PROGRAMMA PRIN 2022 - Bأندو PRIN2022 D.D. N.104 DEL 2 فبراير 2022

TITOLO DEL PROGETTO METAWAVE - نافذة جديدة من المواد الخارقة METAmaterial لتحقيق الأداء الصوتي والتهوية والطاقة في آنٍ واحد

CODICE CUP D53D23003950006

الميزانية: € 97,380.00 (بما في ذلك الموظفون)، التمويل الصافي € 66,152.00

مسؤول الوحدة البحثية U.R. Francesco MARTELLOTTA

وحدات البحث الأخرى أو الوحدات الفرعية المحتملة 
جامعة بولونيا (PI) 
CNR-ITC (UR)

الغرض

يهدف المشروع إلى تطوير نوافذ مبتكرة قادرة على التوفيق بين كفاءة الطاقة والراحة الصوتية والإضاءة الطبيعية والتهوية والتحكم في فرط التسخين. ويقترح البحث نافذة تعتمد على مواد خارقة صوتية مدمجة في هيكل النافذة، وقادرة على التحكم في الضوضاء ضمن نطاق واسع بما يكفي، مع ضمان تهوية طبيعية جيدة والحفاظ على أداء جيد في مجال الطاقة. 

النتائج المتوقعة

ينقسم المشروع إلى عدة حزم عمل، تهدف إلى التعمق في جوانب محددة:

يهدف WP2 إلى بناء قاعدة معرفية مشتركة حول أحدث ما توصلت إليه الأبحاث بشأن المواد الخارقة الصوتية والنوافذ المبتكرة والتهوية والجوانب الحرارية المائعة. والمخرج المتوقع هو مراجعة للأدبيات تُنشر في مجلة علمية.

يتضمن WP3 وضع تصور للنظام وتصميمه الأولي، مع دمج المتطلبات الصوتية ومتطلبات الطاقة والتهوية. ومن المتوقع إعداد تقارير ومنشورات علمية حول التصميم العام والأداء المتوقع، بالجمع بين النتائج التجريبية والنماذج العددية. 

يتضمن WP4 تصنيع وحدات المواد الخارقة والتحقق منها تجريبيًا على نطاق المختبر. وتشمل النتائج المتوقعة وضع بروتوكول للقياس المخبري على عينات صغيرة لتوصيف الخصائص الصوتية ونفاذية الهواء، ثم جمع القياسات التجريبية اللازمة لتوصيف النظام. 

تتضمن حزمة العمل WP5 إنشاء النموذج الأولي AMW بالحجم الكامل والتحقق منه. وتشمل النتائج المتوقعة تقييم الأداء الصوتي ونفاذية الهواء، سواء في المختبر أو في الموقع. 

تتضمن حزمة العمل WP1 وحزمة العمل WP6، على التوالي، أنشطة الإدارة ونشر النتائج.

النتائج المحققة 

نسّقت وحدة جامعة بوليتكنيك باري، في إطار حزمة العمل WP2، المسح الببليوغرافي حول استخدام المواد فائقة البنية في النوافذ، والذي أسفر عن مقالة المراجعة المنشورة في البناء والبيئة في عام 2025. وفيما يتعلق بحزمة العمل WP3، طوّرت وحدة POLIBA تحليل ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) لأداء التهوية في الوحدات، وقدّمت إرشادات أساسية لتقييم سلوك النظام من ناحية ديناميكيات الموائع وتحسينه. وفي إطار حزمة العمل WP4، اضطلعت وحدة POLIBA بدور محوري في تطوير الاختبارات التجريبية للوحدات فائقة البنية، فعزّزت تجهيزات المختبر لقياس فقدان الانتقال الصوتي، ووضعت منهجية تستند إلى ISO 9053-1 لتوصيف تهوية الوحدات وفق إجراءات موحّدة، ونُشرت في البناء والبيئة. وأُجريت أخيرًا قياسات على نموذج بمقياس 1:10 لتوفير استكمال للقياسات المنفّذة في الموقع، في إطار حزمة العمل WP5، من قبل الوحدات الأخرى المشاركة في المشروع.

المنشورات:

C. Rubino, S. Liuzzi, G. Fusaro, F. Martellotta, C. Scrosati, M. Garai. Balancing ventilation and sound insulation in windows by means of metamaterials: A review of the state of the art. Building and Environment 275 (2025) 112780. DOI: 10.1016/j.buildenv.2025.112780

C. Rubino, S. Liuzzi, F. Martellotta. تقييم أداء تدفق الهواء في المواد الصوتية فائقة البنية ذات التهوية: منهجية لتعزيز قابلية مقارنة النتائج. Building and Environment 288 (2026) 114001. DOI: 10.1016/j.buildenv.2025.114001