a.      Realizarea constructiva în sistem integrat a anvelopei constructiei (totalitatea închiderilor perimetrale), care este conceputa pentru a îndeplini functiile cumulate de :

-    structura de închidere termo – fonoizolatoare si de protectie mecanica fata  de mediul exterior

-    convertor - generator de energie pentru încalzirea si racirea spatiilor interioare. Astfel, anvelopa este gândita sa încorporeze fizic si functional, instalatiile specifice de încalzire (iarna) – racire (vara), care în aceasta noua abordare, nu mai sunt vizibile si nici prezente în spatiile interioare se constituie in suport al instalatiilor fluidului acumulator si purtator de energie pentru incalzire sau racire si de protectie activa la foc.

 Pe de o parte, functia esentiala de element de închidere trebuie sa realizeze reducerea pierderilor de energie (izolarea termica) în conditii de  eficienta energetica optima în care costurile de investitie, cele de exploatare pe durata de viata, de producere a energiei pentru asigurarea autonomiei energetice,  impactul asupra mediului, sa fie într-un echilibru stabil si durabil.

Cercetarea îsi propune din acest prim punct de vedere, gasirea solutiilor optime de alcatuire, de structurare si conformare arhitecturala cu noul concept tehnic promovat prin proiect.

Cea de-a doua functie a anvelopei , conform acestui concept de realizare în sistem integrat, este de „gestionare a energiei” cu trei subfunctii si anume de:

-          captator de energie de la sursa regenerabila, prin suprafata exterioara a anvelopei, aflata în contact direct cu mediul exterior si cu radiatia solara

-          convertor în energie termica sau/si electrica

-          generator de energie prin intermediul suprafetei interioare a anvelopei, energie de încalzire sau racire, necesara realizarii conditiilor de microclimat interior.  

b.       Conceperea functiei de captator-convertor de energie solara, în energie termica si electrica, atribuita suprafetei exterioare a cladirii implica si ideea noua de suport-purtator al fluidului de transport de energie catre acumulatorul termic. Astfel, stratul exterior al anvelopei este conceput de tip captator activ sau/si pasiv de energie solara sau de potential termic al aerului exterior, realizat în sistem modular (câmp de panouri interconectabile sau de tip semicontinuu)  aflat în legatura directa si continua cu circuitul încorporat în solul de fundare care are rolul de acumulator de energie termica de mare capacitate. Pe durata anului când mediul exterior genereaza fluxuri termice catre interiorul cladirii ( sezonul cald când temperatura exterioara este mai mare decât cea optima interioara), suprafata exterioara cladirii „ pompeaza” caldura prin intermediul fluidului din captatoarele de energie catre acumulatorul subteran. Circuitul  este conceput ca , înainte de a intra în câmpul de captatoare al suprafetei exterioare, fluidul, cu temperatura solului, sa treaca prin stratul interior al anvelopei ( conceput identic ca panouri interconectabile sau de tip semicontinuu), încât suprafata interioara a anvelopei sa realizeze conditionarea (racirea) aerului interior, suplinind eficient rolul instalatiilor de conditionare pe timp de vara. Avantajul  acestui concept este modul sanatos în care are loc conditionarea, fara crearea curentilor de aer rece specifici instalatiilor actuale, eliminarea clasicelor instalatii si implicit a neajunsurilor care tin de acestea.  În acest fel, se realizeaza si  captarea energiei termice în surplus a aerului interior pe durata verii, energie care, sumata cu cea captata de suprafata exterioara, este trimisa catre acumulator. Când mediul exterior nu mai creeaza conditii de captare, circuitul fluidului prin suprafata exterioara se întrerupe, ramânând în functiune circuitul între suprafata interioara si acumulatorul de energie pentru asigurarea si reglarea încalzirii interiorului pe duratele din an cu temperaturi mici , la parametrii optimi. Acest sistem permite functionarea pe toata durata anului, punând în slujba utilizatorului spatiului construit, potentialul de energie regenerabila oferita de mediul exterior si de soare si capacitatea de acumulare a solului.

