Το Εργο

Σκοπός και στόχοι του έργου

Αντικείμενο του έργου είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός πρωτοποριακού συστήματος σκίασης (INTELSHAD) που θα μπορεί να εφαρμοστεί ως δομικό στοιχείο κτηρίων για τον έλεγχο της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας και του αερισμού. Το σύστημα αποτελεί μια πρωτοποριακή τεχνολογική λύση διεθνώς, με υψηλή απόδοση, αισθητική, αντοχή και χαμηλό κόστος που μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα σε υφιστάμενα και νέα κτήρια.

Οι επιμέρους στόχοι του έργου περιλαμβάνουν:

• Η ολοκληρωμένη καταγραφή όλων των δυνατοτήτων εφαρμογής ώστε να καθοριστούν οι επιθυμητές προδιαγραφές του συστήματος
• Η τρισδιάστατη μοντελοποίηση των διαμορφώσεων της οπτικής μονάδας του συστήματος
• Η διερεύνηση των υλικών κατασκευής και των συνδυασμών της οπτικής μονάδας
• Η διερεύνηση της λειτουργίας των διαμορφώσεων της οπτικής μονάδας μέσω ενδελεχών οπτικών/ενεργειακών προσομοιώσεων για διάφορες συνθήκες
• Η ειδική σχεδίαση έξυπνων μεταλλικών προφίλ στήριξης/ συνδεσμολογίας
• Η βελτιστοποιημένη παραγωγή των μεταλλικών προφίλ στήριξης/συνδεσμολογίας
• Η ανάπτυξη των υπόλοιπων υποσυστημάτων, η συναρμολόγηση τους και η δημιουργία ενός αρθρωτού συστήματος
• Η ανάπτυξη συστήματος ΙοΤ για τον απομακρυσμένο έλεγχο του συστήματος;
• Η επιδεικτική λειτουργία του συστήματος σε επιλεγμένο τυπικό κτήριο
• Η αποτίμηση της πιλοτικής λειτουργίας και η αξιολόγηση του συστήματος

Το προτεινόμενο σύστημα αποτελεί μια πρωτοποριακή τεχνολογική λύση σε διεθνές επίπεδο, ενσωματώνοντας επιπρόσθετα τεχνολογία IoT και διαθέτοντας υψηλή απόδοση, αισθητική, αντοχή και χαμηλό κόστος που μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα σε υφιστάμενα και νέα κτήρια. Τα περισσότερα από τα στοιχεία που συνθέτουν το σύστημα έχουν μελετηθεί σε ικανοποιητικό βαθμό κατατάσσοντας την τεχνολογία στο επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας TRL 4 – 5 (lab prototypes, technology validated in relevant environment). Στόχος είναι μετά την ολοκλήρωση του έργου η τεχνολογική ωριμότητα του νέου συστήματος σκίασης να φτάσει στο επίπεδο TRL 7 (system prototype demonstration in operational environment), ώστε να επέλθει η ταχεία μετάβαση σε εμπορικό προϊόν επιπέδου TRL 8 (system complete and qualified).

Αντικείμενο του έργου

Αντικείμενο του έργου INTELSHAD είναι η συνεργατική και στοχευμένη έρευνα για τη σχεδίαση και ανάπτυξη ενός πρωτοποριακού συστήματος σκίασης που θα μπορεί να εφαρμοστεί ως δομικό στοιχείο κτηρίων για τον έλεγχο της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας και του αερισμού. Το σύστημα αποτελεί μια πρωτοποριακή τεχνολογική λύση διεθνώς, με υψηλή απόδοση, αισθητική, αντοχή και χαμηλό κόστος που μπορεί να προσαρμοστεί εύκολα σε υφιστάμενα και νέα κτήρια.

Το σύστημα αποτελείται από «έξυπνα» μεταλλικά προφίλ αλουμινίου και περιστρεφόμενες πλαστικές τάπες στα οποία προσαρμόζονται καινοτομικές διάφανες οπτικές μονάδες. Οι μονάδες αυτές αποτελούνται από ειδικά σχεδιασμένα οπτικά πρισματικά στοιχεία ολικής εσωτερικής ανάπτυξης σε συνδυασμό με από γυάλινους επίπεδους κρυστάλλους. Μέσω του ευφυούς αυτού συστήματος μπορεί να εμποδίζεται ή να διευκολύνεται τη διέλευση της ηλιακής ακτινοβολίας με συγκεκριμένη γωνία πρόσπτωσης, παρέχοντας ηλιοπροστασία τους θερινούς μήνες και αξιοποίηση της τους χειμερινούς μήνες προσφέροντας ταυτόχρονα βέλτιστες συνθήκες οπτικής άνεσης αλλά και αερισμού. Η περσίδα συνοδεύεται από κατάλληλο σύστημα ΙοΤ, για την απομακρυσμένη παρακολούθηση και τον έλεγχο μέσω ειδικής πλατφόρμας που θα αναπτυχθεί.

