Solar luftkildevannvarmere (SAWHs) spiller en viktig rolle i å drive energiomstilling i urbane bygninger. I bymiljøer med høy tetthet står imidlertid installasjonen og driften av deres nøkkelkomponenter – solfangere og varmepumpe utendørsenheter – overfor en rekke spesialiserte tekniske utfordringer, først og fremst når det gjelder installasjonsplass, strukturell bæreevne og støyutslipp.
Løsninger på romlig integreringsutfordringer
I urbane bygninger er tak- og utvendig veggplass ofte svært begrenset, noe som krever nøyaktig planlegging for å møte gulvarealforhold og estetiske krav.
1. Vertikal og fasadeutplassering av solfangere
Tradisjonelle skråinstallasjonssamlere krever et stort projisert område. I urbane miljøer har profesjonelle ingeniørprosjekter en tendens til å bruke bygningsintegrert solvarmeteknologi (BIST).
Fasadeintegrering: Flatplatesamlere er integrert i bygningsfasaden, og erstatter tradisjonelle gardinveggmaterialer. Dette sparer ikke bare plass på taket, men utnytter også den vertikale fasaden for estetisk appell og solskjerming. Mens fasadeinstallasjon ofrer noe av varmeoppsamlingseffektiviteten som oppnås fra den optimale helningsvinkelen, er dens romlige effektivitet og arkitektoniske verdi enda viktigere i urbane prosjekter.
Balkong og rekkverksintegrering: Små modulære samlere er integrert i balkongrekkverk i boliger eller under parasoller. Denne distribuerte installasjonsstrategien forvandler tidligere ubrukt plass til energigenererende plass og er spesielt egnet for høyhus.
Splittet og modulært: Ved å bruke et delt systemdesign blir kollektormodulene fordelt over flere tilgjengelige små rom (som utstyrsplattformer og ventilasjonssjakter), koblet til en sentralisert termisk lagringstank via spesialisert rør, noe som øker plassfleksibiliteten.
2. Kompakte og skjulte varmepumpe utendørsenheter
Utendørs varmepumpeenheter krever rikelig med ventilasjon og varmeavledning, samtidig som de oppfyller kravene til urbant landskap.
Ultratynn og modulær design: Velg ultraslanke luftkjølte varmepumpeenheter eller bruk multidelte modulære varmepumper, arrangert parallelt for å romme smale utstyrsplattformer.
Sentralisert utstyrsplattform: Planlegg en dedikert mekanisk utstyrsgulv eller sentralisert utstyrsområde på taket under den innledende bygningsdesignfasen. Installer utstyret skjult med lydisolerte kabinetter og lameller for å sikre tilstrekkelig luftstrøm rundt varmepumpen.
Strukturelle lastbærende og sikkerhetstiltak
Vekten av solfangere, varmelagringstanker (spesielt når de er fulle) og varmepumpeenheter utgjør strukturelle bærende utfordringer for eksisterende eller høyhus.
Distribuert lastbærende strategi: Unngå å konsentrere alt utstyr i ett enkelt bærende område. Fordel vekten av solfangerne over takets primære bjelker eller skjærvegger, i stedet for sekundære bjelker eller midten av gulvplaten.
Lettvektssamlerteknologi: Foretrekk lette varmerør-evakuerte rørsamlere eller lette flatplatesamlere for å redusere ekstra belastninger på takkonstruksjonen.
Utplassering av varmelagringstanker på bunnen eller lavere nivåer: Varmelagringstanker, spesielt store sentraliserte, er ekstremt tunge når de er fulle. Profesjonell design krever vanligvis plassering av varmelagringstanker i områder med sterk strukturell bæreevne, for eksempel bygningens kjeller, utstyrsnivå eller podiumtak. Effektive sirkulasjonspumper transporterer varme til kollektorene og distribuerer den til ulike vannpunkter, og unngår for stor belastning på høyhustak.
Vindbelastningsberegning: På høyhustak overstiger vindbelastningen ofte utstyrets vekt. Det kreves strenge vindtrykkberegninger og strukturelle forankringsdesign, som bruker en kombinasjon av innebygde ankerbolter og motvekter for å sikre systemets strukturelle sikkerhet under ekstreme værforhold.
Profesjonell støyreduksjon og kontroll
Den mekaniske støyen og luftstrømsstøyen som genereres av varmepumpens utendørsenheter under drift er en kilde til klager i urbane miljøer og må kontrolleres strengt gjennom akustisk design for å møte standarder for urban miljøstøy.
Valg av enhet med lavt støynivå: Å velge en varmepumpeenhet med ultralav støy med en inverterkompressor og en lavhastighetsvifte med stor diameter er nøkkelen til å redusere lydkildeintensiteten ved kilden.
Vibrasjonsdempende og isolasjonsteknologi: Høyeffektive vibrasjonsdempende puter eller fjærisolatorer er installert under enhetsbasen for effektivt å blokkere strukturbåren støy fra å nå bygningskonstruksjonen.
Lydabsorpsjon og isolasjon: Akustiske barrierer eller innkapslinger er installert rundt utstyrsplattformen. Barrierens materiale og høyde må vurderes nøye basert på akustiske beregninger for å sikre at den effektivt blokkerer lydoverføringsveier, spesielt mot følsomme områder (som soveromsvinduer).
Stille nattmodus: Et intelligent kontrollsystem bytter automatisk til stillemodus i nattetimer, noe som reduserer kompressor- og viftehastighetene på passende måte for å møte strengere grenser for nattstøy.
