Дом на склоне холма
Идеально спроектированный дом с пассивной системой обогрева на солнечной энергии — это дом, «построенный по компасу», так, что длинные стороны дома обращены прямо на юг и на север. Южная сторона дома должна иметь максимальную площадь окон, а северная сторона — минимальную. (В южном полушарии все наоборот: северная сторона дома должна иметь максимальную площадь окон, а южная сторона — минимальную.) Северная сторона должна быть хорошо теплоизолирована, чтобы потери тепловой энергии через нее были минимальны. Все эти критерии, взятые вместе, породили концепцию 85
«дом на склоне холма», который «встроен» в холм с его южной стороны. Этот прием использовался пионерами Американских Великих Равнин, когда они встраивали домики в обращенный к солнцу склон любого маленького холма, какой только находили.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Рисунок 4.6 представляет собой упрощенный чертеж дома на склоне холма с пассивной системой обогрева на солнечной энергии. Окна на южной стороне наклонной асимметричной крыши обеспечивают накопление тепловой энергии в дневные часы благодаря эффекту парника. Ночью управляемые автоматически жалюзи закрывают окна на крыше, минимизируя потери тепла. Окна на южной стороне жилого помещения в течение дня пропускают солнечный свет, а ночью закрываются шторами или жалюзи (вручную).
|
В теплоаккумулирующих массах в полу чердака (в потолке основного жилого пространства), а также в северной стене и в полу жилого пространства запасается тепло, поэтому дом остается теплым ночью и в пасмурные дни. За стенами и под полом создается теплоизоляция из строительной пены или стекловолокна, минимизирующая передачу тепла земле.
На рисунке 4.6 восточная и западная стены дома отсутствуют, потому что на этом рисунке показано поперечное сечение дома в направлении на восток. Однако, как можно себе представить, глядя на чертеж, восточная и западная стены находятся наполовину под поверхностью земли и наполовину над нею. Эти стены могут также иметь тепловые массы наряду с внешней теплоизоляцией подобно тому, как сконструирована северная стена. В стенах могут быть окна, чтобы пропускать часть утреннего и дневного солнца в жилое пространство. Эти окна, как и все окна в таком доме, должны иметь шторы или жалюзи, которые нужно закрывать на ночь.
ПРЕИМУЩЕСТВА ДОМА НА СКЛОНЕ ХОЛМА
• Тепло в таком доме запасается прекрасно, если обеспечена хорошая теплоизоляция. (Если теплоизоляция недостаточна, то дом такого типа будет отдавать часть тепла земле.)
• Этот тип дома защищен от холодных северных ветров и в определенной мере от ветров, которыми сопровождаются сильные грозы в умеренных широтах.
• В доме этого типа обеспечена лучшая защита от внешних шумов, чем в большинстве других типов домов.
• Здесь меньше площадь внешней поверхности, поэтому работ по ремонту внешней части дома требуется меньше по сравнению с другими типами домов.
• В доме такого типа летом всегда более прохладно, чем в обычном доме. Ночью окна можно держать открытыми. В дневные часы выходящие на солнечную сторону окна можно закрыть и зашторить.
НЕДОСТАТКИ ДОМА НА СКЛОНЕ ХОЛМА
• Движение грунта может стать проблемой в некоторых местностях. Со временем нестабильный холм разрушит дом, построенный на склоне.
• Важно обеспечить хороший дренаж для того, чтобы дом не затопило во время весеннего таяния снега или сильных ливней.
• Комнаты без стен на северной стороне здания такого типа будут получать мало или совсем не будут получать естественного света, если только во внутренних стенах дома не сделаны полупрозрачные окна.
• На крышу дома на склоне холма легко попасть с северной стороны, а потом возникнет риск свалиться с нее с восточной, южной или западной стороны, что может повлечь за собой материальную ответственность.
• Накопление газа радона может быть проблемой в части дома, находящейся под землей. Должны быть предприняты соответствующие меры, чтобы убедиться, что уровень радона не стал опасным для здоровья в жилой зоне.
Задача 4.4
Вид на север из представленного на рис. 4.6 дома исключен. Даже если холм поднимается вверх сразу за домом, все же можно было бы видеть растущие рядом с домом деревья, а вдали — покрытые снегом вершины, особенно зимой, когда листья с деревьев опадут. Я хочу видеть все это из дома, но вместе с тем иметь преимущества дома на склоне холма. Как я могу этого добиться?
