Пассивное использование солнечной энергии
Пассивное использование солнечной энергии. в среднестатистическом односемейном доме около 80 % энергии расходуется на обогрев помещений, 1 % на подогрев воды и 10 % используется при эксплуатации бытовых приборов. С помощью рациональной архитектуры можно сэкономить значительное количество энергии именно в той области, где ее больше всего потребляется. Пассивное использование солнца — это использование солнечного излучения для поддержки отопления и покрытия как можно большей части потребности в тепле. Важными мероприятиями с точки зрения пассивного использования солнечной энергии являются следующие факторы [Данилевский, Л. Н., 1998]:
• ориентация строения на юг;
• его максимальная теплоизоляция;
• устройство «ловушек» для солнца типа зимних садов;
• распределение жилых помещений на солнечной стороне;
• минимизация внешних затеняющих оболочек.
Спроектированные и построенные с учетом этих принципов солнечные дома являются не только энергетически эффективными, но обеспечивают повышенный комфорт и здоровый микроклимат для жизни. при правильном проектировании дома с солнечной архитектурой могут сооружаться за те же деньги, что и обычные, но с одним большим отличием: эксплуатация солнечного дома обойдется владельцу во много раз дешевле.
пассивное использование солнечной энергии может быть в принципе достигнуто несколькими способами.
Специальные компоненты, такие как окна, остекление внешней части здания и обычная изоляция. особое значение здесь приобретает способ изготовления и форма окон, так как они есть в каждом доме. технология в этой сфере за последние два десятилетия развивалась большими шагами. До 1970-х гг. остекление окон в 2 стекла считалось стандартом. при нанесении покрытия, которое отражает тепловое излучение от внутренней поверхности окон в совокупности с наполнением стеклопакетов инертным газом, достигается уменьшение потерь тепла на величину до 60 % (к = 1,2 вместо 2,8 при остеклении с изоляцией); соответствующие трехслойные стеклопакеты обеспечивают снижения потерь до 75 % (к = 0,7).
но для использования солнечной энергии имеет значение не только требование теплоизоляции окон, важным является обеспечение максимального проникновения этой энергии в дом через окна. при нынешнем теплосберегающем остеклении на южной стороне достигается положительный баланс энергии. такие окна приносят в год больше тепла в дом, чем через них оно выходит наружу. Архитекторы спешно используют такую планировку, что обеспечивает благодаря большой площади окон, выходящих на юг, снижение потребления энергии в домах. при расположении окон с северной стороны из-за недостаточного солнечного излучения такого эффекта не достигается; поэтому эти окна при энергоэффективном строительстве желательно уменьшать по размерам или исключать [Данилевский, л. н., 1998].
Архитектура с использованием солнечной энергии — например, выбор местоположения и ориентация здания, форма здания, свес крыши и обсаживание деревьями (кустарником). пример свеса крыши над окном на южной стороне требует пояснения. Во многих зданиях солнечное излучение летом приводит к перегреву, который должен быть устранен путем энергозатратного кондиционирования воздуха. однако эту проблему можно решить и без особой техники — положением свеса крыши. зимой полный солнечный свет попадает в жилой дом и обогревает его. летом свес крыши действует как простой, но эффективный регулятор. он заботится о том, чтобы прямые солнечные лучи не попадали в дом, и предотвращает перегрев.
Этот пример показывает, как традиционные формы архитектуры используют солнце. Многое из этого во времена дешевой нефти было забыто. Для вхождения в век солнечной энергии необходимо реанимировать познания и использовать их во взаимосвязи с новыми материалами и технологиями (рис. 41).
Окна, выходящие на юг и свес крыш как регуляторы температуры рис. 41. пассивное использование солнечной энергии |
Рационально относиться к энергии — это значит не только производить ее самым благоприятным для окружающей среды способом, но и потреблять как можно бережнее. Поэтому большую роль в сбережении энергии может сыграть солнечная архитектура.