Living Lab PK

„Żywe” laboratorium otwarte na innowacje

Przygotowanie stanowiska do pomiaru wpływu jednoczesnego występowania drgań i hałasu na ludzi. Od prawej: Jarosław Chełmecki (L-15), dr inż. Krzysztof Nering (L-4) Fot.: Jan Zych
Przygotowanie stanowiska do pomiaru wpływu jednoczesnego występowania drgań i hałasu na ludzi. Od prawej: Jarosław Chełmecki (L-15), dr inż. Krzysztof Nering (L-4) Fot.: Jan Zych

Tworzenie innowacyjnych produktów i wprowadzanie ich na rynek wymaga przezwyciężania wielu trudności — nie tylko technicznych czy technologicznych, ale także formalnych. Wielką pomocą dla twórców i producentów nowych rozwiązań w branży budowlanej, w zakresie ba­dań, certyfikacji i wdrażania, może być otwarte w ubiegłym roku na Politechnice Krakowskiej Living Lab. Nowa placówka, ze specjalistyczną linią badawczo-pomiarową, powstała w formule „żywego” laboratorium i jest częścią unijnego projektu MEZeroE. W projekcie finansowanym kwotą prawie 15 milionów euro z programu „Horyzont 2020” uczestniczy 27 partnerów z Europy.

Nazwa projektu MEZeroE pochodzi od „Measuring Envelope products and systems contributing to next generation of healthy nearly Zero Energy Buildings”. Oznacza to, że celem jest rozwijanie technologii zdrowych budynków o niemal zerowym zużyciu energii. Kluczowym elementem projektu MEZeroE jest otwarty sys­tem usług, wspierający powstawanie i wprowadzanie na rynek nowoczesnych produktów oraz energooszczędnych systemów budowlanych. Obejmuje to m.in. optymaliza­cję systemów energetycznych w budynkach, testowanie i certyfikowanie technologii i materiałów zeroemisyjnych. W skład systemu wchodzi internetowa platforma dostępna pod adresem https://mezeroe-platform.eu, z prostym w użyciu pojedynczym punktem wejścia. Za­pewnia on łatwe dotarcie do usług testowania i walidacji na liniach badawczych, zainstalowanych w europejskiej sieci „żywych” laboratoriów.

Platforma MEZeroE sprzyja także kojarzeniu podmiotów mających podobne cele i problemy do rozwiązania. Tworzy społeczność interesariuszy, wśród których łatwiej o obieg informacji i idei; a to usprawnia współpracę według za­sad otwartej innowacyjności. Koncepcja otwartej inno­wacyjności jest przeciwieństwem zamkniętej innowacyjności — realizowanej od pomysłu do gotowego produktu w zamkniętym środowisku firmy lub instytucji. „Otwarcie” oznacza, że dopuszcza się udział utalentowanych ludzi spoza tego zamkniętego środowiska, a część procesu może zachodzić poza firmą, np. w living laboratory. Najważniejsze jest sprzyjanie powstawaniu i wykorzystaniu dobrych pomysłów, niezależnie od źródła pochodzenia. Realizacja idei otwartej innowacji w living lab oznacza także ścisłe połączenie procesów rozwoju i testowania oraz doświadczeń użytkownika, co znacznie przyspiesza wejście na rynek dojrzałego produktu, zmniejszając ryzyko przechodzenia tzw. „chorób wieku dziecięcego”.

Kierownik Centrum Certyfikacji Budowlanej na Wydziale Inżynierii Lądowej PK dr inż. Aneta Nowak-Michta zachę­ca do korzystania z usług cyfrowej platformy:

— Dostęp do platformy jest otwarty, jednakże do uzyskania pełnego zakresu usług wymagana jest rejestracja. Odbiorcą usług Living Lab PK mogą być producenci wyrobów budowlanych oraz pra­cownicy naukowi, doktoranci i studenci, prowadzący badania w tym obszarze.

