Avanced building skins with integrated technology - SkinTech

Et av hovedmålene med prosjektet har vært å knytte teoretiske og eksperimentelle studier med utvikling av metodikk, praktiske og robuste systemer og systemløsninger. Det er gjort samlede vurderinger av teknologier der energiaspekter er studert i sammenheng med menneskelige faktorer som opplevelse av komfort. Delmål for prosjektet har vært å utvikle: - Avanserte vinduer med integrert teknologi - Opake utvendige lette vegger med lettklinker (LECA) med løsninger for høsting, distribusjon og lagring av fornybar energi - Modeller og metodikk for design av avanserte gjennomsiktige/synlige og opake bygningsfasader i lavenergibygging i kaldt klima - Målemetodikk og verifisering av ytelse ved storskala eksperimenter i ZEB Test Cell-anlegget - Retningslinjer for design og utførelse av avanserte fasadeløsninger med lave klimagassutslipp som gir god innekomfort og de ønskede arkitektoniske kvaliteter, rettet mot arkitekter og konsulenter - Kontrollalgorimter for solskjermingssystemer basert på energi- og komfortvurderinger Forskningsoppgavene har vært strukturert i fire vitenskapelige arbeidspakker. I tillegg til de vitenskapelige publikasjonene er flere kurs og forelesninger utviklet og gitt til relevante norske bransjeorganisasjoner. De fleste av de vitenskapelige publikasjonene har også blitt popularisert og publisert i magasiner (norske og internasjonale), aviser og blogger, samt i et frokostseminar som var åpent for alle. Kjerneprosjektgruppen har bestått av forskere fra SINTEF og NTNU. Flere masteroppgaver er skrevet under veiledning av SkinTech-forskere og har dermed bidratt til å, i praksis, utvide ressursgruppen til prosjektet. SkinTech-kompetanseprosjektet (KPN) har i hovedsak bidratt til FNs bærekraftsmål 7, 11 og 13. Dette er oppnådd ved å: - Utvikling av metodologier og strategier for implementering, optimalisering og karakterisering av avanserte fasadeløsninger. Dette muliggjør overgangen mot mer energieffektive bygninger og klynger av bygninger ved bruk av aktive og responsive teknologier. Dette er spesielt relevant for handel, industri og også bygningseiere. -Styrking av det norske forskningssamfunnets internasjonale relevans gjennom deltakelse i EU-nettverk og tverr-atlantisk samarbeid. Dette gjør oss mer attraktive som samarbeidspartnere i internasjonale prosjekter - Utvikling og forbedringer av mulighetene til ZEB-laboratoriet - Utdanning av masterstudenter og PhD-kandidater WP 1 og WP 2 - Avanserte vindusteknologier, transparente fasader og innovative fasadeteknologier Metoder og verktøy for designoptimalisering og vurdering av nye teknologier i vinduer og transparente deler av fasadene, egnet for kaldt klima er utviklet. Nye teknologier og løsninger for avanserte fasader samt verifiserte simuleringsmodeller, metodikk for design er gjort og validert mot en fasadeprototyp. Et vindu med integrert solskjermingsenhet som kan brukes som nattisolasjon, er utviklet og testet i samarbeid med industripartner NorDan. Ytelsesmålinger for bruk av solenergi i bygninger med gjennomskinnelige og ugjennomsiktige fasader med og uten PV er utviklet og testet mot industripartner Schucos produkter. WP 3 Overordnede designkonsepter for bygninger Vurderingsmetodologier for bærekraftige bygningskonsepter med avanserte fasader. Basert på teknologistudier i WP1 / 2 og laboratoriemålinger (WP4) er det foreslått en ytelsesparameter for utnyttelse av solenergi. Dette arbeidet er utført av PhD i prosjektet i samarbeid med internasjonale eksperter fra IEA-Annex 56 og COST Action TU1403. Simuleringer av interaksjon mellom bygningskropp og installasjoner og optimalisering av ytelsen er vurdert på bygningsnivå. Et nytt konsept for forvarming av ventilasjonsluft i fasader og kobling til naturlige og hybrid-mekaniske HVAC-systemer er studert ved bruk av CFD-studier. En definisjon av kontrollstrategier for forskjellige solskjermingssystemer i kaldt (nordisk) klima. WP 4 Pilot- og demonstrasjonsbygg Global vurdering av overordnede konsepter med fokus på innstilling og optimalisering av komponenter på en systemisk måte. Dette innebærer fullskala verifisering og demonstrasjon av nye teknologiske løsninger og retningslinjer utviklet i WP1-WP3.

The SkinTech competence (KPN) project have contributed towards UN sustainability goals 7, 11 and 13. This have been achieved by the: - Development of methodologies and strategies for implementation, optimization and characterization of advanced façade solutions. This enables the transition towards more energy effective buildings and clusters of buildings by use of active and responsive technologies. This is especially relevant to the trade, industry and also building owners. - Strengthening of the international relevance of the Norwegian research community through participation in EU-networks and cross-atlantic collaboration. This makes us more attractive as collaboration partners in international projects - Development and improvements of the capabilities of the ZEB Laboratory - Education of Master students and PhD-candidates

The aim of the research is to develop robust technically feasible solutions, models and methodology for design of building skins of the future. By adding functionality (i.e integration and coupling to the technical, energy and HVAC systems of the building) to the components and solutions in the building skin, material use can be lowered and sub-optimization of the individual parts can be avoided. If this can be achieved, technologies suited for market penetration can be developed in collaboration with the participating industry partners. The intended outcome from the five work packages (WP) in the project is: WP 1: Methods for new technologies in windows and transparent parts of the facades suitable for cold climates as well as validated and tested prototype WP 2: New technologies and solutions for advanced building skins as well as verified simulation models, methodology for design and validated tested façade prototype WP3: Assessment methodologies for sustainable building concepts with advanced building skin solutions WP4: Global assessment of overall concepts with focus on tuning and optimization of components in a systemic way WP 5 deals with project coordination, dissemination and knowledge transfer Simulation and optimization work on whole building level (WP 3 and 4) will be paired with component and system level investigation (WP 1 and 2). Both theoretical studies using numerical- and analytical tools as well as laboratory and field-measurements in pilot/ demonstration buildings will be carried out. Focus is on quantitative descriptors assessing building performance, like energy demands, energy use and carbon emissions as a function of facade configurations. Qualitative aspects related to the thermal and visual comfort of users and architectural qualities will also be addressed. The project structure and outcomes will ensure that an integrated and systemic approach is promoted within the partners? consortium and effective solutions are achieved.