Rezultatele obținute în etapa a 3-a a proiectului complex au fost atinse în toate proiectele componente, indicatorii fiind atinși pentru fiecare activitate în parte, în conformitate cu planul de lucru adaptat la perioada de finanțare.

În cadrul proiectului component 1 au fost realizate calibrări ale modelelor de material pentru caracterizarea comportării mecanice. Astfel, într-un prim pas au fost realizate încercări de oboseală pe epruvete din spumă poliuretanică solicitate la cicluri sinusoidale de încărcare, demonstrând faptul că rezistența la oboseală este obținută pentru spuma cu densitate mai mică (145 kg/m³). Un alt studiu al etapei la constituit estimarea tenacității la rupere a materialelor celulare prin determinarea unor modele micromecanice, corelate cu o interpretare statistică a rezultatelor experimentale. Acestea au demonstrat faptul că tenacitatea la rupere a spumelor de tip PUR poate fi considerată o caracteristică de material nedepinzând de tipul epruvetelor și al încercărilor, iar influența principală asupra tenacității la rupere o are densitatea materialului celular. Studiile au fost completate de simularea comportării la impact a plăcilor din polistiren, prin intermediul analizelor cu element finit. Calibrarea modelului numeric pe baza rezultatelor obținute experimental confirmă valabilitatea unor astfel de studii si certifică valabilitatea rezultatelor parametrizate.

Activitățile proiectului component 2 au fost axate pe utilizarea materialelor utilizate pentru degradarea substanțelor poluante din aer și absorbția redusă/reflexia radiației UV-VIS-IR. Într-o primă fază, analiza comparativă a materialelor izolatoare din punct de vedere termic, cu aplicație la fațadele solare, a permis identificarea materialelor optime pentru realizarea termosistemelor pentru clădirile pe structură metalică. Analizele experimentale efectuate au constat în simularea unor condiţii specifice pentru probele de sticlǎ celularǎ comercialǎ tratate cu straturile de acoperire prin expunerea la radiaţie solară simulatǎ de tip ORIEL SOL-2A. Astfel au fost determinate performanţelor termice atât pentru probele neacoperite, cât și pentru fiecare strat de vopsea aplicat. În plus, au fost analizate morfologia prin microscopie laser 3D şi proprietǎţile optice prin reflectanţa spectralǎ şi valorile RGB ale suprafeţelor. Rezultatele au demonstrat faptul că temperatura monitorizată în cele 5 regiuni scade pe măsură ce radiația solară traverseazǎ probele expuse: pentru sticla celulară la suprafața superioară temperatura atinsă este de 78-80°C și 39-42°C la interior iar pentru proba P₄_WO₃ valorile atinse sunt de 76-81°C la exterior respectiv 36-37°C la interior. Analiza reflectanței pe sticla celulară nevopsită respectiv vopsită a demonstrat că activitatea fotocatalitică se intensifică odată cu creșterea suprafeței iradiate iar utilizarea TiO2 a dus la rezultate mai bune față de utilizarea de WO₃.

Proiectului component 3 a analizat testarea generatorului electric al microturbinei eoliene care urmează să fie integrat în sistemul ”smart grid” al modulului Experimentarium. Astfel, pentru această aplicație s-au realizat analize pentru utilizarea unui generator sincron cu excitație electromagnetică cuplat la o turbină cu ax vertical care funcționează la turații cuprinse între 60-200 rpm, prin utilizarea unui multiplicator de turație cu raport de amplificare de 1/10 care să permită funcționarea generatorului într-o gamă superioară de turații de până la 2000 rpm. Testele au fost realizate într-un stand care antrenează generatorul cu turație variabilă. O altă activitate a proiectului s-a concentrat pe implementarea și testarea rețelei de distribuție a energiei electrice prin integrarea Convertorul de interfațare al rețelelor de DC (24V/350V) din rețeaua micro-grid, respectiv Implementarea reţelei de distribuţie a energiei în c.c. Aceasta este compusa din două reţele de curent continuu. O rețea de tensiune înaltă (350V DC) și o rețea de tensiune scăzută (24 V DC) care convertește energia solară în energie electrică prin intermediul unui convertor, respectiv stocarea energiei în baterii. Sistemul se bazează pe o rețea de distribuție a energie în curent continuu respectiv pe monitorizarea și controlul fluxului de energie electrică printr-un sistem SCADA, bazată pe sistemul ”smart grid” descentralizat.

În paralel, pentru monitorizarea caracteristicilor climatice ale fațadelor au fost instalați 53 de senzori de temperatură, 14 senzori de umiditate și 3 senzori de CO2. Sistemul de achiziție al datelor la distanță se bazează pe o stație de măsurare, compusă din 12 relee inteligente și interfața SCADA.

Activitățile Proiectului component 4 au fost axate pe trei direcții principale:

• Implementarea unor materiale care permit absorbția și degradarea substanțelor poluante din Acest studiu s-a concretizat pe compararea rezultatelor numerice respectiv a celor experimentale obținute pentru colectoarele solare sticla si perforații de 50x50 mm. Studiul s-a bazat pe o analiză numerică comparativă realizată pe cele două configurații de colectoare solare cu sticla, cu distanta dintre sticla si placa absorbanta de 30mm respectiv de 50mm Astfel s-a demonstrat faptul că pentru configurația cu placă absorbantă de 30mm se obțin rezultate optime din punctul de vedere al pierderilor convective dar și o eficiență sporită a colectorului solar. De asemenea, un debit de aer de 150 m³/h m² este considerat optim pentru colectorul solar vitrat cu placă perforată cu goluri de 50x50mm și distanță de 30mm între sticlă și placa absorbantă;
• Monitorizarea datelor pentru optimizarea confortului interior pentru modulul Experimentarium. Prin instalarea senzorilor de temperatură, umiditate și CO2 se urmărește monitorizarea condițiilor interioare ale modulului Experimentarium. Datele obținute în perioada august – noiembrie 2020 permit interpretarea parțială a condițiilor de confort interior și exterior, afectarea acestora de factori externi și interni. Deși activitatea este în desfășurare, se pot trage concluzii asupra comportării fațadelor și a transferului termic prin pereții fațadelor.
• Analize de impact asupra mediului. Folosind un program specializat (Gabi) și modele pe ciclu de viață au fost realizate în paralel analize de impact asupra mediului de tip LCA (Life-Cycle Assessment) pe diferite sisteme de fațade respectiv pe fundații prefabricate, similare celor utilizate la modulul EXPERIMENTARIUM. Pentru realizarea modelelor s-a considerat atât faza de construcție cât și faza de Sfârșit al Ciclului de Viață, pe baza unor scenarii de debarasare. În cazul sistemelor de fațade, rezultatele analizelor demonstrează că, toate sistemele de fațade prezintă scoruri asemănătoare, atât pentru stadiul de producție, cât pentru cel de sfârșit al ciclului de viață. Totuși, rezultatele diferă de la faza de producție respectiv pentru analizele LCA pentru soluțiile analizate, datorită posibilității reutilizării și recuperării energiei anumite materiale componente ale sistemelor. În cazul fundațiilor prefabricate, analizele arată că deși în faza de producție impactul fundației prefabricate este net superior fundației turnate in-situ, valori mari ale impactului sunt recuperate la sfârșitul ciclului de viață prin refolosirea fundației prefabricate.