Certyfikat CE

Transformacja sektora budowlanego w kierunku zeroemisyjności to nie tylko powstawanie innowacyjnych energo­oszczędnych i zdrowych rozwiązań, równie ważne jest ich wprowadzenie na rynek. Wymaga to jednak certyfikatu CE. Dr inż. Aneta Nowak-Michta tłumaczy:

Oznaczenie CE lub oznakowanie CE (Conformité Européenne), umieszczone na wyrobie, jest deklaracją producenta, że wyrób spełnia wymagania dyrektyw tzw. „nowego podejścia” Unii Europejskiej. Dy­rektywy te dotyczą zagadnień związanych z bezpieczeństwem użytkowania, ochroną zdrowia i ochroną środowiska, określają zagrożenia, które producent powinien wykryć i wyeliminować. Producent, oznaczając swój wyrób znakiem CE, deklaruje, że produkt spełnia wymagania wszystkich odnoszących się do niego dyrektyw i może zostać wprowadzony do obrotu.

Jednak w przypadku innowacyjnych produktów, odbie­gających od tradycyjnych materiałów czy technologii, nie zawsze są dostępne odpowiednie procedury certyfikacji. Dr inż. Aneta Nowak-Michta pokazuje wyzwania, które czekają na twórców nowych rozwiązań:

— Innowacyjne wyroby budowlane, stosowane w budynkach zero­emisyjnych i zeroenergetycznych, zazwyczaj nie są objęte normami europejskimi, wobec czego wprowadzane są do obrotu zgodnie ze ścieżką EOTA [European Organisation for Technical Assessment — przyp. red.], wymagającą ustanowienia nowych zapisów europejskiej aprobaty technicznej (ETA). I tutaj pojawiają się bariery prawne, związa­ne z brakiem procedur normalizacyjnych, umożliwiających szybkie wprowadzenie na rynek innowacyjnych wyrobów budowlanych.

Projekt MEZeroE ma pomóc producentom lub wynalazcom w takich sytuacjach, tak by wdrażana nowość nie „utknęła” na etapie dopuszczenia do obrotu. Dr inż. Aneta Nowak-Michta wyjaśnia:

— Platforma usługowa MEZeroE ma za zadanie wsparcie w zakresie przyspieszenia procesu użycia znaku CE i wprowadzania na rynek innowa­cyjnych wyrobów i systemów budowlanych, przyczyniających się do powstawania zdrowych budynków nowej generacji o niemal zerowym zużyciu energii. Living Lab PK umożliwia testowanie wyrobów budowlanych w warunkach rzeczywistych, co daje szansę na walidację opracowywanych przez linię badawczą PM&VL7 nowych lub zmodyfikowanych metod testowych.

Linie badawcze

Zanim oddano do użytku budynek Living Lab PK, gotowa była linia PM&VL7 (Pilot Measurement & Verification Line) — pilotażowa linia pomiarowa i badawcza, opra­cowana przez specjalistów Politechniki Krakowskiej pod kierownictwem prof. Arkadiusza Kwietnia. To jedna z dziewięciu linii, do których dostęp jest możliwy po­przez platformę internetową projektu MEZeroE. Każda specjalizuje się w innym, komplementarnym, zakresie badań, uzupełniając możliwości pozostałych. Linia na Politechnice Krakowskiej została podzielona na cztery sublinie badawcze: mechaniczną, trwałościową, wibroakustyczną i termiczną. Przygotowano dla nich 32 nowe stanowiska badawcze. Stanowiska przetestowano, ba­dając 10 typów innowacyjnych wyrobów budowlanych, pochodzących od partnerów przemysłowych projektu MEZeroE.

