En facade, der er et kraftværk og en garanti for trivsel

Alle, der tilbringer det meste af deres dag indendørs, kender vigtigheden af ​​en behagelig atmosfære at arbejde og bo i. Forskere fra EPFLs laboratorium for solenergi og bygningsfysik søger efter måder at maksimere energitilvæksten fra en bygnings kuvert, samtidig med at den optimerer den indvendige komfort i et miljøvenlig måde. De demonstrerer, hvordan dette kan gøres med "SolAce, "den nyeste enhed i Empa og Eawags NEST -forskningsbygning.

Den blå-grønne facade af "SolAce" -enheden på NEST skimrer som en sommerfuglsvinge i sollyset. Den seneste tilføjelse til Empa og Eawags forsknings- og innovationsbygning i Dübendorf blev officielt åbnet den 24. september 2018. Enheden kombinerer arbejdsområde og boligareal på næsten 100 kvadratmeter og er integreret i NESTs sydvendte side mellem den anden og tredje platform på typelignende struktur.

"Gennem sin facade, "SolAce" er at høste mere energi, end enheden har brug for i løbet af året, og samtidig give brugerne den bedst mulige komfort. "Sådan forklarer Jean-Louis Scartezzini projektets formål. EPFL-forskeren er direktør for Solar Energy and Building Physics Laboratory, og ideen til den nyeste NEST -enhed er hans hjernebarn. For at nå dette mål, forskerne kombinerer flere aktive og passive facadeelementer, der indeholder teknologier udviklet på det Lausanne-baserede laboratorium. Nogle af disse teknologier er ved at blive kommercialiseret ved opstart og samarbejde med partnere fra industrien, mens andre stadig har en vej at gå. "NEST giver os den unikke mulighed for at undersøge de forskellige teknologier i interaktion med hinanden og i et virkeligt miljø, "siger Scartezzini.

Elektricitet og varmt vand

Enhedens positive energibalance skal opnås ved at producere solenergi og varmt vand direkte på facaden. Fotovoltaiske moduler og solfangere med en ny type farvet nanoglas vil blive brugt til dette formål. Med det formål at fremme integrationen af ​​fotovoltaiske enheder i bygningsrammen ved at tilbyde større arkitektonisk omfang gennem forskellige farver, et team hos EPFL har undersøgt belægninger til farve i næsten 20 år. Forskergruppen, ledet af Andreas Schüler, var klar over, at belægningen skulle forårsage så lidt energitab som muligt. Der var ikke tale om at bruge absorberende farvepigmenter. I stedet, tynde film på mellem 5 og 200 nanometer skaber det, der kaldes 'interferensfarveeffekter' på indersiden af ​​ruderne, ikke ulig dem, der for eksempel vises på en sæbeboble eller på vingerne på en sommerfugl. "Fordi nano-belægningen er meget gennemsigtig, der er stort set ingen absorptionseffekter og kun meget små energitab, "forklarer Schüler. Denne teknologi er nu blevet patenteret og bringes i øjeblikket på markedet ved spin-off" SwissINSO, "med den blå-grønne version, der bruges i NEST.

Udover kontorlokaler til fire personer, "SolAce" tilbyder også et opholdsområde til to. For at holde løftet om optimal komfort, forskerne forsøger at genskabe brugernes individuelle opfattelse ved hjælp af innovative optiske sensorer. Prototypesensorerne måler lysforhold og blænder fra en brugers perspektiv, for eksempel en person, der arbejder på en computer. Denne on-the-fly overvågning bruges til at styre elektrisk belysning og solafskærmning på den bedst mulige måde. Det betyder, at hvis en vis blændingsværdi overskrides, de buede persienner begynder at lede lysstrålerne ind i bygningen til loftet. Døgnbelysning er også beregnet til at øge arbejdsydelsen for "SolAce" indbyggerne, men også for at støtte dem i gendannelsesfaserne. Døgnbelysning simulerer sollyset i løbet af dagen, dermed fremme vores naturlige søvn-vågnerytme.

Mikrostruktureret ruder

Ligeledes, innovative vinduesruder skal bidrage til en hyggelig atmosfære for at leve og arbejde - og frem for alt lavere energiforbrug til opvarmning om vinteren og til ventilation om sommeren. Usynlig for det menneskelige øje leder en mikrostruktureret ruder i en polymerfilm på glassets indre til vinterlys til enhedens loft for jævn belysning, således at interiøret kan varme op naturligt. I sommers, den samme ruder sikrer, at solens stråler ledes væk fra vinduerne, og derfor opvarmes værelserne ikke så meget. Denne nye ruder blev udviklet på EPFL af Andreas Schüler og hans team. Forskerne brugte en præcisionslaser fra Empa i Thun til at fremstille de første prototyper. Nu arbejder teamet sammen med BASF / Schweiz for at udvikle en industriel fremstillingsproces. Så snart de første vinduesruder er tilgængelige, de skal installeres i "SolAce" facaden. Forskere fra EPFL's Laboratory of Integrated Performance in Design vil derefter måle den visuelle komfort af de nye ruder in situ. Indtil da, der vil blive brugt referenceruder, der giver benchmark -tal.

Som det er sædvanligt for NEST, "SolAce" -enheden vil blive brugt og levet ind i det virkelige liv. I den første fase, det er primært EPFL -forskere, der vil bruge lokalerne og overvåge systemer og teknologier og tilpasse dem til omgivende forhold. "Når dette er gjort, vil vi bruge enheden til, at vores gæster kan arbejde og bo i, "siger NEST Innovationschef Rico Marchesi. Han er henrykt over den nye tilføjelse til forsknings- og innovationsbygningen og er overbevist om, at" SolAce "kan yde et værdifuldt bidrag til det fremtidige design af bygningskonvolutter." Takket være farveglaserne vist her, æstetiske bekymringer om brugen af ​​solcellemoduler på facaden er tydeligvis ikke længere gyldige, "han er overbevist.

Til Jean-Louis Scartezzini, projektet er allerede en stor succes:"Igen og igen, det tætte samarbejde mellem forskere og partnere fra industrien, 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.