Proiectul vizeaza fundamentarea unui nou concept de asigurare cu energie prin inovarea solutiilor de pompe de caldura realizate în ultimii ani. Functionarea circuitelor fluidelor de transport a energiei pe durata acumularii este asigurata tot din sursa regenerabila cu convertoare active de energie solara în energie electrica. Pe durata exploatarii energiei acumulate, circuitele sunt concepute a functiona prin circulatie naturala pe baza diferentei de potential termic, încât eficienta si randamentul utilizarii sa fie maxime. Anvelopa este conceputa cu structura cel putin bistrat. Stratul exterior din spatele suprafetei de captare-generare este de tip termosistem cu parametri de izolare termica superiori,specifici cladirilor de tip „ Low Energy”. Stratul interior este constituit de campul  instalatiilor fluidului acumulator si purtator de energie pentru incalzire sau racire si de protectie activa la foc. Acest strat poate fi conceput intr-o solutie ca si structura metalica portanta, de rezistenta ,din elemente tubulare – alveolare etanse si interconectate, incat toata suprafata interioara a anvelopei cladirii sau sectiuni ale acesteia,  sa se constituie in schimbatoare de energie pentru incalzire-racire prin care circula fluidul purtator in conexiune cu captatoarele active sau/si pasive de energie solara de pe suprafata exterioara sau /si cu acumulatoarele de energie din infrastructura cladirii, din solul de fundare si rezervoarele acumulatoare cu fluid. Solutiile avute in vedere sunt diversificate in functie de natura materialelor utilizate, de tipul de cladire, de tipul de captatoare utilizate, de structura bistrat sau tristrat avuta in vedere  a anvelopei.In mod ideal , stratul interior ar trebui sa contina un strat cat mai gros si continuu  de fluid preponderent pe baza de apa, tratata pentru functionarea si la temperaturi scazute, apa avand cele mai bune calitati de volant termic dintre materialele usor accesibile dar si de mijloc de anihilare a efectelor termice ale focului.

Circuitele incorporate in anvelopa cladirii pot fi puse in conexiune directa sau prin schimbatoare de caldura cu rezervoarele de acumulare. Prezenta permanenta a apei in structura(stratul interior) anvelopei este deosebit de avantajoasa atat in conditiile normale de functionare cat si in cele critice, cand in cazuri de incendiu, focul „ gaseste” peretii pregatiti cu „ antidotul „ necesar.            

c. Conceperea functiei de generator de energie pentru conditionarea aerului interior (încalzire sau racire) atribuita suprafetei interioare a anvelopei cladirii, elimina instalatiile clasice si inconvenientele majore aferente acestora (prezenta curentilor si convectiilor accentuate de aer, periculoase pentru sanatate si cauzatoare de inconfort, spatiu ocupat, neuniformitati termice mari . consum de energie conventionala mare etc). În acest concept, suprafata interioara devine element de finisaj cu rol estetic sumând si functiile elementelor de conditionare (încalzire sau racire) si reglare a temperaturii aerului interior, atât pe durata sezonului cald cât si a celui rece.

d.  Acumularea de energie în infrastructura cladirii , în volumul terenului (solului) de fundare si in rezervoare de acumulare cu fluid( apa tratata), este o problema provocatoare pentru cercetarea în domeniul surselor regenerabile.  Proiectul are în vedere si cercetarea în domeniul realizarii tratamentelor cu materiale (solutii) moderne cu capacitate calorica mare, astfel încât, un volum definit de sol în care este plasata infrastructura cladirii, sa devina sursa majora de energie termica acumulata (stocata).

Cercetarea în cadrul proiectului are rolul de a genera si valida solutiile pentru a conduce la optimul între capacitatea de captare a energiei regenerabile, capacitatea de acumulare, dimensionarea si masurile de asigurare a functiei de acumulator de energie a infrastructurii si solului în care este plasata cladirea, temperaturile de lucru, solutiile de termoizolare, circuitele si elementele tehnologice actuale pentru conversia solara( panouri solare active-pasive, panouri fotovoltaice), recuperarea energiei din iluminat-incalzire-racire-ventilatie, utilizarea controlerelor si unitatilor de management tehnic ale constructiilor, ale sistemelor de monitorizare, tipurile de materiale moderne utilizate( materiale cu schimbare de faza), recuperarea apei din precipitatii, etc.