Przykłady innowacyjnych produktów badanych w warunkach rzeczywistych Living Lab PK: ramy okienne z biopianki poliuretanowej oraz systemy zacienienia i filtracji cząstek Fot.: Michał Pierewicz
Przykłady innowacyjnych produktów badanych w warunkach rzeczywistych Living Lab PK: ramy okienne z biopianki poliuretanowej oraz systemy zacienienia i filtracji cząstek Fot.: Michał Pierewicz

Właściwości wyrobów przebadanych na stanowiskach laboratoryjnych linii PM&VL7 weryfikuje się następnie w warunkach rzeczywistych, po wbudowaniu w budynek. I tak np. poliuretanowe złącza podatne firmy Flex&Robust Systems posłużyły do wzmocnienia konstrukcji murowej. Aby ocenić ich skuteczność, firma SHM System zamontowała system światłowodowy do monitorowania odkształceń konstrukcji.

Dr inż. Aneta Nowak-Michta podsumowuje:

Zakończone zostały testy laboratoryjne, realizowane przez linię badawczą PM&VL7, natomiast w living lab prowadzone są badania do­tyczące szeroko pojętej jakości powietrza wewnętrznego, trwa monitorowanie poziomu zanieczyszczeń, CO₂, parametrów komfortu cieplnego oraz parametrów wibroakustycznych, co umożliwia ocenę wpływu zastosowanych rozwiązań na warunki wewnątrz budynku.

Idea „żywego” laboratorium

Platforma internetowa MEZeroE zapewnia dostęp nie tyl­ko do linii badawczych, ale i do środowiska europejskiej sieci „żywych” laboratoriów. Placówki otwarto w ramach projektu w Polsce, Austrii, Danii, Hiszpanii, Słowenii i we Włoszech. Powstały w wyniku modernizacji istnie­jących obiektów, w których wykorzystano, często wręcz wbudowując, nowatorskie produkty, co nie wyklucza możliwości tworzenia nowych obiektów z testowanych innowacyjnych materiałów budowlanych. Badania obej­mują także interakcję elementów budynku z jego użytkownikami.

Możliwość kontrolowania warunków badań z udziałem użytkowników „żywych” laboratoriów, w porównaniu do badań na stanowiskach typowo laboratoryjnych, jest ograniczona, jednak takie warunki są najbardziej zbliżo­ne do rzeczywistych. Kierujący badaniami akustycznymi dr inż. Krzysztof Nering wyjaśnia:

— Living Lab PK to miej­sce łączące funkcję laboratorium, jak i zwyczajnego budynku. Zwykle laboratoria to wyspecjalizowane obiekty, w których można uzyskać wyniki referencyjne. Jednak rzeczywistość często odbiega od idealnego świata laboratoryjnego. Badania w Living Lab PK pozwalają na uzyskanie wyników, uwzględ­niających złożoną i zniuansowaną rzeczywistość, w której wiele czynników wpływa na finalny rezultat.

W programie badawczym są pomiary w trakcie zajęć, se­minariów katedralnych czy spotkań. Analizowany jest wpływ obecności użytkowników na jakość środowiska wewnętrznego oraz odczuwalność tzw. komfortu cieplne­go. Badania prowadzono jeszcze przed remontem budyn­ku i jak można się spodziewać — wyniki były fatalne. Zła jakość powietrza, niekorzystne warunki cieplne zostały udokumentowane pomiarami oraz ankietami. Po każdej istotnej modyfikacji elementów budynku pomiary i bada­nia ankietowe są powtarzane. Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko wyjaśnia:

Ankiety dają obraz tego, jak użytkow­nicy odbierają wprowadzone zmiany i jak się czują. Może nie jest to skwantyfikowane, bo nie podaje się konkretnych war­tości, ale mierzymy wartości ścisłych parametrów m.in. liczbę osób, monitorujemy stężenie CO₂.

Potencjał aparatury zainstalowanej w takim laborato­rium, w połączeniu z ideą badań w warunkach zbliżonych do rzeczywistych, daje nowe możliwości badawcze. Dr inż. Krzysztof Nering podaje przykład:

— Badano jednoczesny wpływ drgań i hałasu na użytkowników budyn­ku. Badanie polegało na jednoczesnej rejestracji w pomiesz­czeniach drgań i hałasu, pochodzących od przejeżdżającego pojazdu kołowego przez próg zwalniający. Ocena polegała na określeniu wzajemnej interakcji pomiędzy hałasem a drganiami oraz łącznej uciążliwości od obydwu bodźców. Podejście takie nie znajduje się w obecnym normodawstwie i jest innowacyjne w ocenie komfortu wibracyjnego i akustycznego.

