太陽熱源温水器 (SAWH) は、都市の建物のエネルギー移行を促進する上で重要な役割を果たします。しかし、高密度の都市環境では、その主要コンポーネントである太陽光集熱器やヒートポンプ室外機の設置と運用は、主に設置スペース、構造的耐荷重、騒音放出の点で、一連の特殊な工学的課題に直面しています。
空間統合の課題に対する解決策
都市部の建物では、屋上や外壁のスペースが非常に限られていることが多く、容積率や美観の要件を満たす正確な計画が必要です。
1. ソーラーコレクターの垂直および正面への配置
従来の傾斜設置コレクターは、大きな投影面積を必要とします。都市環境では、専門的なエンジニアリング プロジェクトが建物統合型太陽熱 (BIST) 技術を利用する傾向があります。
ファサードの統合: 平板コレクターは建物のファサードに統合され、従来のカーテンウォール材料に代わって使用されます。これにより、屋上のスペースが節約されるだけでなく、垂直のファサードが美的魅力と日よけのために活用されます。ファサードの設置により、最適な傾斜角度から得られる集熱効率の一部が犠牲になりますが、都市プロジェクトではその空間効率と建築的価値がさらに重要になります。
バルコニーと手すりの統合: 小型モジュール式コレクターは、住宅のバルコニーの手すりまたはサンシェードの下に統合されます。この分散設置戦略は、これまで利用されていなかったスペースをエネルギー生成スペースに変換し、特に高層住宅の建物に適しています。
分割およびモジュール式: 分割システム設計を使用して、コレクタ モジュールは複数の利用可能な小さなスペース (機器プラットフォームや換気シャフトなど) に分散され、専用の配管を介して集中蓄熱タンクに接続され、スペースの柔軟性が向上します。
2. コンパクト＆隠蔽型ヒートポンプ室外機
屋外ヒートポンプユニットは、都市景観の要件を満たすと同時に、十分な換気と放熱スペースを必要とします。
超スリムなモジュラー設計: 超スリムな空冷ヒート ポンプ ユニットを選択するか、狭い機器プラットフォームに対応するために並列に配置された複数分割モジュラー ヒート ポンプを採用します。
集中型の機器プラットフォーム: 建物の初期設計段階で、専用の機械機器フロアまたは集中型の屋上機器エリアを計画します。機器は防音筐体とルーバーで隠されて設置され、ヒートポンプの周囲に適切な空気の流れが確保されます。
構造耐荷重と安全対策
太陽熱集熱器、蓄熱タンク（特に満水時）、ヒートポンプユニットの重量は、既存の建物や高層の建物に構造的耐荷重の課題をもたらします。
分散耐荷重戦略: すべての機器が単一の耐荷重領域に集中することを避けます。コレクタの重量を、副梁や床スラブの中心ではなく、屋根の主梁または耐力壁全体に分散させます。
軽量コレクター技術: 屋根構造への追加負荷を軽減するには、軽量のヒートパイプ真空管コレクターまたは軽量の平板コレクターをお勧めします。
蓄熱タンクを最下位または下位レベルに配置する: 蓄熱タンク、特に大型の集中型蓄熱タンクは、満杯になると非常に重くなります。プロの設計では通常、建物の地下室、機器レベル、表彰台の屋根など、構造耐力が強いエリアに蓄熱タンクを配置する必要があります。効率的な循環ポンプが熱をコレクターに輸送し、さまざまな給水ポイントに分配して、高層の屋上に過剰な負荷がかかるのを防ぎます。
風荷重の計算: 高層の屋上では、風荷重が機器の重量を超えることがよくあります。厳密な風圧計算と構造アンカー設計が必要で、埋め込みアンカーボルトとカウンターウェイトの組み合わせを採用して、極端な気象条件下でのシステムの構造的安全性を確保します。
プロフェッショナルな騒音放射制御と軽減
ヒートポンプ室外機の運転中に発生する機械音や気流音は、都市環境における苦情の原因となるため、都市環境騒音基準を満たすために音響設計を通じて厳密に制御する必要があります。
低騒音ユニットの選定：発生源での音源強度を低減するには、インバータコンプレッサーと大口径低速ファンを搭載した超低騒音ヒートポンプユニットの選定が重要です。
振動減衰および絶縁技術: 高効率の振動減衰パッドまたはスプリング アイソレーターがユニット ベースの下に取り付けられ、構造伝播ノイズが建物構造に到達するのを効果的にブロックします。
吸音と遮音: 機器プラットフォームの周囲に防音壁またはエンクロージャが設置されます。特に敏感なエリア (寝室の窓など) への音の伝達経路を効果的にブロックするには、バリアの材質と高さを音響計算に基づいて慎重に検討する必要があります。
夜間静音モード: インテリジェントな制御システムは夜間に自動的に静音モードに切り替わり、より厳しい夜間騒音制限を満たすためにコンプレッサーとファンの速度を適切に下げます。
