Пассивные солнечные системы. Общие положения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Существует несколько основных способов пассивного использования солнечной энергии в архитектуре. Используя их, можно создать множество различных схем, тем самым получая разнообразные проекты зданий. Приоритетами при постройке здания с пассивным использованием солнечной энергии являются: удачное расположение дома; большое количество окон, обращенных к югу (в Северном полушарии), чтобы пропускать больше солнечного света в зимнее время (и наоборот, небольшое количество окон, обращенных на восток или запад, чтобы ограничить поступление нежелательного солнечного света в летнее время); правильный расчет тепловой нагрузки на внутренние помещения, чтобы избежать нежелательных колебаний температуры и сохранять тепло в ночное время, хорошо изолированная конструкция здания.

Расположение, изоляция, ориентация окон и тепловая нагрузка на помещения должны представлять собой единую систему. Для уменьшения колебаний внутренней температуры изоляция должна быть помещена с внешней стороны здания. Однако в местах с быстрым внутренним обогревом, где требуется немного изоляции, или с низкой теплоемкостью, изоляция должна быть с внутренней стороны. Тогда дизайн здания будет оптимальным при любом микроклимате. Стоит отметить и тот факт, что правильный баланс между тепловой нагрузкой на помещения и изоляцией ведет не только к сбережению энергии, но также и к экономии строительных материалов.

Согласно отчету Департамента по энергетике США "Ландшафтная архитектура для эффективного использования энергии" (D0E/G0-10095-046), продуманный ландшафт может позволить сэкономить до 25% потребления энергии в домашнем хозяйстве. Деревья являются эффективным средством защиты от солнца в летние месяцы, а зимой они становятся преградой для холодных ветров. Помимо образования тени, деревья, кусты и газоны, могут понизить температуру воздуха в округе на целых 5°C, так как, испаряя влагу, растения охлаждают окружающий воздух.

Деревья нужно сажать таким образом, чтобы они могли обеспечить тень летом и не блокировать солнечный свет зимой. Даже лиственные деревья, которые теряют свои листья зимой, преграждают доступ солнечному свету в зимнее время - несколько "голых" деревьев могут перекрыть более 50% поступающего солнечного света.

Важно иметь представление об энергетических потоках, существующих вокруг дома. Для этого нужно учитывать существующие в данной местности источники воды, растительность, тип почвы и направление ветра. Надо учитывать и воздействие солнца на данную территорию. При выборе места под строительство пассивного солнечного здания должны быть учтены все вышеперечисленные местные особенности. Будущее здание должно находиться в гармонии с ними и/или дополнять их. Необходимо, чтобы во время отопительного сезона здание находилось под беспрепятственным воздействием солнца с 9:00 до 15:00.

Как известно, теплый воздух поднимается вверх, поэтому с помощью преимущественного использования верхних этажей можно сэкономить достаточно тепловой энергии. Для уменьшения воздействия зимнего холода буферные зоны здания, т.е. комнаты, которые не обогреваются или обогреваются частично (бытовые помещения, вестибюли, кладовые) должны быть ориентированы на север. Наличие вестибюля у входных дверей также является энергосберегающим элементом: вестибюли сокращают потерю тепла и обеспечивают буферную зону между внешней и внутренней средой.

В Северном полушарии важным является соблюдение принципа направленности на юг объектов, которые в первую очередь должны подвергаться воздействию солнечных лучей, таких как оранжереи и помещения, где в течение дня в основном находятся люди. В зимнее время необходимо обеспечить прямой доступ солнечных лучей в здание. В случае, если окна обращены на юг, а не на север, намного увеличивается возможность использования солнечной энергии. Рекомендуется использовать окна с многослойным остеклением.

Тепловая масса - каменные кладки, стены, запасы воды и др. - является важным элементом здания, обеспечивающим поглощение окружающего тепла в течение дня и использование его ночью. Изоляция здания минимизирует потерю тепла через окна, стены и крышу.

Во время проектирования здания также следует учитывать применение активных солнечных систем, таких как солнечные коллекторы и фотоэлектрические батареи. Это оборудование устанавливается на южной стороне здания. Чтобы максимизировать количество тепла в зимнее время, солнечные коллекторы в Европе и Северной Америке должны устанавливаться с углом наклона более 50° от горизонтальной плоскости. Неподвижные фотоэлектрические батареи получают в течение года наибольшее количество солнечной радиации, когда угол наклона относительно уровня горизонта равняется географической широте, на которой расположено здание. Угол наклона крыши здания и его ориентация на юг являются важными аспектами при разработке проекта здания.

Солнечные коллекторы для горячего водоснабжения и фотоэлектрические батареи должны быть расположены в непосредственной близости от места потребления энергии. Важно помнить, что близкое расположение ванной комнаты и кухни позволяет сэкономить на установке активных солнечных систем (в этом случае можно использовать один солнечный коллектор на два помещения) и минимизировать потери энергии на транспортировку. Главным критерием при выборе оборудования является его эффективность.

Пассивное использование солнечного света обеспечивает примерно 15% потребности обогрева помещений в стандартном здании и является важным источником энергосбережения. При проектировании здания необходимо учитывать принципы пассивного солнечного строительства для максимального использования солнечной энергии. Эти принципы можно применять везде и практически без дополнительных затрат.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Крыша вместо бензобака 17.08.2005 Американские инженеры считают, что уже пора оснащать крыши автомобилей солнечными элементами. "Если на крышу каждого из двухсот миллионов американских автомобилей поставить солнечный генератор мощностью всего в полкиловатта, то они бы вырабатывали седьмую часть всей электроэнергии в стране, - говорит Стивен Летендре, доцент вермонтского колледжа "Зеленые горы". - Сейчас уже появились гибридные автомобили, которые питаются и бензином и электроэнергией, значит, ниша для такого технического решения есть". Согласно расчету, солнечная батарея увеличит цену автомобиля на полторы тысячи долларов, а вырабатываемой ею энергии хватит на дополнительные пять тысяч миль в год на юге страны и чуть менее тысячи миль - на севере. То есть экономия топлива не особенно велика - даже при нынешних ценах на бензин батарея окупится за пять лет. Поэтому главная причина, которая заставит водителя выкладывать денежки, - это опасность оказаться без топлива из-за перебоев с его поставками. Тогда гибридный автомобиль сможет хоть как-то, но двигаться на солнечной тяге. Кроме того, воспитанные граждане, которые не хотят загрязнять окружающую среду никакими выхлопами - ни от автомобиля, ни от электростанции, наверняка не пренебрегут возможностью добывать энергию из солнечного света.

Другие интересные новости:

▪ Сетчатка с возрастом не остается неизменной

▪ LG Concept Notebook

▪ Игровая ретро-консоль ODROID-GO Advance

▪ Микросхемы SRAM Renesas RMLV0816B и RMLV0808B с высокой радиационной стойкостью

▪ Доктор в кармане

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Процесс горения и виды горения. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое медь? Подробный ответ

▪ статья Гинцевый узел. Советы туристу

▪ статья Бытовая электроника. Справочник

▪ статья Ловля голубя сачком из воздуха. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025