Podejście uwzględniające warunki realne, zamiast wyłącz­nie laboratoryjnych, jest wskazane w trakcie badań pro­duktów budowlanych, które są wrażliwe na jakość procesu montażu, aplikacji czy sposób eksploatacji. Dr inż. Krzysz­tof Nering wyjaśnia:

— Parametry akustyczne, podawane przez producentów, są uzyskiwane podczas badań laborato­ryjnych, a rzeczywistość nie do końca odpowiada warunkom laboratoryjnym. Nie chodzi o krytykę wykorzystania laborato­riów do badań. Badania w reżimie normowym, w laboratorium pozwalają uzyskać parametr, dzięki któremu można porówny­wać między sobą produkty i oceniać ich jakość. W przypadku akustyki, na przykład okien, sposób montażu i regulacji jest kluczowy. Jednak w warunkach rzeczywistych bardzo trudno zamontować okno i wyregulować je tak, żeby zrównać się z ja­kością montażu osiąganą w laboratorium.

Zgodnie z ideą tworzenia „żywego” laboratorium badania wyprzedzały remont. Mimo że stara substancja budowlana dawnego Laboratorium Trakcji nie wydawała się zajmują­ca, jednak wnioski po przeprowadzeniu badań, np. okien, były interesujące. Dr inż. Krzysztof Nering wyjaśnia:

— Ba­dana stolarka okienna stanu zastanego (ta zużyta) wykazała rozrzut wyników izolacyjności akustycznej od 19 dB do 25 dB. Różnica 6 dB to jest naprawdę sporo. Potwierdza to, że zużycie stolarki okiennej jest nierównomierne.

Badania okien stanowiły część pomiarów izolacyjności bu­dynku — zarówno akustycznej, jak i cieplnej. Jak wyjaśnia dr inż. Krzysztof Nering:

— Badaliśmy kondycję akustyczną elewacji budynku jeszcze przed remontem, zgodnie z normą ISO 16283-3. Wyniki stanowią cenne źródło informacji o izola­cyjności akustycznej zaniedbanej stolarki okiennej i o jej wpły­wie na izolacyjność akustyczną fasady. Stolarka okienna była eksploatowana i eksponowana przez wiele lat na niekorzystne warunki klimatyczne. Niemal niemożliwe jest odtworzenie w standardowym laboratorium takich wyników.

Powstanie Living Lab PK

Budynek został oddany do użytku 22 listopada ubiegłe­go roku. O jego powstaniu mówi koordynatorka prac mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko:

— Pomysł living lab na Politechnice powstał we wrześniu 2023 r., zatwierdzenie do re­alizacji to początek 2024 r. Początkowo były różne koncepcje lo­kalizacji — wzorem innych laboratorium politechniczne miało nawet powstać poza kampusem. Ostatecznie, jako najbardziej logiczna, zwyciężyła koncepcja budynku na terenie kampusu przy ulicy Warszawskiej. Od Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, dzięki zgodzie dziekana dr. hab. Macieja Suło­wicza, prof. PK, uzyskaliśmy budynek dawnego Laboratorium Trakcji. Rozpoczęły się formalności i prace przygotowawcze, które objęły przyjęcie i oględziny budynku. Remont rozpoczął się w lipcu ubiegłego roku i we wrześniu praktycznie wszystko było gotowe.

