Rethinking Adaptive Building Skins from a Life Cycle Assessment perspective

Crespi, Manuela; Persiani, Sandra G. L.

doi:10.7480/jfde.2019.2.2467

Cited by 6 publications

(3 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A significant limitation attributed to static façade performance is the decoupling of buildings from the outdoor environment, disregarding the transient nature of environmental conditions surrounding the façade. This indicates the lack of direct management of variable weather conditions and occupant preferences as they change dynamically during the day, season, and the year, and thus, increasing the demand for mechanical conditioning [3], [24], [27], [28]. The need for transiency in the building façades using active and dynamic façades that could change their performance over time has been stressed [2], [24], [29].…”

Section: Chapter 1 -Introductionmentioning

confidence: 99%

Design and Testing of Climate-responsive Ventilated Building Façades

Soudian

2024

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Enhancing building performance has become a focal point in reducing the environmental impacts of the built environment to address climate change. Considering the highest share of comfort-related energy use in buildings, and the importance of indoor environmental quality (IEQ), a balance between energy conservation and IEQ provision is required. Building façades are the primary boundary that control mass and energy flow in buildings. Dynamic façades are potential alternatives to existing high-performance façades to improve IEQ in buildings, as they change their functionality with time, in response to changing environmental loads. This study aims to design and develop a multifunctional climate-responsive façade (CRF) in a continental climate. First, the literature review presents CRF theories and technologies. To design the CRF conceptually, a performance-based design framework was developed. This tool can be used in the initial decision-making stage of CRFs to conceptualize them based on case-specific performance metrics. The design of the conceptual CRF was optimized using CFD simulations in the climate of Toronto, Canada. The façade is a multifunctional, integrated, climate-responsive, opaque and ventilated (MICRO-V) façade, which regulates heat, air, and moisture flow into buildings. MICRO-V comprises a pre-conditioned cavity with phase change materials, and an adjustable insulation system integrated with a bi-directional ventilation module with heat recovery. The design of the MICRO-V was finalized by selecting the best-performing configuration of geometry, material properties, and operation. The results showed a 77% pre-conditioning efficiency of air in the ventilation module. Also, the thermal transmittance of the insulation could change from 0.05 to 0.5 W/m2.K with airflow variation. The simulations showed the interactions between the MICRO-V components, leading to the façade prototype. The performance of this prototype was evaluated using experimental tests in the BETOP test cell in Toronto. The results demonstrated the performance of the façade under different operation scenarios, and its ability to pre-condition fresh air while controlling thermal exchanges in the room. The experimental tests confirmed an agreeable compatibility with the simulation results. In this study, a design process from concept generation to prototype development of CRFs was presented that could be expanded and used in future research. MICRO-V is a CRF with decentralized ventilation that could be adjusted to different building contexts and climates.

show abstract

Section: Chapter 1 -Introductionmentioning

confidence: 99%

Design and Testing of Climate-responsive Ventilated Building Façades

Soudian

2024

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Bu sebepten yaşam döngüsü değerlendirmesinin göz önünde bulundurulması önem arz etmektedir. Ayrıca otomasyon ürünleri ve sensörler gibi yüksek teknolojiye sahip sistemlerin UKCS'lere entegre edilmesi ile UKCS'lerin gömülü enerjilerinin daha da artacağı göz önünde tutulmalıdır (Crespi ve Persiani, 2019).…”

Section: Introductionunclassified

Examination of Responsive Facade Systems in Terms of Embodied Energy: Kiefer Technic Showroom