Решение 4.4
На северной стороне дома, расположенного на склоне холма, могут быть сделаны небольшие окна. Крыша не обязательно должна находиться точно на уровне земли. Окна могут быть сделаны ближе к потолку, но это нормально, потому что вы хотите видеть окружающее пространство над поднимающимся вверх склоном холма. Если на поверхность этих окон с помощью профессионального мастера нанести тонированный пластик, использовать многокамерные стеклопакеты, эффективные жалюзи и шторы, для того чтобы минимизировать потери излучения ночью, вы будете любоваться северными видами и в дневные часы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Отвечая на эти вопросы, вы можете пользоваться текстом книги. Восемь правильных ответов — хороший результат. Ответы помещены в конце книги.
1. Что из нижеперечисленного может увеличить количество солнечного излучения, попадающего в комнату, в базовой пассивной системе обогрева на солнечной энергии, если остальные факторы остаются неизменными?
 |
(а) листья, опавшие с деревьев;
(б) снег на крыше;
(в) снег на земле;
(г) установка теплоаккумулирующей массы.
2. Потери теплоты путем излучения из дома могут быть минимизированы:
(а) использованием крыши с крутыми скатами при конструировании дома;
(б) ориентацией дома, при которой длинные стороны обращены на юг и на север;
(в) автоматически управляемыми жалюзи, которые закрываются ночью и открываются днем;
(г) использованием темной мебели и ковров.
3. Заполните пробел в следующем предложении, чтобы сделать его
правильным: «Когда нет солнечного излучения, теплоаккумулирующая масса медленно отдает тепловую энергию_____________________________________________ ,
сохраняя’жилое помещение теплым».
(а) стенам благодаря ультрафиолетовому излучению и конвекции;
(б) воздуху благодаря ИК-излучению и теплопроводности;
(в) через теплоизоляцию в стенах благодаря принудительной воздушной тяге;
(г) земле благодаря теплопроводности.
4. Какой из следующих типов солнечного излучения хуже всего проникает через оконное стекло?
(а) видимый свет;
(б) коротковолновое ИК-излучение;
(в) длинноволновое ИК-излучение;
(г) все три вышеупомянутых типа солнечного излучения проникают через оконное стекло одинаково хорошо.
5. Плоско-пластинчатые коллекторы следует монтировать:
(а) на южной стороне крыши с крутыми скатами;
(б) на плоской крыше, обращенными прямо вверх;
(в) в вертикальном положении, направленными точно на север;
(г) в вертикальном положении, направленными точно на юг.
6. Использование конструкции «дом на склоне холма» исключается, если дом планируется построить:
(а) там, где возможны перемещения почвы;
(б) там, где ветра дуют сильно и часто;
(в) там, где летом солнце светит почти ежедневно;
(г) там, где зимы обычно холодные.
7. Что из нижеперечисленного дает вклад в обогрев комнаты в пассивной системе обогрева на солнечной энергии?
(а) видимый свет;
(б) коротковолновое ИК-излучение;
(в) длинноволновое ИК-излучение;
(г) все вышеперечисленное.
8. Базовая пассивная система обогрева на солнечной энергии без существенных теплоаккумулирующих масс:
(а) не может обеспечить на практике никакого полезного эффекта обогрева;
(б) может побудить вас перегреть комнаты на солнечной стороне в течение дня;
(в) требует конструкции «дом на склоне холма», чтобы эффективно работать;
(г) требует крыши с крутыми скатами для того, чтобы эффективно работать.
9. Какое из веществ наименее эффективно запасает тепло?
(а) дерево;
(б) вода;
(в) камень;
(г) бетон.
10. Какое практическое преимущество обеспечивает добавление этанола к воде, используемой как теплоноситель?
(а) этанол предотвращает размножение бактерий, вирусов и других патогенных микробов в воде, используемой как теплоноситель;
(б) этанол предотвращает замерзание воды, используемой как теплоноситель;
(в) этанол предотвращает окисление труб, по которым течет вода, используемая как теплоноситель, увеличивая таким образом их срок службы;
(г) забудьте об этом! Этанол никогда не добавляется к жидкостям — теплоносителям, потому что это делает смесь пожароопасной.