Tempo imponujące, a trzeba pamiętać, że budynek ze względu na zły stan techniczny był przeznaczony do roz­biórki. Po oględzinach i badaniach wytrzymałościowych stwierdzono jednak, że może być wykorzystany, ale wy­magane było wzmocnienie konstrukcji ścian popękanych z powodu nierównomiernego osiadania. Do wzmocnienia wykorzystano złącza podatne jednego z partnerów projek­tu MEZeroE — firmy Flex&Robust Systems, spółki typu spin-off, założonej przez naukowców z Politechniki Kra­kowskiej przy wsparciu INTECH PK. Wraz z postępem prac budowlanych podpisywano umowy z wytwórcami produktów wykorzystanych do modernizacji budynku. Po wzmocnieniu ścian ocieplono je w sposób tradycyjny systemem ETICS, dostarczonym przez TermoOrganikę, współpracującą od lat z PK. Jedna elewacja została jednak ocieplona pianką na szkielecie drewnianym, zamontowa­nym na ścianie z zastosowaniem złączy podatnych. W ten sposób stworzono w jednym budynku warunki do porów­nania parametrów akustycznych dwóch różnych systemów izolacji. Z firmy Indresmat pochodzą innowacyjne okna z poliuretanowej biopianki, zintegrowane z żaluzjami wło­skiej firmy Pellini, drzwi wewnętrzne dostarczyła firma Domidor, żaluzje i rolety zewnętrzne — Aluprof. Prace wy­kończeniowe wsparła firma Akopol, zaś EL-Piast zainstalo­wał system sterowania i monitoringu danych.

Oprócz presji czasu i złego stanu konstrukcji problemem były także ograniczenia budżetowe, dlatego tak ważne było pozyskanie zewnętrznego wsparcia. Sam remont był finan­sowany częściowo ze środków rektorskich, produkty użyte w budynku, z przeznaczeniem do dalszych badań zapewnił program MEZeroE. Producenci-partnerzy z rynku polskiego w ramach współpracy również dostarczyli kolejne produk­ty i usługi. Wparcia udzielili: Cechini, Fundacja Wspiera­nia Budownictwa Zrównoważonego, Małopolskie Centrum Budownictwa Energooszczędnego, Future Lab PK oraz Modea.
Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko przyznaje:

— Gdyby nie ogromna pomoc od wielu firm, nie bylibyśmy w sta­nie w ramach mocno okrojonego budżetu dokończyć remontu budynku.

Normy bliżej życia

Badania w living lab są swego rodzaju poligonem, któ­ry w warunkach rzeczywistych pozwala weryfikować nie tylko rozwiązania budowlane badane wcześniej według norm laboratoryjnych, ale i same normy. Jak wyjaśnia dr inż. Aneta Nowak-Michta:

Wyniki badań umożli­wiają producentom modyfikację produktów, a także wska­zanie ich zamierzonego zastosowania. Co więcej, poza modyfikacją produktów konieczna jest modyfikacja nor­mowych metod badawczych. Szczególnie dotyczy to badań trwałości oraz wibroakustycznych. Przykładem jest metody­ka badań starzeniowych. Norma przewiduje około 300 go­dzin ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe mem­bran, które w warunkach eksploatacji ulegają starzeniu. W uzgodnieniu z partnerem projektu, firmą Rothoblaas, test starzeniowy został rozszerzony do 5 000 godzin, co wskazu­je na potrzebę modyfikacji metodyki normowej.

Specyfika „żywego” laboratorium polega na tym, że cykl pomiarów w warunkach rzeczywistych powinien być roz­ciągnięty w czasie, nawet do roku. Takie długoterminowe badania starzenia czy zużycia produktów pozwalają uwzględnić m.in. wszystkie warunki meteorologiczne spo­tykane w naszym klimacie i ich zmiany w czasie. W wa­runkach laboratoryjnych jest uwzględniana tylko ich część i są one jedynie symulowane.

Kontrola warunków rzeczywistych

Warunki środowiska wewnętrznego w „żywym” laborato­rium są kontrolowane przez ciągłe monitorowanie tem­peratury, wilgotności, stężenia CO₂ czy stężenia pyłów zawieszonych. System wentylacji naturalnej, obecnie zastosowany w budynku, zostanie zastąpiony systemem wentylacji mechanicznej, co pozwoli na sterowanie wy­mienionymi parametrami w zależności od liczby użytkow­ników w budynku. Zainstalowano klimatyzatory, które również pozwolą na regulację temperatury i wilgotności. Umożliwi to symulację np. warunków zimowych, niezależ­nie od pory roku.

