MC-Solar –帶有空氣驅(qū)動太陽能集合的模塊化幕墻
作者：BeñatArregi和西班牙Tecnalia的Roberto Garay
產(chǎn)品描述
簡要概念說明
MC-Solar是一種模塊化的雙層玻璃幕墻，可收集太陽輻射以預(yù)熱輸送至建筑物通風系統(tǒng)的新鮮空氣。內(nèi)部和外部皮膚之間的空氣腔不僅可以利用太陽能，還可以恢復(fù)室內(nèi)的傳熱損失。該系統(tǒng)可以為通風所需的氣流提供預(yù)熱的新鮮空氣，從而減少采暖季節(jié)的能源消耗，甚至在有利的條件下實現(xiàn)凈收益。在寒冷的天氣中，該系統(tǒng)旨在利用免費的太陽能熱量來部分或全部滿足建筑物的熱量需求。每當不需要加熱時，旁通元件都可以通過煙囪效應(yīng)將多余的熱量排出，從而使立面起到后通風立面系統(tǒng)的作用。
MC-Solar由Uxama Fachadas Singulares，Enertec和Tecnalia聯(lián)合開發(fā)。主要目標市場是商業(yè)領(lǐng)域，尤其是辦公樓的翻新。該系統(tǒng)被認為是傳統(tǒng)幕墻系統(tǒng)的一種能源收集替代方案，并且可以與任何商用空氣處理裝置相連。
圖38.用于概念驗證的完整原型。
建筑和技術(shù)融入信封
MC-Solar的美學外觀與商業(yè)幕墻立面沒有什么不同，并且由于不需要視覺上引人注目的元素，因此可以最大程度地提高透明度。
外立面的分層設(shè)計旨在最大程度地提高發(fā)散到內(nèi)部和外部皮膚之間的空氣腔中的太陽能收益，同時將對室內(nèi)空間的收益降至最低。外窗玻璃由具有高日照因子的吸收性片材制成，而內(nèi)窗玻璃結(jié)合了具有低日照因子和低反射率的絕緣性能。幕墻的底部容納了一系列帶有集成過濾器的開口，用于將清潔的外部空氣引入空腔。橫梁比垂直豎框窄，以允許沿立面的整個高度保持空氣腔的連續(xù)性。上升的預(yù)熱空氣被收集到不透明的氣室中，該氣室在視覺上集成在屋頂護墻中。
融入建筑物：系統(tǒng)與舒適度
來自預(yù)熱的集氣室的管道為空氣處理單元（AHU）提供了替代供應(yīng)，從而可以與建筑物的集中式機械通風系統(tǒng)輕松集成。帶有嵌入式傳感器和執(zhí)行器的集成控制系統(tǒng)可操作一系列風門，風門可將預(yù)熱的空氣引導(dǎo)至AHU的進氣口（由通風機提供動力）或?qū)⑵潋?qū)散到環(huán)境中。因此，減少了建筑物的供暖和制冷負荷，并提供了接近舒適溫度的通風空氣。該系統(tǒng)可立即使用太陽能，無需與液壓回路連接，也無需使用具有蓄熱功能的其他產(chǎn)品或材料。
圖39. MC-Solar的概念和操作模式圖及其與通風系統(tǒng)的集成。
SWOT分析
長處
弱點
- 如果要尋求最佳的能源性能，玻璃系統(tǒng)的選擇將受到限制
- 它需要與空氣處理單元連接（可能不適用于所有建筑物）
- 尚無過濾系統(tǒng)長期耐用性和維護性的證據(jù)
機會
- 它正處于模塊化幕墻的強勁市場趨勢之內(nèi)
- 它可以滿足（通常是相互矛盾的）能源效率和室內(nèi)空氣質(zhì)量要求
- 與更嚴格的要求相比，將來法規(guī)的變更將提供相對于常規(guī)幕墻系統(tǒng)的強大優(yōu)勢
威脅
- 商業(yè)建筑法規(guī)對能源性能的要求仍然很差
- 市場和法規(guī)仍然側(cè)重于附加的可再生能源，對信封式可再生能源系統(tǒng)了解不足
- 其他可再生技術(shù)（如PV）在中長期內(nèi)可能更具成本競爭力
- 幕墻市場對能源效率的意識正在增強，但仍然有限
得到教訓(xùn)
- 在現(xiàn)有產(chǎn)品（例如幕墻框架，護墻元素）上構(gòu)建解決方案可以降低附加成本，并能更成功地進行美學整合。
- 氣孔中的濕熱條件可能不同于常規(guī)的雙層皮墻：在設(shè)計階段就需要考慮潛在的影響。
- 建筑和通風專業(yè)人員之間的協(xié)調(diào)是實現(xiàn)有效實施的關(guān)鍵。
進一步閱讀
岡薩雷斯，D.，Arregi，B.，加雷，R.，阿爾瓦雷斯，I.，Sagarduy，G.創(chuàng)新幕墻通風空氣的太陽能預(yù)熱和集成控制系統(tǒng)。ICAE 2018，西班牙圣塞瓦斯蒂安。
致謝
該項目已通過Hazitek計劃獲得巴斯克政府的財政支持（項目參考號ZL-2016 / 00720，ZL-2017 / 00571，ZL-2018 / 00201），支持實驗開發(fā)和工業(yè)研究項目。
