Задача пассивного солнечного дизайна - создать такие архитектурно-строительные системы, которые улавливают солнечное тепло, направляют его вглубь помещения, аккумулируют и отдают в нужное время, значительно сокращая расходы на отопление. Существуют различные приемы пассивного использования солнечной энергии для отопления зданий. Наиболее распространенными из них можно считать устройство светопрозрачной теплоизоляции, стен Тромба и встроенных или пристроенных теплиц и зимних садов. Эффективным является комбинированное использование нескольких систем.
Американский строитель Джим Калахадориан выделяет 8 принципов солнечного дизайна:
1. Дом нужно размещают так, чтобы стена и кровля были ориентированы на юг с отклонением не более 10-20 градусов. Принимают в расчет особенности ландшафта: деревья, постройки, особенности рельефа, которые могут защитить дом от суровой погоды или ветра зимой или укрыть его от слишком яркого солнца летом.
2. При разработке дизайна учитывают годичный цикл. Перед строительством нужно побывать на месте будущего дома несколько раз в течение года, изучить положение солнца, ветры. Предусматривают достаточное количество термической массы, чтобы собирать солнечное тепло днем и использовать ночью.
3. Используют надежную тепло- и гидроизоляцию. Вход оборудуют по принципу тамбура с двумя дверями.
4. Окна используют в качестве солнечных коллекторов и приспособлений для охлаждения. Вертикальное, ориентированное к югу остекление особенно эффективно для сбора солнечного тепла зимой. Используют шторы или жалюзи из теплоизолирующего материала, чтобы свести к минимуму ночные теплопотери в течение зимы и не допускать чрезмерного нагревания весной, летом и осенью. Через окна можно также выпустить излишнее тепло и впустить в дом прохладный ветер.
5. Нужно учитывать то, что перестекленный дом будет перегреваться.
6. Нужно правильно рассчитать дополнительную систему обогрева.
7. Воздухообмен должен происходить через специальные отверстия во внешних стенах с вмонтированными вентиляторами в кухне и ванной, а не через щели в плохо изолированных дверях и окнах. Хорошая организация воздушных потоков в здании является основой распространения полученного тепла по помещениям за счет естественной конвекции. Это достигается созданием вертикальных воздушных потоков в двусветных пространствах атриумов, холлов, повышенных частях жилых комнат.
Все виды пассивного энергообеспечения объединяют в 3 основные группы:
1. Прямой обогрев помещений через различные типы остеклений южного фасада: витражи и окна, фонари верхнего света, вертикальные окна, расположенные в верхней части двусветного пространства, и т. д. Это наиболее простой вид солнечного отопления, использовавшийся в традиционном строительстве, основанный на ориентации основных помещений на юг. Избыток тепла аккумулируется внутренней термальной массой: кирпичными, каменными или бетонными полами, внутренними стенами, каминами, емкостями с водой и т. п. В солнечных системах этого типа необходимо предусмотреть надежную теплоизоляцию и защиту от излишнего солнечного света (жалюзи, шторы, свесы кровель).
2. Нагревание термального массива типа стены Тромба. Стена Тромба состоит из ориентированной к югу стеклянной стены с воздушным пространством между ней и бетонной (кирпичной, каменной) стеной, выкрашенной в черный цвет. Солнечная энергия проникает сквозь стекло и поглощается черной стеной. По мере нагревания стены воздух в пространстве между стеной и стеклом начинает подниматься. Отверстия сверху и снизу стены Тромба позволяют теплому воздуху циркулировать в пределах жилого пространства (эффект термосифона). Ночью стена отдает накопленное за день тепло. Так как в холодные ночи процесс может идти в обратном направлении, необходимо перекрывать на ночь отверстия.
Такое устройство отличается простотой и надежностью и иллюстрирует основные принципы, лежащие в основе пассивного солнечного дизайна: не требуется ни движущихся частей, ни оператора, ни системы контроля. Заманчивой выглядит идея создания "солнечного пола", представляющая собой комбинацию литого бетонного пола и блоков, уложенных под ним таким образом, чтобы образовались воздушные коридоры в направлении с севера на юг. Если такая конструкция будет вентилироваться при помощи отверстий в северной и южной стенах дома, воздух будет циркулировать в этой системе естественным образом, когда солнце взошло. Зимой в солнечный день южная стена будет теплее северной. По мере того, как тепло будет попадать в дом через окна с южной стороны или передаваться ему от разогретой южной стены, воздух вдоль южной стены начнет подниматься. Теплый воздух будет выталкиваться из вентиляционных отверстий в жилое помещение, а холодный воздух со стороны северной стены будет втягиваться в отверстия у северной стены. Так благодаря эффекту термосифона воздух естественным образом будет циркулировать через солнечный пол.
3. Нагревание изолированного объема, теплый воздух из которого затем распространяется по всему зданию. Остекленный объем теплицы, атриума, оранжереи может примыкать к южному фасаду дома, либо встраиваться в него. Нагреваемый в теплице воздух распространяется по остальным помещениям путем естественной конвекции или по каналам с механическим побуждением и несложной системой датчиков. Обычно это термостат, который регулирует открытие клапана, когда температура воздуха в теплице достигает требуемой. Аккумулирование тепла осуществляется внутренним термальным массивом, аналогичным уже описанным. Помещение теплицы или атриума может быть полностью изолировано от дома. При правильной организации режима эксплуатации оно может использоваться для нужд семьи. Можно считать зимний сад важнейшим элементом солнечного дома, который служит буферной зоной между интерьером и наружной средой. |
Сообщения
Комментариев нет:
Отправить комментарий