Istotną kwestią jest powtarzalność warunków badań z udziałem użytkowników. Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko przyznaje:

Warunki pomiarów zależą od wielu czynników i mogą się zmieniać, ale powtarzając badania, ob­serwujemy pewne zależności, trendy zmian, które pozwolą na sformułowanie przydatnych wniosków.

Badania z udziałem użytkowników z natury obarczone są czynnikiem subiektywności — każdy na swój sposób odbiera warunki otoczenia. Aby zebrać subiektywne od­czucia dotyczące np. komfortu cieplnego w określonych warunkach, prowadzi się badania ankietowe. Dysponu­jąc odpowiednią liczbą ankiet od różnych użytkowników, można statystycznie opisać parametry komfortu cieplne­go, a następnie porównać je z wartościami obliczonymi na podstawie pomiarów.

Badania w „żywym” laboratorium stanowią cenne źródło informacji, które mogą być bardzo użyteczne np. w symu­lacjach komputerowych. Dysponując odpowiednią liczbą wyników pomiarów, uzyskanych w warunkach rzeczywi­stych, można walidować modele obliczeniowe, a następnie symulować inne warunki.

W pogoni za energooszczędnością

Obecne w pełnej nazwie projektu MEZeroE wyrażenie „prawie zeroemisyjne” oznacza realistyczne podejście do zagadnienia energooszczędności w budownictwie. Koordynatorka Living Lab PK mgr inż. Katarzyna Nowak- -Dzieszko wyjaśnia:

— Dążymy do zeroemisyjności, w 2050 r. wszystkie nowe budynki powinny być projektowane tak, aby nie emitowały gazów cieplarnianych, ale jest i będzie to proces bardzo trudny, wymagający. Możemy mówić o pro­dukcie zeroemisyjnym, z potwierdzającym to certyfikatem. Jednak kiedy taki produkt zastosujemy w budynku, który ma wbudowany ślad węglowy, generuje tzw. operacyjny ślad węglowy, bo go ogrzewamy. Wtedy już nie jest zeroemisyjny. W teorii, w idealnych warunkach, da się osiągnąć zeroemisyj­ność, ale w praktyce jest to bardzo trudne.

W przypadku nowych budynków integracja energooszczęd­nych produktów nie jest problemem, jeśli są projektowane jako spójny system. Oprócz wyboru odpowiedniego pro­duktu ważne są także jego odpowiednia instalacja oraz umiejętność obsługi przez użytkowników. Problem może pojawić się, gdy energooszczędny element stanie się czę­ścią budynku, w którym nie przewidziano specyfiki jego działania. Najlepszym przykładem takiego niedostosowa­nia starych budynków i nowych rozwiązań są okna. Ich producenci skupiają się na parametrach energooszczęd­ności, chcą, by były ciepłe i szczelne. Tymczasem wykorzy­stanie szczelnych okien np. w budynkach z wielkiej płyty, z tradycyjną wentylacją grawitacyjną, pobierającą świeże powietrze z zewnątrz właśnie przez nieszczelności, może być przyczyną bardzo poważnych problemów z wymianą powietrza. Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko podkreśla:

— Ważna jest świadomość działania całego systemu i tego chcemy uczyć. Chcemy tu uczyć studentów, że wbudowanie na przykład produktu, który jest bardzo szczelny, a nie ma na­wiewników, nie jest możliwe w budynku, w którym jest wen­tylacja naturalna.

