Системы горячего водоснабжения и отопления
1.6.1. Пассивное отопление
Известно, что почти половина энергии, потребляемой в Европе, расходуется на содержание зданий. В связи с этим для архитеїсторов возникает важная задача: проектировать здания и городские пространства таким образом, чтобы сохранять природные ресурсы и максимально использовать возобновляемые формы энергии. Решению этой задачи должны быть подчинены выбор места расположения, геометрические формы, размеры и объемы сооружаемых зданий, их ориентация на местности. В проекте должны быть сведены к минимуму потребность в энергии для освещения, отопления, горячего водоснабжения, охлаждения и вентиляции зданий и открытых городских пространств. Уровни энергопотребности различных зданий приведены на рис. 1.46.
Концепция пассивной системы солнечного теплоснабжения зданий состоит в том, что тенловоспринимающими и аккумулирующими элементами служат ограждающие конструкции зданий, а перенос теплоты внутри помещений осуществляется с помощью естественной конвекции. Понятно, что са — Mlt здания должны иметь хорошую тепловую изоляцию стен, потолка, пола. Следует предпринять необходимые меры для снижения тегигопотерь через
Втч/(м3год) Рис. 1А6. Энергопстребности зданий для отопления; 1 —существующий жилой фонд в Республике Беларусь; 2 —для нового строительства с 1994 г; 3 —ФРГ, ITi’tA VO 1995; 4 — дом с низким потреблением энергии; 5 —Швеция с 1990 г; 6 —пассивный дом |
оконные проемы. Для этого применяются герметичные с вакуумированным внутренним пространством двух — и трехслойные стеклопакеты. Хороший эффект дает нанесение на стекла специальных отражающих покрытий с низкой излучательной способностью в инфракрасном диапазоне длин волн или размещение между стеклами полимерных пленок.
Прямое улавливание солнечного излучения осуществляется через остекленные поверхности большой площади на южном фасаде здания. С этой же целью устраиваются остекленные проемы на крыше индивидуальных домов. Увеличению уровня освещения в глубине пространства способствуют различного рода отражающие системы, которые направляют дневной свет в потолок и устанавливаются в оконном проеме или в нижней его части: световые полки (рис. 1.47, а), призматические стекла (рис. 1.47, б), ставни (рис. 1.47, в) и подоконники (рис. 1.47, г).
Непрямое улавливание солнечного излучения 3 осуществляется в пассивных системах с помощью коллекторно-аккумулирующей стены I, которая служит южной стороной здания. Она зачерняется и остекляется в 1-3 слоя 2 (рис. 1.48). Назначение этой стены —■ аккумулировать солнечную теплоту в дневное время, сдвинуть и растянуть во времени максимальное его поступление в помещение в наиболее холодное время суток.
Для дома с площадью коллекторно-аккумулирующей стенки 30 м2 и отапливаемой площадью 72 м2 экономия условного топлива достигает 1,36 т. Расчеты показывают, что в зависимости от количества слоев остекления, материала стенки и ее воздухопроницаемости, географического расположения объекта, коэффициент замещения нагрузки F (доля солнечной энергии в покрытии отопительной нагрузки) достигает величин 0,3-0,7.
Оригинальная облицовка для акуумулирующей стены предложена в Швейцарии. Там на фасад наклеиваются прозрачные плитки Sto Therm Solar “з поликарбоната. Темный клей хорошо поглощает солнечное излучение. В ночное время аккумулированная теплота передается внутрь помещения.
Пассивная система отопления дома дополняется гравийно-галечным акумулятором, который размещается в цокольной части.
Ліс. 1.48. Пассивная система солнечного отопления здания |
Днем теплый воздух, который нагревается у коллекторной стены, попадает в помещение и в аккумулятор и заряжает его. В ночное время и при хо-к лодной пасмурной погоде прокачиваемый через аккумулятор воздух нагрева — егся и поступает в помещение. При этом аккумулятор разряжается. Расчеты показывают, что для обогрева дома площадью 60 м2 необходим аккумулятор объемом от 3 до 6 м3 в зависимости от наличия теплоизоляции, величины солнечной радиации.