ANVELOPE INTELIGENTE CU FUNCTIUNI DE UTILIZARE A EXERGIEI MEDIULUI PENTRU CLADIRI CU CONFORT RIDICAT SI CONSUM ENERGETIC REDUS

• Scurta prezentare
• Participanti
• Scop si obiective
• Activitati
• Rezultate preconizate

Scurta prezentare

Proiectul propune o cercetare care vizeaza punerea in valoare a exergiei mediului natural si construit, in vederea realizarii unor cladiri de locuit si publice cu consum redus de energie conventionala. Se are in vedere implementarea in structura cladirilor a anvelopelor inteligente, a sistemelor de monitorizare si gestionare a functionarii bazate pe duplexul predictie - corectie, si a sistemelor de realizare a confortului termic si fiziologic bazate pe utilizarea ratioanala a vectorilor de transfer de caldura prin radiatie si convectie in spatiile ocupate. Vor fi studiate trei sisteme dotate cu anvelope performante energetic dupa cum urmeaza:

1. Sistemul S1 reprezentat de spatiul solar ventilat atasat unei cladiri de tip locuinta. Sistemul face parte din structura unei cladiri experimentale amplasata in incinta INCERC Bucuresti.

2. Sistemul S2 este un sistem inovativ reprezentat de anvelopa cu rezistenta termica variabila de tip perete cu efect parietodinamic la evacuarea aerului viciat din spatiile ocupate si de anvelopa de tip endotermic pentru utilizarea eficienta a energiei solare si a exergiei aerului exterior.
Experimentarile se vor efectua pe suportul unui model fizic la scara naturala care se va realiza in incinta INCERC Bucuresti alaturi de un model martor. Platforma experimentala astfel realizata se va utiliza ca laborator permanent de cercetare a anvelopelor exergetice util aplicatiilor tehnologice dar si formarii specialistior in domeniu. In egala masura modelele vor pute fi vizitate si potentiali beneficiari.

3. Sistemul de anvelopa complet vitrata S3 realizat sub forma peretelui cortina S3.1 si care din punct de vedere al experimentului va fi reprezentat de o cladire de birouri amplasata in Bucuresti. Sistemul complementar de tip Double Skin S3.2 va fi analizat pe suportul unui model matematic complex, numeric si analitic. Analiza comportamentului acestor tipuri de fatade, din ce in ce mai frecvent utilizate la realizarea cladirilor de birouri si a sistemelor de realizare a microclimatului din spatiile ocupate adiacente, este o problema de mare actualitate deoarece se remarca prin probleme serioase cu privire la realizarea confortului interior si in special prin cresterea  consumurilor energetice.

Participanti

·         Conducator de proiect: INCERC Bucuresti

Sectia Fizica Constructiilor si Instalatii (Director proiect: dr. ing. Horia Petran)

·         Parteneri:

·          Universitatea de Arhitectura si Urbanism "Ion Mincu" 

Centrul de Cercetare, Proiectare, Expertiza si Consulting (Responsabil Proiect: prof. dr. arh. Victoria Ochinciuc)

·          Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti 

Facultatea de Instalatii (Responsabil Proiect: prof. dr. ing. Robert Gavriliuc)

·          PROSYS PC s.r.l. (Responsabil Proiect: ing. Gheorghe Marin-Perianu):

Scop si obiective

Propunerea de proiect ANVINTEX raspunde obiectivelor derivate ale Programului 4 - PNCDI2 cu privire la dezvoltarea cunoasterii in cadrul directiei de cercetare Mediu prin tematicile de cercetare referitoare la:

-     Sisteme de anvelope inteligente,

-     Sisteme de concepere si proiectare a cladirilor noi cu consum foarte redus de caldura

-     Materiale care imbunatatesc microclimatul interior si reduc consumul de energie prin utilizarea nanosenzorilor si a tehnologiei informatiei

Obiectivele proiectului de cercetare ANVINTEX se subordoneaza preocuparilor pe plan european si national de reducere a consumurilor de energie din cladiri si implicit de reducere a degajarilor de noxe cu efect de sera, in conformitate cu Directivele europene 91/2002/CEE privind Performanta Energetica a Cladirilor (preluata prin Legea 372/2005) si 32/2006/CE privind Utilzarea Eficienta a Energiei la Consumatorul Final. Ambele documente subliniaza impactul deosebit al constructiilor in consumul ridicat de energie din care cladirile reprezinta cca. 40%.

Scopul proiectului il reprezinta analiza teoretica si experimentala pe modele la scara naturala a trei tipuri de anvelope, care utilizeaza eficient exergia mediului natural si construit si contribuie la reducerea semnificativa a consumul energetic al cladirilor de locuit si publice concomitent cu cresterea confortului termic si fiziologic.