Living Lab jest „żywym” laboratorium, więc goście są zawsze mile widziani — na zdjęciu wizyta młodzieży w trakcie Dnia Otwartego PK, przewodnikiem jest Katarzyna Nowak-Dzieszko Fot.: Michał Pierewicz
Living Lab jest „żywym” laboratorium, więc goście są zawsze mile widziani — na zdjęciu wizyta młodzieży w trakcie Dnia Otwartego PK, przewodnikiem jest Katarzyna Nowak-Dzieszko Fot.: Michał Pierewicz

Edukacja użytkowników

Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko podkreśla, jak ważny jest aspekt edukacji użytkowników: — Kupujemy samochód, telefon komórkowy — czytamy instrukcję obsługi. Ktoś kupuje mieszkanie, wchodzi i takiej instrukcji nie czyta. Myślę, że bardzo brakuje edukacji, zwłaszcza że otaczamy się coraz bardziej rozbudowanymi systemami z inteligencją w nazwie, ale sztuczną inteligencją też trzeba umieć sterować.

Dlatego w Living Lab PK wprowadzany jest system zarzą­dzania budynkiem BMS (Building Management System) firmy EL-Piast. Pozwala on na projektowanie scenariuszy użytkowania budynku, na analizę różnych warunków wewnętrznych. Przygotowywane są np. różne scenariusze badawcze dla innowacyjnych systemów zaciemnień okien Aluprof. Wykorzystano w nich podwójne rolety o różnym stopniu przepuszczalności promieniowania słonecznego. Pojawił się też pomysł, by dobrać takie materiały, by rolety mogły służyć nie tylko jako izolacja termiczna, zaciemnienie, moskitiera, ale także swego rodzaju filtr cząstek PM. Analiza efektów działania różnych konfiguracji rolet, w zależności od różnych warunków zewnętrznych, pozwoli przygotować scenariusze zoptymalizowane pod kątem po­trzeb użytkowników. Będą one uwzględniać wiele zmien­nych: temperaturę, porę roku, dnia, nasłonecznienie, za­nieczyszczenie powietrza — tak, aby osiągnąć odpowiedni efekt, np. zapobieganie przegrzewaniu z jednoczesnym dostępem światła do wnętrza.

Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko przyznaje:

Firmom zależy na tym, aby ich produkty były badane w rzeczywistych warunkach, które są dla potencjalnych nabywców bardziej wiarygodne od badań laboratoryjnych. Badania w living lab dają pogląd na odczucia użytkowników, na podstawie prze­prowadzanych ankiet, jak i skuteczność działania produktu, potwierdzoną pomiarami. Producenci są otwarci na tego typu innowacyjność. Chcą w takim projekcie uczestniczyć, żeby wejść na rynek z produktem przebadanym w warunkach rzeczywistych.

Wysoka wiarygodność badań prowadzonych przez Poli­technikę Krakowską jest ogromnym atutem Living Lab PK. Nobilitacją dla producentów jest też wykorzystanie w konstrukcji budynku ich produktów. To bardzo istotne w przypadku innowacyjnych rozwiązań, a to one są prze­cież domeną „żywego” laboratorium.

Nauka dla wszystkich

Living Lab PK jest przeznaczone nie tylko dla producentów branży budowlanej. To placówka otwarta również dla stu­dentów, doktorantów, pracowników i kół naukowych PK. Prowadzone są w niej zajęcia, dostępne są wyniki pomia­rów ze stacji meteorologicznej i stacji jakości powietrza zewnętrznego. Można je wykorzystać do prowadzonych badań, do prac dyplomowych — na podstawie takich da­nych powstało już kilka prac.

Dr inż. Krzysztof Nering podkreśla znaczenie tego miejsca dla dydaktyki:

Living Lab PK pozwala uczestniczyć studentom w badaniach na „żywym organizmie”. Taka forma kształcenia pokazuje praktyczne zastosowanie wiedzy, którą studenci zdobywają w ramach zajęć teoretycznych. Planujemy również od tego semestru przeprowadzać tam zajęcia labora­toryjne, w ramach których będziemy mierzyć parametry izolacyjności akustycznej.

