Inteligentne rozwiązanie elewacyjne zwiększające efektywność energetyczną budynków
Systemy ścian osłonowych składają się z lekkich aluminiowych lub drewnianych konstrukcji elewacyjnych, które otaczają budynek. Zazwyczaj są stosowane w budynkach komercyjnych i mocują duże szklane, metalowe lub kompozytowe panele, które w razie potrzeby można wymienić. „Doposażenie istniejących systemów ścian osłonowych w lepszą izolację jest czasami konieczne, aby spełnić wymogi bardziej rygorystycznych przepisów budowlanych”, wyjaśnia koordynator projektu POWERSKIN PLUS Jorge Corker z Instytutu im. Pedro Nunesa (IPN) w Portugalii. „Jednak inżynierom i architektom często trudno jest z instalować tradycyjne rozwiązania izolacyjne ze względu na ograniczone miejsce i konieczność zadbania, aby dodatkowy ciężar nie zagroził integralności lub stabilności budynku”.
Magazynowanie i wykorzystywanie energii odnawialnej na miejscu
Uczestnicy projektu POWERSKIN PLUS postanowili odpowiedzieć na te wyzwania poprzez opracowanie innowacyjnego rozwiązania elewacyjnego. System łączy wysoce energooszczędne komponenty, elementy zbierające energię słoneczną i elementy magazynujące energię. „Kraje europejskie muszą zdekarbonizować swoje zasoby budowlane do 2050 r. i upowszechniać ekonomiczne przekształcanie istniejących budynków na budynki o niemal zerowym zużyciu energii (NZEB)”, mówi Corker. „Realizacja tych celów wymaga opracowania innowacyjnych podejść i inteligentnych rozwiązań”. W ramach projektu opracowano prefabrykowane systemy paneli w celu poprawy izolacji ścian zewnętrznych (określanej przez współczynnik przenikania ciepła U, który jest miarą ilości ciepła przenikającego przez metr kwadratowy materiału). Ze względu na niską wagę (elementy nieprzezroczyste mogą ważyć zaledwie 5 kg/m2, a trzyszybowe przezierne około 30 kg/m2), nie wymagają one dodatkowych modyfikacji konstrukcji budynku, co ułatwia ich wymianę. Zastosowano szereg nowoczesnych materiałów energooszczędnych, w tym elementy superizolacyjne (szyby zespolone o współczynniku U o 35% korzystniejszym niż standardowe szyby zespolone i lekkie nieprzezroczyste moduły zdolne do osiągnięcia współczynnika U na poziomie zaledwie 0,098 W/m2 K), wielofunkcyjne nanopowłoki, które nadają powierzchniom właściwości antyrefleksyjne, samoczyszczące, przeciwgrzybicze i ognioodporne, oraz zaawansowane komponenty do zbierania energii słonecznej. Aby wykorzystać zebraną energię słoneczną, opracowano również system magazynowania i zarządzania dla budynków, wykorzystujący zużyte akumulatory litowo-jonowe pochodzące z recyklingu pojazdów elektrycznych.
Udana instalacja w obiektach demonstracyjnych
Zespołowi udało się zademonstrować innowacyjny system elewacyjny w Czechach, Niemczech i Portugalii. Na terenie kampusu IPN zainstalowano panele na budynku biurowym z początku lat 90-tych. Zainstalowano akumulatorowy system magazynowania energii i monitorowano efektywność energetyczną. „Udało nam się pokazać, że nasze prefabrykowane moduły można łatwo zainstalować zarówno na nowych, jak i modernizowanych budynkach ze ścianami osłonowymi”, dodaje Corker. „Jesteśmy przekonani, że panele te pozwolą zaspokoić różne potrzeby w zakresie wydajności, wymagań regulacyjnych i środowiskowych oraz możliwości finansowych”. Corker dowodzi, że kluczową zaletą systemu jest jego modułowy charakter. Badania pilotażowe pozwoliły zademonstrować szybką instalację i redukcję ilości niepotrzebnych odpadów, co może być niezwykle ważne dla operatorów budynków.
Wkład w łagodzenie zmiany klimatu
Po tym jak projekt został zakończony w marcu 2024 r., Corker i jego zespół chcą kontynuować ulepszanie innowacyjnego systemu pod kątem komercjalizacji. „Szacujemy, że uda nam się wprowadzić system na rynek w ciągu trzech lat”, mówi. Prace nad niektórymi komponentami są bardziej zaawansowane niż nad innymi. Na przykład system magazynowania energii elektrycznej w budynkach jest niemal gotowy do wprowadzenia na rynek i będzie oferowany przedsiębiorstwom jako samodzielny produkt na podstawie umów licencyjnych. Odnosząc się do przyszłości, Corker wyraża przekonanie, że wdrożenie innowacyjnych technologii gruntownej renowacji, takich jak te opracowane w ramach POWERSKIN PLUS, przyniesie Europie ogromne korzyści. Zużycie energii związane z eksploatacją budynków odpowiada za około 30% globalnego zużycia energii, dlatego każda znacząca poprawa efektywności energetycznej budynków miałaby duży wpływ na osiągnięcie celów UE w zakresie klimatu. „Ostatecznie miarą sukcesu naszego projektu będzie jego pozytywny wkład w przyszłe łagodzenie zmiany klimatu, zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego i poprawę jakości życia obywateli”, dodaje Corker.
Słowa kluczowe
POWERSKIN PLUS, elewacja, efektywność energetyczna, modernizacja, odnawialne źródła energii, zmiana klimatu