Como resolver os problemas de espaço de instalação, suporte de carga estrutural e emissão de ruído de coletores solares e unidades externas de bombas de calor em edifícios urbanos de alta densidade

Aquecedores solares de água com fonte de ar (SAWHs) desempenham um papel vital na condução da transição energética em edifícios urbanos. No entanto, em ambientes urbanos de alta densidade, a instalação e operação dos seus principais componentes – colectores solares e unidades exteriores de bombas de calor – enfrentam uma série de desafios de engenharia especializados, principalmente em termos de espaço de instalação, capacidade de suporte de carga estrutural e emissões de ruído.

Soluções para Desafios de Integração Espacial

Em edifícios urbanos, o espaço no telhado e nas paredes exteriores é muitas vezes muito limitado, exigindo um planeamento preciso para satisfazer a proporção da área útil e os requisitos estéticos.

1. Implantação Vertical e Fachada de Coletores Solares

Os coletores tradicionais de instalação inclinada requerem uma grande área projetada. Em ambientes urbanos, os projetos de engenharia profissional tendem a utilizar a tecnologia solar térmica integrada ao edifício (BIST).

Integração na Fachada: Os coletores de placa plana são integrados na fachada do edifício, substituindo os materiais tradicionais das paredes cortina. Isto não só conserva o espaço do telhado, mas também aproveita a fachada vertical para apelo estético e proteção solar. Embora a instalação na fachada sacrifique parte da eficiência de recolha de calor obtida com o ângulo de inclinação ideal, a sua eficiência espacial e valor arquitetónico são ainda mais significativos em projetos urbanos.

Integração de varandas e grades: Pequenos coletores modulares são integrados em grades de varandas residenciais ou sob guarda-sóis. Esta estratégia de instalação distribuída transforma espaços anteriormente não utilizados em espaços geradores de energia e é particularmente adequada para edifícios residenciais de grande altura.

Dividido e Modular: Utilizando um design de sistema dividido, os módulos coletores são distribuídos em vários pequenos espaços disponíveis (como plataformas de equipamentos e poços de ventilação), conectados a um tanque de armazenamento térmico centralizado por meio de tubulação especializada, aumentando a flexibilidade do espaço.

2. Unidades externas compactas e ocultas com bomba de calor

As unidades de bomba de calor externas requerem amplo espaço de ventilação e dissipação de calor, ao mesmo tempo que atendem aos requisitos da paisagem urbana.

Design ultrafino e modular: Selecione unidades de bomba de calor refrigeradas a ar ultrafinas ou utilize bombas de calor modulares multi-split, dispostas em paralelo para acomodar plataformas estreitas de equipamentos.

Plataforma de equipamentos centralizados: Durante a fase inicial de projeto do edifício, planeje um piso dedicado para equipamentos mecânicos ou uma área centralizada de equipamentos no telhado. Instale o equipamento oculto com invólucros e persianas à prova de som para garantir um fluxo de ar adequado ao redor da bomba de calor.

Medidas estruturais de suporte de carga e segurança

O peso dos coletores solares, dos tanques de armazenamento de calor (especialmente quando cheios) e das unidades de bomba de calor impõe desafios estruturais de suporte de carga para edifícios existentes ou altos.

Estratégia de suporte de carga distribuída: Evite concentrar todos os equipamentos em uma única área de suporte de carga. Distribua o peso dos coletores pelas vigas primárias ou paredes de cisalhamento do telhado, em vez das vigas secundárias ou do centro da laje.

Tecnologia de coletor leve: Prefira coletores leves de tubo evacuado com tubo de calor ou coletores leves de placa plana para reduzir cargas adicionais na estrutura do telhado.

Implantação de tanques de armazenamento de calor nos níveis inferiores ou inferiores: Os tanques de armazenamento de calor, especialmente os grandes centralizados, são extremamente pesados ​​quando cheios. Os projetos profissionais normalmente exigem a colocação de tanques de armazenamento de calor em áreas com forte capacidade de suporte de carga estrutural, como o porão do edifício, o nível do equipamento ou o telhado do pódio. Bombas de circulação eficientes transportam o calor para os coletores e distribuem-no pelos diversos pontos de água, evitando cargas excessivas em telhados altos.

Cálculo da carga do vento: Em telhados altos, as cargas do vento geralmente excedem o peso do equipamento. São necessários cálculos rigorosos da pressão do vento e projetos de ancoragem estrutural, empregando uma combinação de chumbadores embutidos e contrapesos para garantir a segurança estrutural do sistema em condições climáticas extremas.

Controle e Mitigação Profissional de Emissão de Ruído

O ruído mecânico e do fluxo de ar gerado pelas unidades exteriores da bomba de calor durante o funcionamento é uma fonte de reclamações em ambientes urbanos e deve ser rigorosamente controlado através de um design acústico para cumprir as normas de ruído ambiental urbano.

Seleção de unidade de baixo ruído: Selecionar uma unidade de bomba de calor de ruído ultrabaixo com um compressor inversor e um ventilador de grande diâmetro e baixa velocidade é fundamental para reduzir a intensidade da fonte sonora na fonte.

Tecnologia de amortecimento e isolamento de vibração: Almofadas de amortecimento de vibração de alta eficiência ou isoladores de mola são instaladas sob a base da unidade para bloquear efetivamente o ruído transmitido pela estrutura de atingir a estrutura do edifício.

Absorção e isolamento acústico: Barreiras ou invólucros acústicos são instalados ao redor da plataforma do equipamento. O material e a altura da barreira devem ser cuidadosamente considerados com base em cálculos acústicos para garantir que ela bloqueie efetivamente os caminhos de transmissão de som, especialmente em áreas sensíveis (como janelas de quartos).

Modo Silencioso Noturno: Um sistema de controle inteligente muda automaticamente para o Modo Silencioso durante a noite, reduzindo adequadamente as velocidades do compressor e do ventilador para atender aos limites de ruído noturno mais rígidos.