Luchtwaterboilers op zonne-energie (SAWH’s) spelen een cruciale rol bij het stimuleren van de energietransitie in stedelijke gebouwen. In stedelijke omgevingen met hoge dichtheid wordt de installatie en werking van hun belangrijkste componenten – zonnecollectoren en buitenunits met warmtepompen – echter geconfronteerd met een reeks gespecialiseerde technische uitdagingen, voornamelijk op het gebied van installatieruimte, structureel draagvermogen en geluidsemissies.
Oplossingen voor uitdagingen op het gebied van ruimtelijke integratie
In stedelijke gebouwen is de ruimte op daken en buitenmuren vaak zeer beperkt, waardoor een nauwkeurige planning nodig is om te voldoen aan de vloeroppervlakteverhouding en esthetische eisen.
1. Verticale en gevelinzet van zonnecollectoren
Traditionele gekantelde installatiecollectoren vereisen een groot geprojecteerd oppervlak. In stedelijke omgevingen maken professionele technische projecten vaak gebruik van gebouwgeïntegreerde zonnethermische (BIST) technologie.
Gevelintegratie: Vlakke plaatcollectoren worden geïntegreerd in de gevel van het gebouw en vervangen de traditionele vliesgevelmaterialen. Hierdoor wordt niet alleen ruimte op het dak bespaard, maar wordt ook gebruik gemaakt van de verticale gevel voor esthetische aantrekkingskracht en zonwering. Terwijl gevelinstallatie een deel van de efficiëntie van de warmteopvang opoffert die wordt verkregen door de optimale hellingshoek, zijn de ruimtelijke efficiëntie en architectonische waarde ervan zelfs nog belangrijker in stedelijke projecten.
Integratie van balkons en balustrades: Kleine modulaire collectoren worden geïntegreerd in de balustrades van woningen of onder parasols. Deze gedistribueerde installatiestrategie transformeert voorheen ongebruikte ruimte in energieopwekkende ruimte en is met name geschikt voor woontorens.
Gesplitst en modulair: Met behulp van een gesplitst systeemontwerp worden de collectormodules verdeeld over meerdere beschikbare kleine ruimtes (zoals apparatuurplatforms en ventilatieschachten), verbonden met een gecentraliseerde thermische opslagtank via gespecialiseerde leidingen, waardoor de flexibiliteit van de ruimte wordt vergroot.
2. Compacte en inbouwwarmtepompbuitenunits
Buitenwarmtepompunits vereisen voldoende ventilatie- en warmtedissipatieruimte en voldoen tegelijkertijd aan de eisen van het stadslandschap.
Ultraslank en modulair ontwerp: Selecteer ultraslanke luchtgekoelde warmtepompunits of gebruik multi-split modulaire warmtepompen, parallel opgesteld om plaats te bieden aan smalle apparatuurplatforms.
Gecentraliseerd apparatuurplatform: Plan tijdens de eerste ontwerpfase van het gebouw een speciale verdieping voor mechanische apparatuur of een gecentraliseerd apparatuurgebied op het dak. Installeer de apparatuur verborgen met geluiddichte behuizingen en lamellen om te zorgen voor voldoende luchtstroom rond de warmtepomp.
Structurele draagkracht en veiligheidsmaatregelen
Het gewicht van zonnecollectoren, warmteopslagtanks (vooral wanneer ze vol zijn) en warmtepompunits zorgt voor structurele draagproblemen bij bestaande of hoogbouw.
Gedistribueerde lastdragende strategie: Vermijd het concentreren van alle apparatuur in één dragende ruimte. Verdeel het gewicht van de collectoren over de primaire balken of dwarswanden van het dak, in plaats van over de secundaire balken of het midden van de vloerplaat.
Lichtgewicht collectortechnologie: Geef de voorkeur aan lichtgewicht warmtepijpcollectoren met vacuümbuizen of lichtgewicht vlakke plaatcollectoren om extra belastingen op de dakconstructie te verminderen.
Warmteopslagtanks op de onderste of lagere niveaus inzetten: Warmteopslagtanks, vooral grote gecentraliseerde tanks, zijn extreem zwaar als ze vol zijn. Professionele ontwerpen vereisen doorgaans de plaatsing van warmteopslagtanks in gebieden met een sterk structureel draagvermogen, zoals de kelder van het gebouw, het uitrustingsniveau of het podiumdak. Efficiënte circulatiepompen transporteren de warmte naar de collectoren en distribueren deze naar verschillende waterpunten, waardoor overmatige belasting op hoge daken wordt vermeden.
Berekening van de windbelasting: Op hoge daken overschrijdt de windbelasting vaak het gewicht van de apparatuur. Er zijn rigoureuze winddrukberekeningen en structurele verankeringsontwerpen vereist, waarbij gebruik wordt gemaakt van een combinatie van ingebedde ankerbouten en contragewichten om de structurele veiligheid van het systeem onder extreme weersomstandigheden te garanderen.
Professionele beheersing en beperking van geluidsemissies
Het mechanische geluid en het luchtstroomgeluid dat door de buitenunits van de warmtepomp wordt gegenereerd tijdens de werking zijn een bron van klachten in stedelijke omgevingen en moeten strikt worden gecontroleerd door middel van een akoestisch ontwerp om te voldoen aan de normen voor omgevingsgeluid in de stad.
Selectie van geluidsarme units: Het selecteren van een ultra-geluidsarme warmtepompunit met een invertercompressor en een ventilator met een grote diameter en lage snelheid is de sleutel tot het verminderen van de geluidsbronintensiteit bij de bron.
Trillingsdempings- en isolatietechnologie: Onder de basis van de unit zijn zeer efficiënte trillingsdempende kussens of veerisolatoren geïnstalleerd om effectief te voorkomen dat structuurgeluid de bouwconstructie bereikt.
Geluidsabsorptie en isolatie: Rondom het apparatuurplatform worden akoestische barrières of behuizingen geïnstalleerd. Het materiaal en de hoogte van de barrière moeten zorgvuldig worden overwogen op basis van akoestische berekeningen om ervoor te zorgen dat deze de geluidstransmissiepaden effectief blokkeert, vooral in de richting van gevoelige gebieden (zoals slaapkamerramen).
Nachtelijke stille modus: Een intelligent besturingssysteem schakelt tijdens nachtelijke uren automatisch over naar de stille modus, waardoor de compressor- en ventilatorsnelheden op passende wijze worden verlaagd om te voldoen aan strengere nachtelijke geluidslimieten.