SÜALP,

KARAMAN ÖZTAŞ,

COŞGUN

2023

EKSEN Dokuz Eylül Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

21. yüzyıl mimarlık pratiğinde yapıların kullanım enerjilerini %50 oranında düşürebilen uyarlanabilir kinetik cephe sistemleri (UKCS) ön plana çıkmaktadır. Literatürde çoğunlukla kullanım enerjileri üzerinden incelenen bu sistemlerin sahip oldukları gömülü enerjiler bağlamında kısıtlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Çalışma kapsamında sürdürülebilir bir yaklaşımın geliştirilebilmesi için UKCS’lerin performans değerleri yitirilmeden gömülü enerjilerinin değerlendirilmesi ve azaltılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda diğer malzemelere göre daha yüksek gömülü enerjiye sahip olan alüminyum ve paslanmaz çelik gibi malzemelerden imal edilmiş bileşenlerin aynı seviyede performans değerlerini sağlayabilecek ahşap esaslı malzemeler gibi gömülü enerjisi görece daha düşük olan malzemeler ile değiştirildiği varsayılmıştır. Konunun sayısal veriler üzerinden incelenebilmesi için bir yapı cephesi değerlendirilmiştir. Yapı seçimi konusunda gömülü enerji bakımından cephenin hangi malzemeden üretilmiş olduğuna ve güvenlik açısından da cephenin yüksekliğine dikkat edilmiştir. Bu koşullara uyan Kiefer Teknik Galerisi UKCS’si çalışma kapsamında incelenmiştir. Cephe sistemi alüminyum paneller, alüminyum raylar, paslanmaz çelik konsollar ve paslanmaz çelik ızgaralar olmak üzere dört temel bileşene ayrılmıştır. Bu dört bileşenin toplam gömülü enerjileri literatürdeki teknik çizimler, bilgiler ve fotoğraflar aracılığı ile hesaplanmıştır. Avrupa Standartlarına (EN 15804:2012) göre UKCS’nin hammadde temini için gereken enerji (raw material supply, A1) tespit edilmiştir. Elde edilen veriler ile UKCS tasarımında gömülü enerjiyi azaltabilmenin yolları, alternatif malzemeler ve detaylandırma prensipleri ile tartışılmış ve bir detay önerilmiştir. Önerilen detay sayesinde UKCS’nin toplam gömülü enerjisinin % 52 oranında düşürülebileceği hesaplanmıştır. Bu sayede tasarım aşamasında yalnızca malzeme tercihleri değiştirilerek UKCS’lerin gömülü enerjilerinin düşürülebileceği ve UKCS tasarımlarında performans verileri göz önünde tutularak malzeme nitelikleri ve malzemelerin gömülü enerjilerine dikkat edilmesinin önemi vurgulanmıştır.

show abstract

“…Erstens ist die Wechselwirkung zwischen der Adaption des Fassadenelements und dessen multibauphysikalischer Wirkung auf den Innenraumkomfort und die Gebäudeenergieeffizienz unbekannt.Zweitens wird die ökobilanzielle Bewertung durch dieBerücksichtigung der adaptiven Prozesse erweitert, deren Auswirkungen in dynamischen Simulationen ermittelt werden. Die Umweltwirkungen adaptiver und statischer Fassaden unterscheiden sich nach[40] auch durch den Einsatz komplexerer Bauteile mit geringerer Lebensdauer und den Einsatz von Hightech-Materialien sowie durch die Effektivität der Montage und Demontage. Im Fokus der laufenden Forschung stehen Membrankissenkonstruktionen, welche eine variable Verschattung ermöglichen (Bild 10).…”

unclassified

Ökobilanzierung adaptiver Hüllen und Strukturen

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

Wie kann künftig mehr umbauter Raum mit weniger Ressourceneinsatz bei gleichzeitig deutlich reduzierten Umweltwirkungen geschaffen werden? Mit dieser Frage beschäftigen sich 14 Institute der Universität Stuttgart im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1244. Die beteiligten Forschenden sehen in der Adaptivität ein großes Potenzial für einen Paradigmenwechsel in der gebauten Umwelt. Ihr Bestreben ist es, die Energie-, Material-und Emissionsbilanz von Tragwerken und Fassaden über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes durch die Integration adaptiver Elemente zu optimieren.

show abstract

Rethinking Adaptive Building Skins from a Life Cycle Assessment perspective

Cited by 6 publications

References 18 publications

Design and Testing of Climate-responsive Ventilated Building Façades

Design and Testing of Climate-responsive Ventilated Building Façades

Examination of Responsive Facade Systems in Terms of Embodied Energy: Kiefer Technic Showroom

Ökobilanzierung adaptiver Hüllen und Strukturen

Contact Info

Product

Resources

About