Раціональне проектування розподілу сонячної енергії

Вікна, стіни і підлоги вашого будинку можуть бути призначені для зберігання і розподілу сонячної енергії у вигляді тепла взимку, а влітку, навпаки, для запобігання нагріву приміщення. Цей раціональний дизайн називається пасивним сонячним або кліматовим дизайном. На відміну від активних сонячних систем, пасивні сонячні системи не передбачають використання будь-якого механічного або електричного обладнання (пампи, вентилятори) для переміщення сонячного тепла.

Відмінність пасивного сонячного будинку і звичайного будинку - це оформлення колишнього. З метою створення енергоефективного будинку є створення найбільшого місцевого клімату. Сонячне опалення пасивного сонячного будиночка може бути як абсолютним (не належить від використання інших методів теплопостачання) та частковим (у порівнянні з іншими методами опалення).

Пасивні сонячні техніки дизайну є найбільш доцільними для використання при будівництві будинку з нуля. Однак вже готові споруди також можуть бути частково адаптовані до пасивного накопичення сонячного тепла.

Погляньте, як пасивні сонячні конструкції. Згідно з фундаментальним законом фізики, тепло передається з теплих матеріалів до менш теплих, доки не існує різниці температур між ними. Пасивний сонячний дизайн реалізує це правило за допомогою наступних механізмів зберігання тепла:

Теплопередачі
У теплопередачі тепло передається через органи, від молекули до молекули. Як нагріває тіло, молекули близькі до джерела тепла починають інтенсивно вібрувати молекули. В даному випадку відбувається переведення в сусідні молекули, через які відбувається теплопередача. Саме так тепло передається через ручку ложки, розташованої в чашці гарячої кави, пальцями, що тримають її.





Конвекція
Конвекція - це передача тепла в рідинах, газах або сипучих медіа по потоках речовини. У конвекції більш легкою і теплою рідиною піднімається вгору, при цьому охолоджувач і щільна середовище знизиться вгору. Наприклад, тепле повітря піднімається через те, що воно легше, ніж холодно. Саме тому теплому повітрі прагне накопичуватися на першому поверсі будівлі, при цьому підвал залишається прохолодним. У деяких пасивних сонячних будинках конвекція використовується для передачі сонячного тепла з південної стіни в будівлю.

Радіація(випробування)
Випромінена тепла передається через повітря від теплих об'єктів до менш теплих. Для пасивного сонячного випромінювання найбільш важливі два види випромінювання: сонячні та інфрачервоні. Залежно від характеристик опромінюваного об'єкта, випромінювання може бути поглинане, відбивається або передається.

Непристойні об'єкти поглинають 40-95% вхідних сонячних променів, залежно від кольору – темні кольори, як правило, поглинають більше тепла, ніж світлих кольорів. Саме тому поверхня всмоктувача сонячної енергії часто фарбується в темних тонах. Світлові матеріали відображають 80-98% від вхідної сонячної енергії.

Всередині вітальні відбувається випромінювання при теплих поверхнях, що випромінюють тепло, що передається менш теплою. Отже, людський організм здатний випромінювати інфрачервоне тепло для прохолодних поверхонь (стіни, вікна, стелі тощо), і часто це викликає дискомфорт людини.

Скло передає 80-901% сонячного випромінювання, поглинає і відображає лише 10-20%. Переданий склом, сонячне випромінювання поглинається поверхнями в будинку, а пізніше вони знову вдаються у вигляді інфрачервоного випромінювання. Тим не менш, скло, здатне передавати сонячне випромінювання, інфрачервоне випромінювання не проходить, поглинає і пізніше випромінює його назад в будинок. Таким чином, скло є пасткою для обігріву, що перекривається в будівлі.

Інтенсивність тепла
Теплоємність відноситься до здатності матеріалів зберігати тепло. Матеріали, які зберігають теплову масу. Чим більше обсягів теплової маси, тим більше тепла зберігає при підвищенні температури на одному рівні. В якості теплового масиву в пасивних сонячних будинках часто використовуються кладні матеріали, такі як бетон, камінь, цегла і плитка. Вода також має гарну теплоємність.

