Żywe laboratorium do badań nad technologiami służącymi zeroemisyjności

Living Lab Politechniki Krakowskiej już działa. To żywe laboratorium badawcze, które posłuży naukowcom i studentom m.in. do testowania technologii i produktów dla niemal zeroemisyjnego budownictwa. Będzie w nim też można badać np. wpływ smogu na jakość powietrza wewnątrz budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej. Firmy dostaną tu pomoc w badaniu i certyfikowaniu swoich innowacyjnych rozwiązań, dzięki czemu wprowadzą je na polski i europejski rynek.

Krakowski Living Lab jest częścią międzynarodowej sieci ekosystemu otwartej innowacji. Powstała ona w ramach unijnego projektu MEZeroE, finansowanego w kwocie blisko 15 mln euro z programu „Horyzont 2020”. Bierze w nim udział aż 27 partnerów z całej Europy – instytucji badawczych, firm, podmiotów publicznych. Politechnika Krakowska, reprezentowana przez Wydział Inżynierii Lądowej, jest polskim liderem przedsięwzięcia. Jego główny cel to wspieranie transformacji sektora budowlanego w kierunku zdrowej zeroemisyjności. Oficjalne otwarcie Living Lab odbyło się 22 listopada na kampusie głównym PK m.in. z udziałem władz uczelni i wydziałów zaangażowanych we współpracę przy jego powstaniu.

Projekt MEZeroE („Measuring Envelope products and systems contributing to next generation of healthy nearly Zero Energy Buildings”) tworzy otwartą platformę usługową, na której firmy i instytucje badawcze mogą testować, rozwijać i wdrażać innowacyjne technologie przyczyniające się do zmniejszenia emisji CO2. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają Living Labs – żywe laboratoria. To budynki, w których partnerzy projektu instalują swoje rozwiązania technologiczne i testują je podczas codziennego użytkowania w rzeczywistych warunkach. Kluczowe obszary działania MEZeroE i wchodzących w ich skład Living Labs obejmują np. badanie nowych materiałów budowlanych o niskiej emisji, optymalizację systemów energetycznych w budynkach, testowanie i certyfikowanie technologii zeroemisyjnych, wdrażanie inteligentnych systemów zarządzania energią.

Living Lab dla zdrowego budownictwa

Obiekt o takich właśnie szerokich możliwościach badawczych zaczął właśnie działać na Politechnice Krakowskiej. Living Lab powstał w całkowicie wyremontowanym dawnym budynku badawczym Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej. Przed modernizacją w obiekcie przeprowadzono badania jego stanu technicznego, szczelności obudowy, detekcję mostków termicznych przy użyciu kamery termowizyjnej, analizę komfortu cieplnego wewnątrz pomieszczeń, pomiary akustyczne. Badania wykazały, że aby zmienić się w żywe laboratorium, budynek musi przejść gruntowną przebudowę. Wyposażono go zatem w nowe stanowiska badawcze, czujniki, różne systemy dociepleń, innowacyjne elementy konstrukcji, okna, drzwi, systemy rolet okiennych itd.

W ramach projektu MEZeroE i przy zaangażowaniu finansowym uczelni oraz partnerów projektu konstrukcję budynku wzmocniono za pomocą polimerowych złączy podatnych przez firmę Flex & Robust. Zainstalowano okna z poliuretanowej biopianki hiszpańskiej firmy Indresmat, zintegrowane z żaluzjami włoskiej firmy Pellini (wszystkie trzy firmy są partnerami projektu). TermoOrganika dostarczyła system ocieplenia budynku, a firma Domidor drzwi wewnętrzne. Prace wykończeniowe wspomogła spółka Akopol. Stworzenie Living Lab wsparli także: Cechini, Fundacja Wspierania Budownictwa Zrównoważonego, Małopolskie Centrum Budownictwa Energooszczędnego, FutureLab Politechniki Krakowskiej oraz firmy Modea, Aluprof i El-Piast.

