1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (811198), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Итак, в зданиях, в которых предусматривается эффективное использование солнечной энергии, должен быть обеспечен высокий уровень сохранения энергии, особен. но в условиях холодного климата. При этом мощность гелиосистемы и- дополнителыюго источника энергии, а также их размеры и стоимость будут минимальны)чн. Пассивные гелиосистемы отопления зданий. Для отопления зданий используются следующие типы пассивных гелносистем; с прямым улавливанием солнечного излучения, поступающего через остекленные поверхности большой площади на южном фасаде здания,(рнс. 32, а1' или через примыкающую к южной стене здания солнечную теплицу (зимний сад, оранжерею) (рис. 32, б) ~ с непрямым улавливанием солнечного излучения, т.
е. 6 — 676 66 Рис 32. Типы пассивных гелио- систем отопления зданий. а — с прямым улавливанмем сОлиечной ввергни; а — с пристроенной теплидеа; з — с теплоаккуму. лирующея стеной с теплоаккумулирующей стеной, расз)оложенной за остеклением южного фасада (рис. 32, а) 1 с контуром конвективной циркуляции воздуха и галечным аккумулятором теплоты. Дом с такой системой показан на рнс. 33. Кроме того, могут использоваться гибридные системы, включающие элементы пассивной и активной тел иосистем ы.
Пассивные системы составляют интегральную часть самого здания, которое должно проектироваться таким образом, чтобы обеспечивать наиболее эффективное использование солнечной энергии для отопления. Наряду с окнами и остекленными поверхностями южного фасада для улавливания солнечного излучения также используются остекленные проемы в крыше и дополнительные окна в верхней части здания, которые повышают уровень комфорта человека, так как исключают прямое попадание солнечных лучей в лицо. Одно из важнейших условий эффективной работы пассивной гелиосистемы заключается в правильном выборе местоположения и ориентации здания на основе критерия максимального поступ- бб ления и улавливания солнечного излучения в зимние месяцы, Пассивные системы просты, но для их эффективной работы требуются регулирующие устройства, управляющие положением тепловой изоляции светопрозрачных поверхностей, штор, заслонок в отверстиях для циркуляции воздуха в теплоаккумулирующей стене и т.
п. Прямое улавливание солнечной энергии может эффективно осуществляться прн соблюдении следующих усло- Рис. ЗЗ. Солнечный доат с прямым улавливанием солнечной энергии, конвективиым контуром для нагрева воздуха и аккумулированием теплоты в слое камней: у — солнпезащитное устройство; у — воздушный коллектор; 8 — черный мигал.
анческий лист; 8 — камни; 8 — возврат воздуха; 6 — регулирование потока воздуха; à — свежий воздух; 8 — теплый воздук внй: 1) оптимальная ориентация дома — вдоль оси восток — запад или с отклонением до 30' от этой оси; 2) на южной стороне дома должно быть сосредоточено ие менее 50 — 70 9о всех окон, а на северной — не более 10%, причем южные окна должны иметь двухслойное остекление, а северные окна — трехслойное; 3) здание должно иметь улучшенную тепловую изоляцию и низкие теплопотери вследствие инфильтрации наружного воздуха; 4) внутренняя планировка здания должна обеспечивать Расположение жилых комна1 с южной стороны, а вспомогательных помещений — с северной; 5) должна быть обеспечена достаточная теплоаккумулирующая способность внутренних стен и пола для поглощения и аккумулирования теплоты солнечной энергии; 6) для предот.
вращения перегрева помещений в летний период над окнами должны быть предусмотрены навесы, козырьки и т. п. КПД такой системы отопления, как правило, составляет 25 — 30%, но в особо благоприятных климатических условиях может быть значительно выше и достигать 60%. Существенным недостатком этой системы являются большие суточные колебания температуры воздуха внутри помещений. Пассивные системы прямого улавливания солнечной энергии имеют наименьшую стоимость для вновь строящихся зданий. Пассивные системы вообще имеют такой же срок службы, как и само здание, н весьма низкие текущие эксплуатационные расходы. Использование системы прямого улавливания солнечной энергии в существующих зданиях связано со значительными трудностями, поэтому их применение в этих случаях нецелесообразно. Наряду с получением теплоты эти системы также обеспечивают эффективное использование дневнбго ос, вещения, благодаря чему снижается потребление электроэнергии.
