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Dec 08, 2023

Edilizia sostenibile: ottenere il comfort termico negli edifici altamente vetrati utilizzando Smart Glass

Date: 12 April 2023 Authors: Reem Taher, Walid Abdelmoneim Abdelkader and

Data: 12 aprile 2023

Autori: Reem Taher, Walid Abdelmoneim Abdelkader e Ahmed A.Medhat A. Fahim

Fonte:Serie di conferenze IOP: Scienze della Terra e dell'Ambiente, Volume 1113, Visioni per le Città del Futuro (VFC-2022) 23/09/2022 - 25/09/2022 Il Cairo, Egitto

DOI:10.1088/1755-1315/1113/1/012021

La progettazione edilizia convenzionale prevede soluzioni statiche per l’involucro edilizio, sebbene le caratteristiche climatiche siano parametri variabili, il che porta a una discrepanza tra edificio e ambiente, e quindi a un ambiente termico scomodo per gli occupanti. Di conseguenza, le facciate esterne di molti edifici convenzionali sono diventate un peso termico per i loro occupanti, rendendo necessarie soluzioni meccaniche per ottenere il comfort termico, il che influisce negativamente sull’ambiente e causa crisi energetica, inquinamento atmosferico e riscaldamento globale.

Si ipotizza che l'uso del vetro intelligente nell'involucro edilizio possa fornire soluzioni ottimali per adattare gli edifici alle variabili caratteristiche climatiche e ambientali, migliorando così il comfort termico degli utenti e, inoltre, contribuendo al raggiungimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG), che cercare di migliorare la salute, affrontare il cambiamento climatico e il consumo responsabile di energia. Questo viene approvato simulando un edificio per uffici con vetrate elevate utilizzando il software DesignBuilder nel suo caso base e dopo aver applicato le tecniche di vetro intelligente proposte. Successivamente vengono calcolati i carichi di raffreddamento per studiare l'efficienza del consumo energetico.

Il comfort umano è un obiettivo significativo nel processo di progettazione architettonica. Le persone devono essere sicure e in salute nell'edificio durante il loro utilizzo. Una volta assicurate la sicurezza e la salute, hanno bisogno di un comfort ambientale interno che includa in particolare il comfort termico non solo per la felicità ma anche per la produttività e le interazioni sociali. [1]

Gli edifici devono essere adattati all’ambiente circostante e interagire in modo intelligente con le condizioni ambientali locali. Questa interazione è logicamente eseguita maggiormente dall'involucro dell'edificio (principalmente per una risposta alle condizioni climatiche desiderate o indesiderate) in cui climi variabili. Pertanto, gli involucri edilizi, in particolare quelli altamente vetrati, dovrebbero essere progettati in modo intelligente per interagire con le condizioni ambientali circostanti per offrire prestazioni elevate rispetto alle prestazioni statiche e tradizionali dell'involucro.[2],[3]

2.1. Sostenibilità, verde e architettura intelligente

L'integrazione di tecniche di progettazione ecologica e tecnologia intelligente nell'edificio non solo riduce il consumo energetico e l'impatto ambientale, ma riduce anche i costi operativi e di manutenzione, crea un ambiente di lavoro piacevole e confortevole, migliora la salute degli utenti, aumenta la loro produttività e aumenta il valore dell'edificio. e redditi da locazione. L’architettura intelligente contribuisce al raggiungimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile con applicazioni intelligenti e tecnologie moderne che si integrano con la tecnologia della comunicazione all’interno degli elementi costruttivi. Qualsiasi edificio intelligente è un edificio verde, non viceversa. Gli edifici intelligenti hanno prestazioni efficaci nei confronti dell’ambiente attraverso l’interazione dinamica positiva tra gli elementi costruttivi e l’ambiente. [4] La Figura 1 presenta gli aspetti comuni degli edifici intelligenti e verdi.

2.2 Finestra intelligente

L'involucro intelligente è definito come prestazioni avanzate dell'involucro edilizio con una progettazione intelligente relativa alle condizioni climatiche e soluzioni tecnologiche per l'edilizia quali finestre intelligenti, isolamento intelligente, facciata intelligente e sistemi intelligenti e soluzioni tecnologiche intelligenti come sistemi di gestione intelligenti, tutti fornire le migliori condizioni per gli utenti come comfort termico, benessere interno, risparmio energetico efficiente e uso efficiente dell’ambiente. La risposta adattiva di un involucro intelligente può avvenire in modo passivo o attivo, o con una combinazione di entrambi. Le risposte passive si verificano senza alcuna interferenza da parte degli occupanti. D’altro canto, le risposte attive si verificano integrando dispositivi e sistemi di controllo automatico negli elementi dell’involucro edilizio. Gli involucri degli edifici intelligenti sono in grado di apprendere autonomamente dagli utenti e di aspettarsi le configurazioni richieste dal cambiamento delle condizioni ambientali. Inoltre educano gli utenti, modificano le loro azioni, apprendono le esigenze degli occupanti, selezionano l'azione più adatta per ciascuno stimolo e la mettono in pratica. [5], [6]