Design and Testing of Climate-responsive Ventilated Building Façades
Notice bibliographique
Résumé
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.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».