– Teraz to doskonały przykład miejsca, gdzie innowacyjne technologie związane z efektywnością energetyczną i zrównoważonym budownictwem są w praktyce testowane, dostarczając cennych danych do dalszego rozwoju tych rozwiązań – mówi mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko z zespołu naukowego projektu MEZeroE na PK, koordynatorka prac nad Living Lab.

Kompleksowa pomoc dla przedsiębiorców

Jak wyjaśnia badaczka, Living Lab Politechniki jest od teraz elementem europejskiej platformy usługowej MEZeroE. Będzie ona wspierała producentów w szybkim oznakowaniu znakiem CE i wprowadzaniu na rynek innowacyjnych wyrobów i systemów budowlanych, przyczyniających się do budowy zdrowych budynków nowej generacji o niemal zerowym zużyciu energii.

– Znak CE potwierdza, że dany produkt został zbadany przez producenta i uznany za spełniający wymogi Unii Europejskiej, dotyczące zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Producent nowego wyrobu budowlanego, chcąc go wprowadzić na rynek europejski, musi przejść całą ścieżkę certyfikacji zgodnie z prawem unijnym. A to trudny proces, zwłaszcza w przypadku rozwiązań innowacyjnych, dla których nie ma jeszcze norm. Zgłaszając się z produktem do platformy MEZeroE, producent uzyska kompleksową pomoc. W Polsce udzieli jej Politechnika Krakowska – mówi dr inż. Aneta Nowak-Michta, kierownik Centrum Certyfikacji Budowlanej Wydziału inżynierii Lądowej PK.

Agenda nowych badań już gotowa

Living Lab PK ma już gotową agendę badawczą na nowy rok. W laboratorium będą prowadzone m.in. badania jakości powietrza wewnętrznego, poziomy zanieczyszczeń, CO2 oraz parametry komfortu cieplnego. Przeanalizowany zostanie wpływ zastosowanych rozwiązań na warunki wewnątrz budynku.

– Przed modernizacją i po modernizacji prowadzony jest – za pomocą dostarczonych w ramach projektu czujników NUVAP oraz Greenteg – monitoring poziomu stężenia pyłów zawieszonych PM10, PM2.5, stężenia dwutlenku węgla, poziom formaldehydu, parametrów komfortu cieplnego, temperatury i wilgotności powietrza, prędkości przepływu powietrza, temperatury promieniowania. Pomiary dostarczą nam na pewno ciekawych danych, uzupełniających nasze prace badawcze dotyczące m.in. wpływu smogu na jakość powietrza w budynkach edukacyjnych – mówi mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko.

Budynek Living Lab jest gotowy do użytkowania i zajęć ze studentami budownictwa i innych kierunków, związanych z technologiami służącymi zeroemisyjności. Badania mogą tu prowadzić zarówno pracownicy uczelni, jak i doktoranci i studenci w ramach swoich projektów badawczo-naukowych. W oficjalnym otwarciu centrum badawczego – kompaktowego w formie, ale potężnego w funkcjonalności i międzynarodowym zasięgu działania – uczestniczyli m.in. prorektor ds. kształcenia i współpracy z zagranicą dr hab. inż. Katarzyna Bizon, dziekani Wydziałów Inżynierii Lądowej oraz Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej dr hab. inż. Lucyna Domagała, prof. PK i dr hab. inż. Maciej Sułowicz, prof. PK, kanclerz PK Agnieszka Kostecka-Stec, a także liczne grono uczestników projektu, przedstawicieli firm i podmiotów go wspierających.

Living Lab na PK powstał w ramach drugiego etapu projektu MEZeroE. Ten etap polegał właśnie na instalowaniu i testowaniu w rzeczywistych budynkach – żywych laboratoriach – innowacyjnych wyrobów partnerów przemysłowych. Wszystko po to, by uzyskać opinie od użytkowników, a także weryfikację ich wydajności w codziennym życiu. Na terenie kampusu PK powstało żywe laboratorium pod nadzorem mgr inż. Katarzyny Nowak-Dzieszko.

