Aurinkoenergialla toimivat vedenlämmittimet (SAWH:t) ovat elintärkeä rooli energiasiirtymän edistämisessä kaupunkirakennuksissa. Tiheässä kaupunkiympäristössä niiden keskeisten komponenttien – aurinkokeräinten ja lämpöpumppujen ulkoyksiköiden – asennus ja käyttö kohtaavat kuitenkin joukon erityisiä teknisiä haasteita, jotka liittyvät ensisijaisesti asennustilaan, rakenteelliseen kantavuuteen ja melupäästöihin.
Ratkaisut alueellisen integraation haasteisiin
Kaupunkirakennuksissa katto- ja ulkoseinien tila on usein hyvin rajallinen, mikä vaatii tarkkaa suunnittelua lattia-alasuhteen ja esteettisten vaatimusten täyttämiseksi.
1. Aurinkokeräinten pysty- ja julkisivukäyttöönotto
Perinteiset kallistetut keräimet vaativat suuren projisoituneen alueen. Kaupunkiympäristöissä ammattimaisissa suunnitteluprojekteissa käytetään yleensä rakennukseen integroitua aurinkolämpötekniikkaa (BIST).
Julkisivun integrointi: Tasokeräimet on integroitu rakennuksen julkisivuun korvaten perinteiset verhoseinämateriaalit. Tämä ei ainoastaan säästä katolla tilaa, vaan myös hyödyntää pystysuoraa julkisivua esteettisen houkuttelevuuden ja auringon varjostuksen aikaansaamiseksi. Vaikka julkisivuasennukset uhraavat osan optimaalisesta kaltevuuskulmasta saadusta lämmönkeruutehokkuudesta, sen tilatehokkuus ja arkkitehtoninen arvo ovat vieläkin merkittävämpiä kaupunkiprojekteissa.
Parvekkeen ja kaiteen integrointi: Pienet modulaariset keräimet on integroitu asuintalojen parvekkeen kaiteisiin tai aurinkovarjojen alle. Tämä hajautettu asennusstrategia muuttaa aiemmin käyttämättömän tilan energiaa tuottavaksi tilaksi ja sopii erityisen hyvin korkeisiin asuinrakennuksiin.
Jaettu ja modulaarinen: Jaetun järjestelmän suunnittelun avulla keräinmoduulit on jaettu useisiin käytettävissä oleviin pieniin tiloihin (kuten laitetasot ja ilmanvaihtokuilut), jotka on yhdistetty keskitettyyn lämpövaraajaan erikoisputkistolla, mikä lisää tilan joustavuutta.
2. Kompaktit ja piilotetut lämpöpumppuulkoyksiköt
Ulkolämpöpumppuyksiköt vaativat runsaasti ilmanvaihto- ja lämmönpoistotilaa ja täyttävät samalla kaupunkimaisemavaatimukset.
Erittäin ohut ja modulaarinen rakenne: Valitse erittäin ohuet ilmajäähdytteiset lämpöpumppuyksiköt tai käytä monijakoisia modulaarisia lämpöpumppuja, jotka on järjestetty rinnakkain kapeiden laitealustojen mukaan.
Keskitetty laitealusta: Suunnittele rakennuksen suunnitteluvaiheessa erillinen mekaanisille laitteille tarkoitettu kerros tai keskitetty kattolaitteistoalue. Asenna laitteet piiloon äänieristetyillä koteloilla ja säleikköillä varmistaaksesi riittävän ilmavirran lämpöpumpun ympärillä.
Rakenteelliset kanto- ja turvatoimenpiteet
Aurinkokeräinten, lämmönvaraajasäiliöiden (erityisesti täynnä) ja lämpöpumppuyksiköiden paino asettaa rakenteellisia kantavia haasteita olemassa oleville tai korkeille rakennuksille.
Hajautettu kantavuusstrategia: Vältä kaikkien laitteiden keskittämistä yhdelle kantavalle alueelle. Jaa keräinten paino katon pääpalkkien tai leikkausseinien poikki toissijaisten palkkien tai lattialaatan keskikohdan sijaan.
Kevyt keräilijätekniikka: Suosi kevyitä lämpöputkilla tyhjennettyjä putkikeräimiä tai kevyitä litteäkeräimiä vähentääksesi kattorakenteeseen kohdistuvaa lisäkuormitusta.
Lämmönvarastointisäiliöiden sijoittaminen ala- tai alemmille tasoille: Lämmönvaraajasäiliöt, erityisesti suuret keskitetyt, ovat erittäin raskaita täynnä. Ammattimaiset suunnittelut vaativat tyypillisesti lämpövarastojen sijoittamista alueille, joilla on vahva rakenteellinen kantavuus, kuten rakennuksen kellariin, kalusto tasolle tai lavakatolle. Tehokkaat kiertovesipumput kuljettavat lämmön keräilijöihin ja jakavat sen eri vesipisteisiin välttäen liiallista kuormitusta korkeiden kattojen päälle.
Tuulikuormituslaskenta: Korkeiden kattojen tuulikuorma ylittää usein laitteiden painon. Tarvitaan tiukat tuulenpainelaskelmat ja rakenteelliset ankkurointisuunnitelmat, joissa käytetään upotettujen ankkuripulttien ja vastapainojen yhdistelmää järjestelmän rakenteellisen turvallisuuden varmistamiseksi äärimmäisissä sääolosuhteissa.
Ammattimainen melupäästöjen hallinta ja vähentäminen
Lämpöpumpun ulkoyksiköiden käytön aikana synnyttämä mekaaninen ja ilmavirtausmelu ovat valituksen lähde kaupunkiympäristöissä, ja sitä on valvottava tarkasti akustisella suunnittelulla kaupunkiympäristön melustandardien täyttämiseksi.
Hiljaisen yksikön valinta: Valitsemalla erittäin hiljaisen lämpöpumppuyksikön, jossa on invertterikompressori ja halkaisijaltaan suuri, hidastuuletin, on avainasemassa äänenlähteen voimakkuuden vähentäminen lähteellä.
Tärinänvaimennus- ja eristystekniikka: Tehokkaat tärinänvaimennustyynyt tai jousieristimet asennetaan yksikön pohjan alle estämään tehokkaasti rakenteen aiheuttamaa melua pääsemästä rakennuksen rakenteeseen.
Äänenvaimennus ja eristys: Laitetason ympärille asennetaan akustiset esteet tai kotelot. Suojan materiaali ja korkeus on harkittava huolellisesti akustisten laskelmien perusteella, jotta voidaan varmistaa, että se estää tehokkaasti äänen siirtotiet, erityisesti herkille alueille (kuten makuuhuoneen ikkunat).
Yöhiljainen tila: Älykäs ohjausjärjestelmä siirtyy automaattisesti hiljaiseen tilaan yöaikaan vähentäen sopivasti kompressorin ja tuulettimen nopeuksia tiukempien yömelurajojen täyttämiseksi.