Do dyspozycji są również czujniki mierzące parametry po­wietrza i przegród. Część czujników pochodzi od partnera projektu MEZeroE, czujniki Greenteg — określają współ­czynnik przenikania ciepła przegród i okien, natomiast czujniki Nuvap monitorują parametry powietrza wewnątrz pomieszczeń: formaldehydy, cząstki stałe, CO₂, temperaturę, wilgotność. Pozostałe czujniki, należące do Politechniki, jak np. czujniki badania mikroklimatu LookO2, po­zwalają badać te same parametry, ale także w środowisku zewnętrznym. Pomiary stężenia pyłów zawieszonych PM2,5, PM10 i PM1 na zewnątrz budynku, z jednoczesnym pomiarem wewnątrz, pozwalają na analizę wpływu środowiska zewnętrznego na jakość powietrza wewnątrz. Wykorzystuje się je wewnątrz razem z czujnikami Nuvap i badana jest zbieżność ich wyników.

Plany współpracy

Badania związane z MEZeroE trwają do końca tego roku, ale są tylko częścią prac realizowanych w Living Lab PK. Po zakończeniu projektu infrastruktura badawcza pozostanie do dyspozycji Politechniki Krakowskiej. Mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko wyjaśnia:

Living Lab PK będzie działać jako laboratorium po zakończeniu projektu, wszystkie pro­dukty wbudowane, oczywiście, w nim pozostaną. Możemy z niego korzystać i prowadzić tu inne badania. Nie ma klau­zuli wykluczającej badania spoza projektu MEZeroE. To duża wartość dodana.

Od samego początku istnienia możliwe jest prowadzenie innych badań, także komercyjnych, o ile nie kolidują z pro­gramem MEZeroE. Wśród międzywydziałowych tematów badawczych był zaproponowany przez Wydział Inżynierii Lądowej: wpływ roślin na jakość powietrza — jak oczysz­czają powietrze z zanieczyszczeń, pochłaniają CO₂ i jak od­bierają to użytkownicy. Taka formuła współpracy pozwala na planowanie rozwoju „żywego” laboratorium. Living Lab PK znajduje się w dawnym Laboratorium Trakcji, ale obecnie jest w nim także Laboratorium Elektromobilności Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej. Stąd po­mysł na interdyscyplinarną współpracę — przy instalacji ogniw fotowoltaicznych i baterii akumulatorów, które mają dostarczać energię elektryczną do stacji ładowania samochodów elektrycznych.

Pomysłów jest więcej i jak przyznaje mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko:

— Od samego początku, jeszcze zanim rozpoczęliśmy remont, staraliśmy się przewidzieć schemat przyszłych badań, aby go uwzględnić w konstrukcji budyn­ku laboratorium, ale nie przewidzieliśmy wszystkiego. Przykładem jest zgłoszenie się producenta rolet zewnętrznych już po wykonaniu tynków. Cieszymy się jednak z nowych pomysłów na badania. Im więcej słychać o Living Lab PK, tym więcej mamy zgłoszeń z firm i propozycji współpracy. To bardzo pozytywne.

Living Lab PK wygląda niepozornie, ale jest nowatorskim laboratorium badającym innowacyjne energooszczędne produkty i usługi budowlane Fot.: Michał Pierewicz
Living Lab PK wygląda niepozornie, ale jest nowatorskim laboratorium badającym innowacyjne energooszczędne produkty i usługi budowlane Fot.: Michał Pierewicz

Zespół Living Lab PK

Zespół Living Lab PK zajmuje się szeroko pojętą fizy­ką budowli, łącznie z akustyką. Prowadzone są także badania dotyczące jakości powietrza wewnętrznego, osiadania budowli i złącz podatnych.
prof. dr hab. inż. Arkadiusz Kwiecień — kierownik projektu MEZeroE
mgr inż. Katarzyna Nowak-Dzieszko — koordynatorka Living Lab PK
dr hab. inż. Małgorzata Fedorczak-Cisak, prof. PK
dr inż. Aneta Nowak-Michta — koordynatorka PM&VL7
dr hab. inż. Tomasz Kisilewicz, prof. PK
dr inż. Katarzyna Nowak
dr inż. Krzysztof Nering — badania akustyczne

Przewijanie do góry