An innovative building concept based on modular design approach presented by P+ Studio and in collaboration with Architectural and Building Engineering Program, Politecnico di Milano in order to represent an energy efficient building adoptive to climatic change and described as an “Active-passive House” of a responsive system for a mixed mode operation of active, hybrid and passive component sets has been defined as suitable building for different environmental conditions due to the variety of the systems used spontaneously to achieve comfort conditions. The case represents a prototypical module that can be assembled for sizing a building according to user requirements with strategies for the air flow pattern, double façade system and earth duct to be integrated with active systems of renewable energy sources such as horizontal axis wind turbines. Moreover, the roof uses a combination of both solar thermal collectors and PV solar thermal. The Thesis is a study of proofing the concept in terms of system integration within possible constrains for two different climatic conditions to be Cairo as a hot arid dry climate and Hamburg as a cold temperate humid climate. Then a sequence of optimizing processes to be made on prototypical module in order to provide the boundary conditions where the module can perform the best with the lowest energy demand and cross referencing these demands to passive house standard and available local standards meant for energy efficient houses. Therefore a starting point from the passive house institute guidelines and exploiting the performance in each component in the building, their integration to define an operation mode based on the climatic context and to be followed with a series of potential options of glazing ratio, wall systems and ventilation strategies and finalize with a reasonable module that fits into its climate context with low demands covered by renewable energy sources.

Un concetto di edificio innovativo basato su un approccio di progettazione modulare presentato da P + Studio e in collaborazione con il programma di ingegneria ed ingegneria edile, Politecnico di Milano, al fine di rappresentare un edificio ad alta efficienza energetica in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici e descritto come una "Casa attiva-passiva" di un il sistema reattivo per un funzionamento in modalità mista di set di componenti attivi, ibridi e passivi è stato definito come edificio adatto per diverse condizioni ambientali a causa della varietà dei sistemi utilizzati spontaneamente per raggiungere condizioni di comfort. Il caso rappresenta un modulo prototipico che può essere assemblato per il dimensionamento di un edificio in base alle esigenze dell'utente con strategie per il flusso d'aria, il sistema a doppia facciata e il condotto di terra da integrare con i sistemi attivi di fonti di energia rinnovabile come le turbine eoliche ad asse orizzontale. Inoltre, il tetto utilizza una combinazione di collettori solari termici e pannelli solari termici. La tesi è uno studio di prova del concetto in termini di integrazione del sistema all'interno di possibili vincoli per due diverse condizioni climatiche di essere il Cairo come un clima caldo arido secco e Amburgo come un clima freddo temperato umido. Quindi una sequenza di processi di ottimizzazione da eseguire sul modulo prototipo al fine di fornire le condizioni al contorno in cui il modulo può funzionare al meglio con il minor fabbisogno energetico e fare riferimento a queste richieste a standard di casa passiva e standard locali disponibili pensati per case a efficienza energetica. Pertanto un punto di partenza dalle linee guida dell'istituto di casa passiva e sfruttando le prestazioni in ogni componente dell'edificio, la loro integrazione per definire una modalità operativa basata sul contesto climatico e da seguire con una serie di potenziali opzioni di rapporto vetratura, sistemi di pareti e strategie di ventilazione e finalizzazione con un modulo ragionevole che si adatta al suo contesto climatico con basse richieste coperte da fonti di energia rinnovabile.

Proofing concept of active-passive house. Optimization strategies for a prototype in Hamburg and Cairo

OTHMAN, MAHMOUD ABDEL HAMEED MAHMOUD
2018/2019

Abstract

An innovative building concept based on modular design approach presented by P+ Studio and in collaboration with Architectural and Building Engineering Program, Politecnico di Milano in order to represent an energy efficient building adoptive to climatic change and described as an “Active-passive House” of a responsive system for a mixed mode operation of active, hybrid and passive component sets has been defined as suitable building for different environmental conditions due to the variety of the systems used spontaneously to achieve comfort conditions. The case represents a prototypical module that can be assembled for sizing a building according to user requirements with strategies for the air flow pattern, double façade system and earth duct to be integrated with active systems of renewable energy sources such as horizontal axis wind turbines. Moreover, the roof uses a combination of both solar thermal collectors and PV solar thermal. The Thesis is a study of proofing the concept in terms of system integration within possible constrains for two different climatic conditions to be Cairo as a hot arid dry climate and Hamburg as a cold temperate humid climate. Then a sequence of optimizing processes to be made on prototypical module in order to provide the boundary conditions where the module can perform the best with the lowest energy demand and cross referencing these demands to passive house standard and available local standards meant for energy efficient houses. Therefore a starting point from the passive house institute guidelines and exploiting the performance in each component in the building, their integration to define an operation mode based on the climatic context and to be followed with a series of potential options of glazing ratio, wall systems and ventilation strategies and finalize with a reasonable module that fits into its climate context with low demands covered by renewable energy sources.
MASERA, GABRIELE
PELKEN, MICHAEL
VASSILEV, VASILENA
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
18-dic-2019
2018/2019
Un concetto di edificio innovativo basato su un approccio di progettazione modulare presentato da P + Studio e in collaborazione con il programma di ingegneria ed ingegneria edile, Politecnico di Milano, al fine di rappresentare un edificio ad alta efficienza energetica in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici e descritto come una "Casa attiva-passiva" di un il sistema reattivo per un funzionamento in modalità mista di set di componenti attivi, ibridi e passivi è stato definito come edificio adatto per diverse condizioni ambientali a causa della varietà dei sistemi utilizzati spontaneamente per raggiungere condizioni di comfort. Il caso rappresenta un modulo prototipico che può essere assemblato per il dimensionamento di un edificio in base alle esigenze dell'utente con strategie per il flusso d'aria, il sistema a doppia facciata e il condotto di terra da integrare con i sistemi attivi di fonti di energia rinnovabile come le turbine eoliche ad asse orizzontale. Inoltre, il tetto utilizza una combinazione di collettori solari termici e pannelli solari termici. La tesi è uno studio di prova del concetto in termini di integrazione del sistema all'interno di possibili vincoli per due diverse condizioni climatiche di essere il Cairo come un clima caldo arido secco e Amburgo come un clima freddo temperato umido. Quindi una sequenza di processi di ottimizzazione da eseguire sul modulo prototipo al fine di fornire le condizioni al contorno in cui il modulo può funzionare al meglio con il minor fabbisogno energetico e fare riferimento a queste richieste a standard di casa passiva e standard locali disponibili pensati per case a efficienza energetica. Pertanto un punto di partenza dalle linee guida dell'istituto di casa passiva e sfruttando le prestazioni in ogni componente dell'edificio, la loro integrazione per definire una modalità operativa basata sul contesto climatico e da seguire con una serie di potenziali opzioni di rapporto vetratura, sistemi di pareti e strategie di ventilazione e finalizzazione con un modulo ragionevole che si adatta al suo contesto climatico con basse richieste coperte da fonti di energia rinnovabile.
Tesi di laurea Magistrale
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