponíveis, devem ser instalados na fachada "SolAce". Pesquisadores do Laboratório de Performance Integrada em Design da EPFL irão então medir o conforto visual dos novos painéis in situ. Até então, painéis de referência serão usados ​​para fornecer valores de referência.

Como é habitual para NEST, a unidade "SolAce" será usada e vivida em uma base real. Durante a primeira fase, São principalmente os pesquisadores da EPFL que usarão as salas, monitorarão os sistemas e tecnologias e os ajustarão às condições ambientais. "Feito isso, usaremos a unidade para nossos hóspedes trabalharem e morarem, "diz o gerente de inovação da NEST, Rico Marchesi. Ele está encantado com a nova adição ao edifício de pesquisa e inovação e está convencido de que" SolAce "pode ​​dar uma contribuição valiosa para o design futuro de envelopes de edifícios." Graças ao vidro colorido mostrado aqui, preocupações estéticas sobre o uso de módulos fotovoltaicos na fachada claramente não são mais válidas, "ele está convencido.

Para Jean-Louis Scartezzini, o projeto já é um grande sucesso:"Repetidamente, the close cooperation between researchers and partners from industry, but also amongst the industry partners themselves, led to surprising ideas and a valuable exchange of knowledge." The architect of the unit, Fabrice Macherel from Lutz Architects in Fribourg, also found the collaboration between the realms of research and business to be hugely enriching:"Striking the balance between theory and practice was not always easy, but we learned a lot of new things and we can use this knowledge in future projects." To put it more briefly:technology transfer in its purest form.