To νέο σύστημα μπορεί να τοποθετηθεί σε οριζόντιο, κατακόρυφο ή κεκλιμένο επίπεδο, ανάλογα με τις ανάγκες, είτε με τη μορφή ανοιγοκλειόμενης περσίδας, είτε ως υλικό επένδυσης στο πλαίσιο βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής. Ενδεικτικά, η οριζόντια εφαρμογή μπορεί να γίνει σε δώμα νέων ή υφιστάμενων κτηρίων αποτελώντας πτερύγια ανοιγοκλειόμενης πέργκολας. Η κατακόρυφη τοποθέτηση του συστήματος ενδείκνυται για επεμβάσεις σε υφιστάμενα κτήρια και θα είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική σε προσόψεις νότιου προσανατολισμού. Με αυτό τον τρόπο το σύστημα μπορεί να συμβάλει στη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης σε όλους τους τύπους κτιρίων διαμορφώνοντας μια τεράστια δυναμική αξιοποίησης του καινοτομικού συστήματος έξυπνης σκίασης.

Μεθοδολογία υλοποίησης

Το προτεινόμενο έργο περιλαμβάνει μια σειρά από λογικά διαρθρωμένες ενέργειες και δραστηριότητες βιομηχανικής έρευνας και επιστημονικής τεκμηρίωσης, που αποσκοπούν στην ανάπτυξη ενός νέου συστήματος έξυπνης σκίασης.

Η μεθοδολογία υλοποίησης του έργου περιλαμβάνει τις ακόλουθες δράσεις (ενότητες εργασίας):

Ενότητα Εργασίας 1: Απαιτήσεις, προδιαγραφές και βασική σχεδίαση συστήματος
Ενότητα Εργασίας 2: Ανάλυση και βελτιστοποίηση του συστήματος
Ενότητα Εργασίας 3: Λεπτομερής σχεδίαση συστήματος
Ενότητα Εργασίας 4: Κατασκευή πρωτότυπου συστήματος και συνοδευτικού λογισμικού
Ενότητα Εργασία 5: Επίδειξη λειτουργίας και αξιολόγηση συστήματος

Αναμενόμενα αποτελέσματα

Σε τεχνολογικό επίπεδο θα αναπτυχθούν τα ακόλουθα μέσα από την υλοποίηση του προτεινόμενου σχεδίου ερευνάς, τεχνολογικής ανάπτυξης και καινοτομίας:

• Μεθοδολογία σχεδιασμού της οπτικής μονάδας του συστήματος σκίασης
• Μεθοδολογία βελτιστοποιημένης παραγωγής του συστήματος σκίασης
• Διατάξεις για τη παρακολούθηση και τον έλεγχο της λειτουργία του συστήματος σκίασης βασισμένες σε ΙοΤ
• Μεθοδολογία ενσωμάτωσης του συστήματος σκίασης σε κτήρια
• Μεθοδολογία αξιολόγησης της αποδοτικότητας του συστήματος σκίασης

Ως αποτέλεσμα των ανωτέρω θα προκύψει ένα καινοτομικό ευφυές σύστημα σκίασης το οποίο θα ενσωματωθεί κατάλληλα σε κτήριο με σκοπό τον έλεγχο της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας αλλά και του αερισμού. Η τεχνολογική ωριμότητα του νέου συστήματος θα φτάσει στο επίπεδο TRL 7 (system prototype demonstration in operational environment), ένα βήμα πριν το «κατώφλι» της βιομηχανικής αξιοποίησης. Το αναμενόμενο κόστος του συστήματος σε «μηδενική» γραμμή παραγωγής αναμένεται, σύμφωνα με εκτιμήσεις του βιομηχανικού εταίρου, να είναι της τάξης 100-120 €/m².

Η νέα τεχνολογία θα προσφέρει λύσεις με υψηλή απόδοση, αισθητική, αντοχή και χαμηλότερο κόστος που μπορούν να συμβάλλουν στη μείωση του κόστους μετατροπής υφιστάμενων κτηρίων σε σχεδόν μηδενικού ενεργειακού αποτυπώματος. Συγκεκριμένα η εγκατάσταση του συστήματος μπορεί να προσφέρει/οδηγήσει σε: μείωση των ψυκτικών και θερμικών απαιτήσεων (5-10%), μείωση των απαιτήσεων τεχνητού φωτισμού (10-15%), παροχή ηλιοπροστασίας, μείωση της θάμβωσης και βελτίωση ποιότητας του φυσικού φωτισμού, ανεμοπροστασία και ηχοπροστασία, αξιοπιστία και μεγάλη χρονική διάρκεια ζωής (>30 χρόνια), προσαρμογή στις αρχιτεκτονικές απαιτήσεις, μείωση του πάγιου και λειτουργικού κόστους.

Πέρα από τη χρήση του συστήματος INTELSAD ως στοιχείο «έξυπνων σκιάστρων» για τη βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας κτηρίων, δύναται να χρησιμοποιηθεί και σε άλλες περιπτώσεις εφαρμογής της αξιοποίησης της ηλιακής ακτινοβολίας όπως π.χ. θερμοκήπια. Εκτός από το σύστημα, σημαντικά είναι και τα ενδιάμεσα τεχνολογικά αποτελέσματα του έργου. Οι μεθοδολογίες υπολογισμού, ανάλυσης και προσομοίωσης της οπτικής μονάδας μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλα οπτικά συστήματα αξιοποίησης της ηλιακής ακτινοβολίας. Τέλος οι διατάξεις παρακολούθησης βασισμένες σε ΙοΤ που θα αναπτυχθούν μπορούν να χρησιμοποιηθούν/ ενσωματωθούν και σε άλλα συστήματα της εταιρίας.