W NEST, platformie badań i innowacji Empa i Eawag, projektowana jest obecnie nowa jednostka: STEP2. W ramach tego projektu różni partnerzy z sektora badawczego i przemysłowego współpracują ze sobą w celu stymulowania innowacji w dziedzinie gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ), w sektorach produkcji przemysłowej i cyfrowej, elewacji budynków i systemów energetycznych.

Spiralna klatka schodowa w kształcie kręgosłupa wykonana w technologii druku 3D, prefabrykowana płyta żebrowa typu filigran , która wymaga około jednej trzeciej mniej materiału oraz energooszczędna elewacja budynku, która zapewnia optymalny poziom komfortu: W NEST planowana jest nowa jednostka. STEP2 – tak nazywa się projekt, który łączy w sobie innowacje z zakresu gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ), produkcji przemysłowej i cyfrowej, jak również systemów elewacji budynków i systemów energetycznych. W centrum uwagi znajduje się możliwość wdrożenia nowych rozwiązań i procesów na rynek. W związku z tym wszystkie innowacje są rozwijane konsekwentnie i od samego początku wzdłuż całego łańcucha wartości w ramach otwartego podejścia innowacyjnego.

"W jednostce STEP2 pracujemy nad rozwiązaniami gotowymi do wprowadzenia na rynek. Oprócz badaczy akademickich, w projekcie uczestniczą różni partnerzy przemysłowi. Ta interdyscyplinarna współpraca zapewni jak najszybsze wejście na rynek", mówi Enrico Marchesi, Menedżer ds. Innowacji w NEST. Andreas Hafner, Główny Menedżer ds. Innowacji w firmie BASF, głównym partnerze jednostki, dodaje: "Jesteśmy przekonani, że ten projekt zaowocuje przyszłościowymi innowacjami, które odniosą sukces na rynku i będą promować zrównoważone wykorzystanie energii i zasobów".

Dwukondygnacyjna jednostka zostanie zbudowana na górnej platformie NEST. Po ukończeniu będzie służyć jako aktywnie wykorzystywany warsztat innowacyjny, umożliwiający rozwój wielu innych projektów innowacyjnych, oraz jako środowisko biurowe. Zespół projektowy kończy obecnie projekt wstępny. Zakończenie budowy jednostki STEP2 planowane jest na lato 2022 roku.

Prefabrykowana płyta żebrowa typu filigran o dużym potencjale rynkowym

W fazie planowania jednostki STEP2, zespół projektowy opierał się na doświadczeniach z istniejących jednostek NEST. Te poprzednie projekty pokazały, że prefabrykacja szalunków dla betonowych elementów stropowych przy użyciu druku 3D oferuje ogromny potencjał. "Technologia druku 3D łączy w sobie wydajność produkcji przemysłowej ze swobodą cyfrowych narzędzi projektowych", wyjaśnia główny architekt Silvan Oesterle z biura architektonicznego ROK.

Zespół zastosuje tę technologię do wykonania płyty stropowej w jednostce STEP2. Opracował on uzasadnienie projektu dla planowanej do wdrożenia na rynek prefabrykowanej płyty żebrowej typu filigran  w jakości betonu architektonicznego. Płyta ta może mieć rozpiętość do 20 metrów. Dla Oesterle zalety są oczywiste: "Z jednej strony, płyta stropowa działa jako masa akumulująca ciepło podczas pracy. Z drugiej strony, ta koncepcja wymaga o jedną trzecią mniej materiału niż zwykła płyta typu filigran. Oszczędzamy zasoby, redukujemy masę, a jednocześnie zwiększamy efektywność kosztową i energetyczną." Dla rynku stanowi to innowacyjny proces prefabrykacji umożliwiający efektywną produkcję płyt stropowych dla domów masywnych. Firma Stahlton Bauteile AG jest przekonana do tej koncepcji i dlatego zdecydowała się na udział w projekcie jako partner branżowy. Firma zastosuje ten proces prefabrykacji również we własnej fabryce.
 

Kręgosłup jako wymagająca aplikacja

Kolejnym innowacyjnym obiektem są spiralne schody na piętro budynku. Dostosowane do potrzeb schody z betonu stanowią duże wyzwanie dla konwencjonalnych metod deskowania. Dlatego w jednostce STEP2 zespół postawił na cyfrowe metody projektowania i szalunki drukowane w 3D przy realizacji schodów z betonu ultra wysokowartościowego (UHPC). Ich unikalny kształt przypomina ludzki kręgosłup. Do jego realizacji Instytut "Digital Building Technologies" ETH Zurich jako partner projektowy, jak również dwaj partnerzy przemysłowi BASF Forward AM i SW Umwelttechnik łączą swoją fachową wiedzę i umiejętności. Poprzez ten ambitny przykład praktycznego zastosowania testują oni swoje procesy, technologie i produkty, co umożliwi ich dalszy rozwój.

Elewacja jako rozwojowe otoczenie

Elewacje budynków w znacznym stopniu przyczyniają się do optymalizacji zużycia energii i komfortu użytkowników. Jednakże, ten potencjał nie jest obecnie wystarczająco wykorzystywany. Dlatego też jednostka STEP2 koncentruje się na wspieraniu rozwoju innowacji w dziedzinie elewacji budynków. Korzystając z doświadczenia firmy Aepli Metallbau AG w tej dziedzinie, zespół zaprojektował elewację w taki sposób, aby umożliwić wymianę poszczególnych elementów przy minimalnym wysiłku. Daje to partnerom NEST możliwość łatwego wdrażania i testowania nowych technologii i materiałów. Firma WaltGalmarini AG opracowała kompleksową koncepcję energetyczną i fizyki budynku dla funkcjonowania jednostki i będzie ją dalej optymalizować w nadchodzących latach. Jednym z centralnych elementów realizacji tej koncepcji jest interakcja pomiędzy innowacjami stropowymi a elewacyjnymi.

www.empa.ch/web/nest/step2

Film nt. jednostki Nest – STEP2
https://www.cpt-worldwide.com/cpt-tv?v=1369

Partner
BASF
ROK
Digital Building Technologies - ETH Zurich AEPLI Metallbau AG
SW Umwelttechnik
BASF Forward AM
Stahlton Bauteile AG
WaltGalmarini AG

O NEST

NEST to modułowy budynek badawczo-innowacyjny dwóch szwajcarskich instytutów badawczych, Empa i Eawag. Został ukończony w 2016 roku i znajduje się na terenie kampusu Empa w Dübendorfie. W NEST ściśle współpracuje ze sobą ponad 150 partnerów z sektorów badawczego, przemysłowego i publicznego. W NEST partnerzy ci weryfikują nowe technologie i koncepcje budowlane w warunkach rzeczywistych, dalej je rozwijają i pokazują ich działanie w codziennej praktyce. Dzięki temu innowacyjne technologie budowlane i energetyczne mogą znacznie szybciej trafić na rynek.