П'ять елементів дизайну пасивного сонячного будинку
Для оформлення повністю пасивного сонячного будинку потрібно поєднання 5 елементів пасивного сонячного дизайну, кожен з яких виконує окрему функцію.

Лампи(Колектор)

Велике скло (вікно) через яке світло надходить в будівлю. Легка відкриття повинна розташовуватися під кутом 30 градусів до сонця і не повинна бути в тіні інших будівель або дерев від 9 до 3 п.м., кожен день під час опалювального сезону.

Абсорбент
Тверда, темна поверхня елемента зберігання. Контейнер з водою або поверхнею цегли або бетонної стіни, підлоги, перегородки повинні бути в шляху сонячних променів. Легка пада на поверхні поглинається ним як нагрів.

Термомаса
Матеріали, які перетворюють сонячне випромінювання нагрів і накопичують його. Як поглинач, так і теплова маса є складовими частинами тих же об'єктів і споруд. Відмінність між ними полягає в тому, що поглинач відноситься до поверхні, при цьому теплова маса є матеріалом за цією поверхнею.

Розсилка
Метод, в якому сонячне тепло поширюється від теплоізоляційних елементів до інших частин будинку. У повному пасивному дизайні тепло розподіляється через теплопередачі, конвекцію та випромінювання. У деяких випадках вентилятори та вентиляційні вентилятори можуть використовуватися як допоміжні засоби для просування теплорозподілу.

Моніторинг
Для того, щоб уникнути перегріву в спекотних літніх місяцях віконні отвори захищені покрівельними проекціями. Інші елементи, що регулюють ступінь обігріву, включають електронні пристрої датчика (наприклад, диференціальний термостат сигналізації вентилятора), вентилятори та клапани повітря для контролю потоку тепла, низьких викидів та навіси.





Головна вікна з пасивним сонячним електропостачанням
Вікна, один з найважливіших елементів дизайну пасивного сонячного будинку, може істотно зменшити необхідність додаткового опалення, охолодження та освітлення.

Пасивна сонячна стратегія значно приводиться як розташування будівлі, так і місцевого клімату. Базовий принцип, пов'язаний з використанням вікон, залишається незмінним - за допомогою правильної орієнтації і розміру скла, а також певного скління, можна регулювати надходження сонячного тепла в будинок.

Прохолодний клімат
У приміщеннях з прохолодними кліматами, де споруди потребують опалення, а не охолодження, основні засклені ділянки повинні зіткнутися з південьм. Так вони можуть захопити сонце навіть взимку, коли сонце низьке. Уникайте зайвого тепла влітку, коли сонце висока, допоможи проекції даху та інші тіні пристрої.

Для максимального теплового потоку взимку ефективні вікна повинні мати коефіцієнт сонячного тепла (ШГК) не менше 0,6, коефіцієнт теплопередачі (У-фактор) не більше 0,35 (для зменшення теплопередачі), а високий рівень сонячної передачі (невидимий пропуск).

У прохолодному кліматі, розміщення вікон на сході, заході та північних сторонах небажано. Якщо вікна виходять на схід або захід, вона стає важко контролювати тепло і світло, коли сонце низьке. Такі вікна повинні мати низький SHGC, крім того, вони повинні бути затінені. Вікна, що виходять на північ, занадто мало тепла, тому використовуються тільки для корисного освітлення.

Гарячий клімат
У гарячих кліматах, де споруди в першу чергу потребують охолодження, вікна переважно орієнтовані на північ. Якщо вікна виходять на південь, вони потребують обережного затінення. Найефективніші вікна з низьким SHGC. Зменшення потоку сонячного тепла допомагає:
Скло низького випромінювання
Тоноване скло
сонцезахисні окуляри
Спектральне селективне скло

Всі ці види скла, за винятком спектрально-селекторних, також сприяють зменшенню ступеня передачі сонячних променів. Видання

P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!



Джерело: www.ekopower.ru/ р=3005