產品描述
簡要概念說明
GAP Solutions致力于為住宅建筑開發和實施創新，可持續和增值的無源太陽能系統解決方案，例如圖1所示的GAP：水幕墻，其設計用于太陽能家用熱水的產生。
熱水制備在現代住宅建筑中占能源需求的重要部分，因為使用改進的圍護系統和通風概念可以極大地減少空間供暖的能源需求：在高能效房屋中，生活熱水的產生至少占總能源消耗的60％總熱量需求。
GAP：water是一種新的專利低技術解決方案，該解決方案將用于水加熱的分散式太陽能系統集成到預制解決方案中。核心元素是帶有儲水式熱交換器的混凝土儲能太陽能吸收器，該熱交換器安裝在建筑物的外殼中，緊鄰熱水的消耗點。混凝土吸收器被非常好的絕緣玻璃覆蓋，能夠將撞擊的太陽輻射轉換成熱量，并存儲在混凝土結構中。嵌入式熱交換器能夠訪問存儲的熱量，以預熱家用所需的淡水。在集熱器的出口處，使用熱發生器（例如鍋爐）將水流加熱到所需溫度。
由于在許多情況下太陽能預熱的溫度已經足以制備熱水，因此節省了大量能源。與傳統的太陽能系統不同，不需要使用大型水分配網絡或水箱，包括泵和電子設備（主動控制）。
圖24. GAP：水立面的示意圖（左）和視圖（右）。
建筑和技術融入信封
GAP：water系統已作為GAP：skin立面集成到預制結構中（請參閱報告中的專用章節）。如圖所示，GAP：water面板的主要組件是混凝土存儲/太陽能吸收器，該吸收器被封裝在絕緣的覆蓋玻璃中并集成了熱交換器。這樣的面板安裝在固定于找平層的木框架中，該木框架包括木子結構和絕緣材料。同樣在沒有熱水需求的時候，GAP：水是很好的隔熱層。
該系統不需要泵，主動控制或防凍保護。混凝土集熱器的存儲質量和中空玻璃的性能（U值<0.6 W /m².K，g值> 55％）相結合，可確保較高的抗凍性。全年也不會使混凝土集熱器（熱水）過熱。收集器的使用不限于南方暴露。
為了展示該解決方案的潛力，圖25展示了位于法蘭克福的兩人住宅的北和南立面上的GAP：水裝置的每月能量平衡。圖26顯示了在集熱器混凝土芯中部模擬的一組每月溫度，即水熱交換器的溫度。可以看出，該立面顯示了南立面的最佳性能，但也可以用于北立面。還可以觀察到，即使在室外溫度較低的情況下，混凝土集熱器芯的最低溫度如何也永遠不會達到接近冰點的值。
圖25. GAP：德國法蘭克福的水裝置和2人住宅的模擬每月能量平衡。Qrequired（紫色）是熱水制備的能量負荷，Qharvested（紅色）是GAP收集的能量：水，Qwall（藍色）是通過后壁傳遞到房間的能量。
圖26.德國法蘭克福GAP：自來水裝置的溫度趨勢。最小選項卡（灰色虛線），最大選項卡（淺灰色）和平均選項卡分別是混凝土芯（水管）中間的最低，最高和平均溫度。室外平均溫度（黃色）是室外的平均氣溫。
融入建筑物：系統與舒適度
與混凝土收集器的管道連接通過現有墻壁上的巖心鉆孔到達建筑物的內部。由于該系統是分散的并且接近消耗點，因此可以防止較長的供應線，從而避免了較高的配電損耗。如上所述，GAP：水會預熱淡水，但需要使用發生器將水加熱到所需溫度。如果需要，該系統也可以集成到現有的建筑物服務中。該系統已在2010年用于奧地利Leoben /奧地利的256個住宅單元的住宅綜合體的翻新，效果非常好（圖27）。該系統可在一年內生產生活熱水，每個住宅使用3至4平方米的混凝土存儲吸收器，可節省35％（北側）至75％（南側）的能源。
圖27.奧地利萊奧本的GAP：水面板（左）和GAP：水裝置（右）。
SWOT分析
長處
- 它是一種無源，技術含量低的系統，沒有活動部件且維護要求低
- 外墻系統有多種顏色可供選擇，并且可以在建筑上集成到GAP中：皮膚外墻
- 生產簡單，可受益于模塊化和預制
- 無需大型分配管道/外部蓄水
- 獨特的銷售主張/專利保護
- 環境可持續發展：材料易于回收/分離
- 成熟度：自2010年以來已使用500多個住宅單元，無任何投訴
弱點
- 需要外部透明玻璃板
- 與列出的外墻不兼容
- 與傳統的改造措施相比，投資成本較高（盡管LCC級別的優勢很明顯）
機會
- 歐盟的目標正在推動實現更高能效水平并增加可再生能源份額的解決方案
- 對環境問題有了新的認識，可以獎勵可持續解決方案
- 建筑物的能源負荷降低到可以輕松利用RES技術（例如PV）覆蓋剩余負荷的程度
- 可以輕松滿足國家和國際對建筑物和圍護結構能源性能的要求
- 分散的能源供應和停電安全是日益嚴重的問題
威脅
- 將來，外墻集成光伏系統與分散式小型空對水熱泵可能會產生競爭
得到教訓
- 簡單來說，GAP：water所采用的“低技術”方法意味著放棄昂貴，復雜的技術以及采用簡單的原理可以產生最佳的LCC。
- 北立面也可以利用太陽能！
- 太陽為任何精心建造的建筑物提供的能量超過其實際需求。
- 分散式生活熱水加熱可顯著減少配電管線的損耗。
進一步閱讀
建筑材料是二氧化碳排放的主要原因。歐洲已經建成，這就是為什么歐洲必須從那里開始向無二氧化碳建筑管理的轉變。在經過翻新的建筑物中，熱水的比例相對于熱能的需求急劇增加。在最佳實踐示例中，已經“掌握”了多年的技術實施。
有關光伏解決方案的更多信息，請點擊此處：被動式房屋翻新格拉茨，立面集成的基于DC的熱水預熱，最終報告：能源與環境研究報告00/2010
https://nachhaltigwirtschaften.at/de/hdz/projekte/photovoltaik -water-solution.php
公司網站：www.gap-solutions.at