Un scop derivat il reprezinta promovarea pe piata interna si externa a produselor si echipamentelor destinate constructiilor, a elemetelor inovative, care fac obiectul cercetarii, respectiv:

- perete cu efect parietodinamic la evacuarea aerului viciat si rezistenta termica controlabila,
- fatada endotermica,
- plafon cu efect radiant-convectiv controlat,
- spatiu solar ventilat,
- sistem informatic de monitorizare si control predictiv - corectiv.

Deasemenea proiectul va acorda o atentie deosebita comportamentului cladirilor publice de tip cladiri de birouri cu fatade complet vitrate care populeaza din ce in ce mai frecvent peisajul asazarilor urbane, ca urmare a problemelor legate de consumul excesiv de energie caracteristic acestora. Masurarile efectuate pe suportul unei cladiri din Bucuresti impreuna cu cercetarea teoretica bazata pe modelarea numerica a proceselor specifice fatadelor de tip Double Skin vor aduce elemente noi intr-un domeniu putin abordat pe plan international si de loc pe plan national. Se doreste imbunatatirea comportamentului energetic al acestui tip de cladiri.

Activitati

Activitatile de cercetare incluse in cele 5 Etape ale proiectului sunt urmatoarele:

Etapa 1 - Contine prezentarea si analiza calitativa a solutiilor de "anvelope exergetice" si a parametrilor de confort si consum de energie estimati. In cadrul etapei 1 se elaboreaza modelul matematic dinamic al sistemului S1 si se realizeaza lantul de masura propriu experimentului care vizeaza sistemul S1. Se realizeaza pagina WEB a proiectului;

Etapa 2 - Contine in principal modelarea matematica a proceselor fizice specifice subsistemelor incluse in sistemul inovativ S2 si a sistemelor S3.1 si S3.2 (modelare numerica si analitica). Pe baza modelelor matematice se dimensioneaza componentele sistemului S2, se executa proiectul Platformei Experimentale din incinta INCERC si ale lanturilor de masura ale sistemelor mentionate. Se realizeza si proiectul S.I. de comanda si control predictiv-reactiv al sistemului S2. In paralel se desfasoara masurari in sezoanele rece si estival pe suportul sistemului S1. Se realizeaza (CCP) si se preiau datele masurate la nivelul Centrului de Calcul al Platformei INCERC (CCP);

Etapa 3 - Contine realizarea Platformei Experientale din incinta INCERC si dotarea cu sistemul informatic de reglare inteligenta. Se pun in functiune lanturile de masura din sistemele S2 si S3.1 si se fac masurari in sezonul rece. Se finalizeaza programul de experimentari in sistemul S1. Se elaboreaza modelele virtuale CVR si CVP. Website-ul primeste o fila de afisare dinamica a datelor prelucrate;

Etapa 4 -  Constituie etapa de Validare a modelelor matematice ale sistemelor S1 si S3.1 pe baza masurarilor din sezonele rece si cald. Se implementeaza sistemul de comanda la distanta propriu Centrului de Calcul al Platformei INCERC. Se fac masurari in sezon cald pe suportul sistemului S2. Se elaboreaza Websiteul "Arhitectura exergetica";

Etapa 5 - Constituie etapa de Validare a modelului matematic al sistemului S2. Se elaboreaza CPEM pentru cladirile CVR si CVP. Se depune cerere de brevet de inventie. Se face analiza COP ca uramre includerii PC intr-un sistem dotat cu anvelopa exergetica. Se prezinta raportul de functionare a sistemului informatic S.I. Activitati de diseminare catre PTCE si ENBRI, organizare Workshop si elaborarea Ghidului de Buna Practica privind sistemele cercetate in vederea preluarii in practica de proiectare si executie.

Pe parcursul desfasurarii proiectului sunt prevazute participari la conferinte si workshopuri inerne si externe.

Rezultate preconizate

Principalele obiective masurabile ale proiectului sunt urmatoarele:

(1) proceduri de cuantificare a PECM a cladirilor dotate cu anvelope exergetice (sistem S1, S2, S3.1 si S3.2) care vor forma obiectul unor notificari trimise catre organismele europene si interntionale de standardizare CEN si ISO,

(2) realizarea sistemelor de gestiune inteligenta de tip predictor-corector prin sistemul informational,

(3) realizarea unei Platforme Experientale in incinta INCERC utila atat potentialilor beneficiari cat si formarii viitorilor specialisti (doctoranzi si studenti),

(4) editarea unui Ghid de Buna Practica util in activitatea de proiectare a sistemelor,

(5) realizarea unui website dinamic demonstrativ,

(6) propunerea spre publicare si publicarea unor articole stiintifice in reviste cotate ISI si recunoscute (cat.B),

(7) formularea cererii de brevet de inventie.

Rezultatele proiectului vor fi utlilizate in redactarea cursurilor postuniversitatre care vor fi organizate de catre INCERC si UAUIM in scopul atestarii auditorilor energetici pentru cladiri.