Cualquiera que pase la mayor parte del día en interiores sabe la importancia de un ambiente cómodo para trabajar y vivir. Los investigadores del Laboratorio de Energía Solar y Física de la Construcción de EPFL están buscando formas de maximizar la ganancia de energía de la envolvente de un edificio y al mismo tiempo optimizar el confort interior en un forma ecológica. Están demostrando cómo se puede hacer esto con "SolAce, "la última unidad en el edificio de investigación NEST de Empa y Eawag.

La fachada azul verdosa de la unidad "SolAce" en NEST brilla como el ala de una mariposa a la luz del sol. La última incorporación al edificio de investigación e innovación de Empa y Eawag en Dübendorf se inauguró oficialmente el 24 de septiembre de 2018. La unidad combina espacio de trabajo y espacio habitable en casi 100 metros cuadrados y está integrada en el lado sur de NEST entre la segunda y la tercera plataforma del estructura tipo casete.

"A través de su fachada, "SolAce" es recolectar más energía de la que necesita la unidad en el transcurso del año, al mismo tiempo que proporciona el mayor confort posible a los usuarios ". Así explica Jean-Louis Scartezzini el objetivo del proyecto. El investigador de la EPFL es el Director del Laboratorio de Energía Solar y Física de la Edificación, y la idea de la última unidad de NEST es su creación. Para alcanzar esta meta, los investigadores combinan varios elementos de fachada activos y pasivos que cuentan con tecnologías desarrolladas en el laboratorio con sede en Lausana. Algunas de esas tecnologías están a punto de ser comercializadas por empresas emergentes y colaboraciones con socios de la industria, mientras que a otros aún les queda mucho camino por recorrer. "NEST nos brinda la oportunidad única de examinar las diversas tecnologías en interacción entre sí y en un entorno de la vida real, "dice Scartezzini.

Electricidad y agua caliente

El balance energético positivo de la unidad se logrará produciendo electricidad solar y agua caliente directamente en la fachada. Para ello se utilizarán módulos fotovoltaicos y colectores solares térmicos con un novedoso tipo de nano-acristalamiento coloreado. Con el objetivo de promover la integración de las unidades fotovoltaicas en la envolvente del edificio ofreciendo un mayor alcance arquitectónico a través de diferentes colores, un equipo de EPFL ha estado investigando recubrimientos para la coloración durante casi 20 años. El equipo de investigación dirigido por Andreas Schüler, fue claro en el hecho de que el recubrimiento tendría que causar la menor pérdida de energía posible. No se trataba de utilizar pigmentos de color absorbentes. En lugar de, películas delgadas de entre 5 y 200 nanómetros crean lo que se conoce como 'efectos de color de interferencia' en el interior del acristalamiento, no muy diferente a los que aparecen en una pompa de jabón o en las alas de una mariposa, por ejemplo. "Debido a que el nano-revestimiento es muy transparente, prácticamente no hay efectos de absorción y solo pérdidas de energía muy pequeñas, "explica Schüler. Esta tecnología ha sido patentada y actualmente está siendo lanzada al mercado por la spin-off" SwissINSO, "con la versión azul-verde que se utiliza en NEST.

Además de espacio de oficina para cuatro personas, "SolAce" también ofrece una sala de estar para dos. Para mantener la promesa de un confort óptimo, los investigadores están intentando recrear la percepción individual de los usuarios mediante el uso de sensores ópticos innovadores. Los sensores prototipo miden las condiciones de iluminación y el deslumbramiento desde la perspectiva del usuario, por ejemplo, una persona que trabaja en una computadora. Este monitoreo sobre la marcha se utiliza para controlar la iluminación eléctrica y la protección solar de la mejor manera posible. Significa que si se excede un cierto valor de deslumbramiento, las persianas venecianas curvas comienzan a dirigir los rayos de luz que ingresan al edificio hacia el techo. La iluminación circadiana también está destinada a impulsar el rendimiento laboral de los habitantes de "SolAce", sino también para apoyarlos durante las fases de recuperación. La iluminación circadiana simula la luz del sol a lo largo del día, promoviendo así nuestro ritmo natural de sueño-vigilia.

Acristalamiento microestructurado

Igualmente, Los innovadores cristales de las ventanas deben contribuir a crear un ambiente acogedor para vivir y trabajar y, sobre todo, reducir el consumo de energía para la calefacción en invierno y para la ventilación en verano. Invisible para el ojo humano, un acristalamiento microestructurado en una película de polímero en el interior del vidrio dirige la luz invernal al techo de la unidad para una iluminación uniforme. permitiendo así que el interior se caliente de forma natural. En verano, el mismo acristalamiento asegura que los rayos del sol se desvíen de las ventanas y, por lo tanto, las habitaciones no se calienten tanto. Este nuevo tipo de acristalamiento fue desarrollado en EPFL por Andreas Schüler y su equipo. Los investigadores utilizaron un láser de precisión de Empa en Thun para fabricar los primeros prototipos. Ahora el equipo está trabajando con BASF / Suiza para desarrollar un proceso de fabricación industrial. Tan pronto como estén disponibles los primeros paneles de ventana, se instalarán en la fachada "SolAce". Los investigadores del Laboratorio de Desempeño Integrado en Diseño de la EPFL medirán el confort visual de los nuevos paneles in situ. Hasta entonces, Se utilizarán paneles de referencia que proporcionarán cifras de referencia.

Como es habitual en NEST, la unidad "SolAce" se utilizará y vivirá en la vida real. Durante la primera fase, Son principalmente los investigadores de la EPFL quienes utilizarán las salas y supervisarán los sistemas y tecnologías y los ajustarán a las condiciones ambientales. "Una vez hecho esto, usaremos la unidad para que nuestros huéspedes trabajen y vivan, "dice Rico Marchesi, Gerente de Innovación de NEST. Está encantado con la nueva incorporación al edificio de investigación e innovación y está convencido de que" SolAce "puede hacer una contribución valiosa al diseño futuro de envolventes de edificios." Gracias al acristalamiento de color que se muestra aquí, Las preocupaciones estéticas sobre el uso de módulos fotovoltaicos en la fachada claramente ya no son válidas, "está convencido.

Para Jean-Louis Scartezzini, el proyecto ya es un gran éxito:"Una y otra vez, la estrecha cooperación entre investigadores y socios de la industria, sino también entre los propios socios de la industria, dio lugar a ideas sorprendentes y un valioso intercambio de conocimientos ". El arquitecto de la unidad, 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.