FenixEdu™

Dissertação

{pt_PT=Desenvolvimento de um protótipo de fachada de dupla pele adaptativa com materiais com memória de forma} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Nos dias que correm, existe uma preocupação crescente e global relativamente às alterações climáticas e ao futuro do planeta. A engenharia civil tem um papel importante na mitigação do impacto ambiental através da criação de soluções inovadoras e sustentáveis na construção. As fachadas de dupla pele e fachadas adaptativas em edifícios surgem com o objetivo primário de minimizarem a necessidade de climatização, cujo consumo energético é significativo. Esta dissertação incide no desenvolvimento de um protótipo de fachada adaptativa que combina o comportamento dinâmico presente em fachadas de dupla pele, com a integração de materiais com memória de forma. No presente estudo foi desenvolvido um protótipo à escala reduzida de um elemento de fachada envidraçada exterior de dupla pele com a possibilidade de alterar a sua forma, criando aberturas de ventilação do espaço de ar, graças ao efeito de memória de forma presente em ligas de Níquel-Titânio. São realizados ensaios experimentais que procuram estabelecer a relação que a temperatura nas ligas de memória de forma, ativadas pelo efeito de Joule, tem com as aberturas causadas no elemento de fachada. Apresenta-se também uma abordagem exploratória à possibilidade de transformar o sistema ativo em passivo, sem recorrer a corrente elétrica. Foi também efetuada uma modelação numérica em elementos finitos, procurando relacionar os resultados numéricos com os obtidos experimentalmente. Constatou-se que, apesar das limitações e desvios experimentais, o sistema ativo tem capacidade para ser adotado numa fachada de dupla pele. O mesmo não se pode concluir no sistema passivo por carecer de estudos futuros. , en=Nowadays, concerns about climate change and the future of the planet are growing and becoming global. Civil engineering plays an important role in mitigating environmental impact by creating innovative and sustainable construction solutions. Double-skin facades and adaptive facades in buildings arise with the primary objective of minimizing the need for air conditioning, whose energy consumption is significant. This study addresses the development of an active facade prototype that combines the dynamic behavior of double skin facades, through the integration of materials with shape memory. A prototype capable of recreating the behavior of a window in the outer skin of a double skin facade due to the phenomenon of the shape memory effect present in Nickel-Titanium alloys is presented. Experimental tests were carried out to try to infer the relationship that temperature has in shape memory alloys, activated by the Joule effect, with the openings in the window. An additional approach is also presented, exploring the possibility of shifting the active system into a passive system, without the use of electricity. A numerical model was conducted to compare the practical results with a series of simulations carried out in a finite element program. It was found that, despite the limitations and experimental deviations, the active system has the capability to be adopted in a double skin facade. The passive system showed some performance limitations, therefore requiring further studies in order to develop its full potential. }
Keywords: {pt=Fachadas adaptativas, ligas com memória de forma, fachadas de dupla pele, protótipo, fachada ativa, en=Adaptive facades, double-skin facades, shape memory alloys, prototype, active facade}

Discussão: abril 2, 2020, 9:0