Comment résoudre les problèmes d'espace d'installation, de portance structurelle et d'émission sonore des capteurs solaires et des unités extérieures de pompe à chaleur dans les bâtiments urbains à haute densité

Chauffe-eau solaires à air (SAWH) jouent un rôle essentiel dans la transition énergétique des bâtiments urbains. Cependant, dans les environnements urbains à haute densité, l'installation et le fonctionnement de leurs composants clés (capteurs solaires et unités extérieures de pompe à chaleur) sont confrontés à une série de défis d'ingénierie spécialisés, principalement en termes d'espace d'installation, de capacité de charge structurelle et d'émissions sonores.

Solutions aux défis de l’intégration spatiale

Dans les bâtiments urbains, l’espace sur les toits et sur les murs extérieurs est souvent très limité, ce qui nécessite une planification précise pour répondre au ratio de surface au sol et aux exigences esthétiques.

1. Déploiement vertical et en façade des capteurs solaires

Les collecteurs traditionnels à installation inclinée nécessitent une grande surface projetée. Dans les environnements urbains, les projets d’ingénierie professionnels ont tendance à utiliser la technologie solaire thermique intégrée au bâtiment (BIST).

Intégration de la façade : les capteurs plats sont intégrés à la façade du bâtiment, remplaçant ainsi les matériaux traditionnels des murs-rideaux. Cela permet non seulement de conserver l'espace sur le toit, mais également de tirer parti de la façade verticale pour un attrait esthétique et une protection solaire. Alors que l'installation en façade sacrifie une partie de l'efficacité de la collecte de chaleur obtenue grâce à l'angle d'inclinaison optimal, son efficacité spatiale et sa valeur architecturale sont encore plus importantes dans les projets urbains.

Intégration des balcons et des balustrades : Les petits collecteurs modulaires sont intégrés aux balustrades des balcons résidentiels ou sous les parasols. Cette stratégie d'installation distribuée transforme un espace auparavant inutilisé en espace générateur d'énergie et est particulièrement adaptée aux immeubles résidentiels de grande hauteur.

Split et modulaire : Grâce à une conception de système divisé, les modules collecteurs sont répartis dans plusieurs petits espaces disponibles (tels que des plates-formes d'équipement et des puits de ventilation), connectés à un réservoir de stockage thermique centralisé via une tuyauterie spécialisée, améliorant ainsi la flexibilité de l'espace.

2. Unités extérieures à pompe à chaleur compactes et dissimulées

Les unités de pompe à chaleur extérieures nécessitent un espace de ventilation et de dissipation thermique suffisant tout en répondant aux exigences du paysage urbain.

Conception ultra-mince et modulaire : sélectionnez des unités de pompe à chaleur refroidies par air ultra-minces ou utilisez des pompes à chaleur modulaires multi-split, disposées en parallèle pour s'adapter aux plates-formes d'équipement étroites.

Plate-forme d'équipement centralisée : pendant la phase de conception initiale du bâtiment, prévoyez un étage dédié aux équipements mécaniques ou une zone d'équipement centralisée sur le toit. Installez l'équipement dissimulé avec des enceintes insonorisées et des persiennes pour assurer une circulation d'air adéquate autour de la pompe à chaleur.

Mesures structurelles de portance et de sécurité

Le poids des capteurs solaires, des réservoirs de stockage de chaleur (surtout lorsqu'ils sont pleins) et des pompes à chaleur pose des problèmes de portance structurelle pour les bâtiments existants ou de grande hauteur.

Stratégie de charge distribuée : évitez de concentrer tous les équipements dans une seule zone porteuse. Répartissez le poids des capteurs sur les poutres principales ou les murs de contreventement du toit, plutôt que sur les poutres secondaires ou au centre de la dalle de plancher.

Technologie de collecteur léger : préférez des collecteurs à tubes sous vide à caloduc légers ou des collecteurs plats légers pour réduire les charges supplémentaires sur la structure du toit.

Déploiement de réservoirs de stockage de chaleur aux niveaux inférieurs ou inférieurs : Les réservoirs de stockage de chaleur, en particulier les grands réservoirs centralisés, sont extrêmement lourds lorsqu'ils sont pleins. Les conceptions professionnelles nécessitent généralement le placement de réservoirs de stockage de chaleur dans des zones à forte capacité portante structurelle, telles que le sous-sol du bâtiment, le niveau des équipements ou le toit du podium. Des pompes de circulation efficaces transportent la chaleur vers les capteurs et la distribuent aux différents points d'eau, évitant ainsi des charges excessives sur les toits de grande hauteur.

Calcul de la charge de vent : sur les toits de grande hauteur, les charges de vent dépassent souvent le poids de l'équipement. Des calculs rigoureux de la pression du vent et des conceptions d'ancrage structurel sont nécessaires, utilisant une combinaison de boulons d'ancrage et de contrepoids intégrés pour garantir la sécurité structurelle du système dans des conditions météorologiques extrêmes.

Contrôle et atténuation professionnels des émissions de bruit

Le bruit mécanique et le bruit du flux d'air générés par les unités extérieures de pompe à chaleur pendant le fonctionnement sont une source de plaintes en milieu urbain et doivent être strictement contrôlés par une conception acoustique pour répondre aux normes de bruit environnementales urbaines.

Sélection d'unité à faible bruit : La sélection d'une unité de pompe à chaleur à très faible bruit avec un compresseur inverseur et un ventilateur de grand diamètre à basse vitesse est essentielle pour réduire l'intensité de la source sonore à la source.

Technologie d'amortissement et d'isolation des vibrations : des coussinets d'amortissement des vibrations ou des isolateurs à ressort à haute efficacité sont installés sous la base de l'unité pour empêcher efficacement le bruit solidien d'atteindre la structure du bâtiment.

Absorption acoustique et isolation : Des barrières ou enceintes acoustiques sont installées autour de la plate-forme d'équipement. Le matériau et la hauteur de la barrière doivent être soigneusement étudiés sur la base de calculs acoustiques pour garantir qu'elle bloque efficacement les chemins de transmission du son, notamment vers les zones sensibles (telles que les fenêtres des chambres).

Mode silencieux nocturne : Un système de contrôle intelligent passe automatiquement en mode silencieux pendant les heures nocturnes, réduisant de manière appropriée la vitesse du compresseur et du ventilateur pour respecter des limites de bruit nocturne plus strictes.