Однако площадь остекления южного фасада должна быть значительной, чтобы обеспечить требуемую долю солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки, а теплоаккумулнрующие элементы (тепловая масса) должны быть размещены в наиболее благоприятных местах, чтобы на ннх попадали солнечные лучи большую часть дня. Следует избегать излишнего перегрева тех зон здания, где постоянно находятся люди, а также попадания в них прямых солнечных лучей, «солнечных зайчиков» и бликов.
Вместо остекления вертикальных стен или наряду с ним может быть использовано остекление элементов крыши и чердачных помещений, сообщающихся с жилыми помещениями. При этом облегчается задача размещения теплоаккумулирующнх элементов, меньше возникает «солнечных зайчиков» и уменьшается затенение тепловой массы предметами интерьера и экстерьера. Важнейшее требование, предъявляемое к пассивным системам, состоит в необходимости обеспечения теплового комфорта и регулирования температурного режима в помещениях, В помещениях с пассивным использованием солнечной энергии комфорт обеспечивается при более низких температурах воздуха по сравнению с обычными зданиями, так как температура всех или большинства внутренних помещений выше температуры воздуха и они излучают теплоту на человека, отчего ощущение комфорта повышается, Однако при использовании пассивных систем прямого улавливания солнечной энергии трудно поддается регулированию температура воздуха в помещениях нз-за большой тепловой инерции нх теплоаккумулирующих элементов.
Рациональное проектирование температурного режима помещений предполагает оптимизацию массы и размещения каждого из этих элементов, а также использование навесов и козырьков, тепловои изоляции светопрозрачных поверхностей в ночное время, автоматически управляемых заслонок для организации поступления и удаления воздуха, закрытия и открытия окон, фор точек и фрамуг и т.
п. В этих системах используются окна и остекленные поверхности большой площади в проемах стен на южной сторону дома. Площадь остекления определяется тепловой нагрузкой отопления и площадью отапливаемых помещений, Для уменьшения тепловой нагрузки здание должно быть построено с применением улучшенной тепловой изоляции и использованием других мероприятий по сохранению энергии. Этой цели служит также использование тепловой изоляции светопразрачных наружных поверхностей в ночное время, для чего могут использоваться теплонзоляцнонные щиты, ставни, плотные шторы и т. п.
В доме, показанном на рнс. 33, предусмотрена прямое улавливание солнечной энергии, а также имеется контур естественной конвективнай циркуляции воздуха, нагретого в коллекторе, с аккумулированием теплоты в слое гальки и регулированием движения воздуха с помощью клапана, а также солнцезащитное устройство. Пассивные гелиосистемы с остекленной теплоаккумулнрующей южной стеной (стеной Тромба), окрашенной в черный или иной темный цвет, отличаются достаточно' высокой эффективностью н могут иметь несколько вариантов конструктивного исполнения. Исходным вариан- том является остекленная южная бетонная или каменная стена темного цвета, не имеющая отверстий для циркуляции воздуха. Проникающее через одно- нлн двухслойное остекление солнечное излучение поглощается поверхностью стены, покрашенной темной матовой краской, и аккумулируется в массе стены, что вызывает по. вышенне ее температуры.
Лккуму>гировагшая днем теплота передается с некоторым запаздыванием внутрь помещений посредством излучения и конвекции, П н Р толщвне бетонной стены 200 мм запаздывание составляет 5 ч. Более совершенной является конструкция стены с отверстиями на нижнем и верхнем уровнях для циркуляции воздуха. Прн этом существенно улучшается передача теплоты в помещения, Регулирование движения воздуха можно осуществлять с помощью поворотных заслонок. Может также использоваться вентилятор небольшой мощности.
При использовании пассивной гелиосистемы с теплоаккумулирующей стеной Тромба расстояние между пею и внутренней стеной здания ограничено, так как эффект лучистого отопления распространяется на расстояние 5 — 7 м. Бетонная или каменная теплоаккумулирующая стена может быть заменена на так называемую водяную стену, состоящую нз установленных друг на друга резервуаров (бочек) с водой, причем эта система даже более эффективна (КПД достигает 35 о7о), поскольку вода имеет высокую удельную теплоемкость, Однако этот тип пассивных систем не подходит для районо с х лодным климатом с преобладанием пасмурных дней о. онов в зимний период.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