Także linia badawcza – 32 stanowiska testowe, 10 typów wyrobów budowlanych

Pierwszy etap projektu projektu MEZeroE polegał na zbudowaniu, uruchomieniu i przetestowaniu dziewięciu linii badawczych (PM & VL) w jednostkach naukowo-badawczych uczestniczących w projekcie. Jedna z takich linii pilotażowych – do pomiarów i weryfikacji – powstała na Politechnice Krakowskiej. Podzielono ją na cztery sublinie badawcze: mechaniczną, trwałościową, wibroakustyczną i termiczną. Linie badawcze przetestowano podczas badań innowacyjnych wyrobów budowlanych, produkowanych przez partnerów przemysłowych projektu MEZeroE. Zespół PM & VL7 na Politechnice – w ramach testowania – przygotował 32 nowe stanowiska badawcze. Opracował też nowe, w wielu przypadkach innowacyjne procedury badawcze, które sprawdził na 10 typach wyrobów budowlanych. Testom poddano: membrany, taśmy oraz połączenia membrana-taśma-membrana włoskiej firmy Rothoblaas, kurtyny oraz wsporniki elewacyjne hiszpańskiej firmy Flexbrick, ramy okienne oraz płyty warstwowe hiszpańskiej firmy Indresmat, a także kompozyty, iniekcje i powłoki firmy Flex & Robust.

Politechniczna linia badawcza PM & VL7, jako jedna z dziewięciu linii badawczych, prezentuje usługi na cyfrowej platformie usług MEZeroE. Platforma tworzy otwarty ekosystem do opracowywania, testowania i zwiększania skali inteligentnych, biopochodnych i zorientowanych na człowieka produktów elewacyjnych. Łączy infrastrukturę oraz wiedzę ośrodków akademickich i badawczych z innowacyjnymi rozwiązaniami proponowanymi przez przemysł. Stworzono ją z myślą o trendach Przemysłu 4.0, szybkim podejmowaniu decyzji i podejściu zdecydowanie zorientowanym na klienta. MEZeroE towarzyszy europejskim przedsiębiorstwom, które decydują się na przyjęcie podejścia otwartych innowacji.

Specjalistyczna aparatura

W ramach projektu MEZeroE na potrzeby linii badawczej PM & VL7 zakupiono aparaturę do badań dla naukowców Wydziału Inżynierii Lądowej PK. To m.in. siłownik hydrauliczny pracujący w trybie statycznym i dynamicznym, głośnik wszechkierunkowy, stukacz znormalizowany, boom obrotowy oraz zaawansowany analizator dźwięku do badań wibroakustycznych, do badań starzeniowych komory XE, UV, deszczu, kondensacji, zmiennej temperatury oraz zmiennej wilgotności względnej, spektrometr IR z transformacją Fouriera z przystawką ATR, a także oprogramowanie do obróbki danych pomiarowych oraz urządzenia pomocnicze ułatwiające przeprowadzanie pomiarów.

Projekt MEZeroE zrzesza 27 partnerów z Włoch, Austrii, Hiszpanii, Słowenii, Danii, Niemiec, Wielkiej Brytanii, Szwajcarii oraz Polski. Nasz kraj reprezentują PK i spółka Flex & Robust Systems (powstała w celu komercjalizacji technologii złączy polimerowych rozwijanej na PK). Na Wydziale Inżynierii Lądowej PK kieruje nim prof. Arkadiusz Kwiecień (od stycznia 2021 r. do stycznia 2026 r.). Dotacja dla MEZeroE z funduszy Komisji Europejskiej przeznaczonych na działania innowacyjne w ramach programu „Horyzont 2020” wynosi 14 728 371 euro. 817 375 euro (5,5% udziału) przypada na Politechnikę Krakowską. Kwota ta pozycjonuje uczelnię na czwartej pozycji spośród 27 beneficjentów. W projekcie pracuje ponad 30 naukowców z Wydziału Inżynierii Lądowej PK.

Źródło: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki

Czytaj także: Adamed Pharma otwiera nowe laboratoria w Pabianicach