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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Компьютерные мышки смогут определять эмоциональный стресс 30.04.2016 Японская компания Alps Electric представила миниатюрный датчик определения уровня гемоглобина в крови и степени насыщения его кислородом. Анализ этих параметров крови может предупредить ряд заболеваний и ухудшение состояния здоровья человека. Что важно, анализ проводится без взятия проб крови - дистанционным методом спектроскопии. Это открывает новым датчикам путь в носимую электронику типа смартфонов, фитнес-браслетов или умных часов. Датчик Alps Electric встроен в манипулятор типа мышь. Датчик расположен под большим пальцем руки и постоянно отслеживает уровень гемоглобина и насыщение его кислородом. Для этого используется два светодиодных лазера в ближнем инфракрасном диапазоне, но с разной длиной волны. Один лазер определяет уровень гемоглобина, насыщенного кислородом (оксигемоглобин), а второй без кислорода (дезоксигемоглобин). Кроме этого в мышь встроены датчики температуры и влажности окружающей среды (а еще нужен измеритель уровня углекислого газа в воздухе - это важный параметр, влияющий на работоспособность человека). Комбинация показаний выводится на дисплей обычного компьютера и позволяет изучить историю изменений состояния здоровья пользователя. Это проще и действеннее, чем специально проводить исследования, на которые себя еще нужно заставить. Apple CareKit - одна из возможных реализаций слежения за показателями здоровья пользователя с помощью смартфона. В течение этого года данная разработка компании Alps Electric будет доводиться до ума. С весны следующего года компания обещает начать рассылку образцов датчиков для анализа гемоглобина всем заинтересованным клиентам. Следует ожидать, что в коммерческих продуктах разработка появится ближе к концу 2017 года или в 2018 году.

Другие интересные новости:

▪ Плазмонный графеновый чип

▪ Умные иглы для инъекций

▪ Термоустойчивая память для межпланетных экспедиций

▪ Вороньи сверхспособности

▪ Уголь спасет человечество от жажды

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители низкой частоты. Подборка статей

▪ статья Спокойно зрит на правых и виновных, не ведая ни жалости, ни гнева. Крылатое выражение

▪ статья Когда появился первый ледокол? Подробный ответ

▪ статья Лук победный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Техника электробезопасности в быту. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Громкоговорители с дипольными излучателями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026