Lietuvių

Atraskite pasyviojo saulės projektavimo galią. Sužinokite, kaip natūraliai šildyti pastatą naudojant saulę, mažinant energijos sąnaudas ir poveikį aplinkai. Pasaulinis vadovas.

Saulės energijos panaudojimas: išsamus pasyviojo saulės projektavimo vadovas natūraliam pastatų šildymui

Siekdami tvaraus gyvenimo būdo ir energetinės nepriklausomybės, dažnai žvalgomės į sudėtingas technologijas ir futuristines inovacijas. Vis dėlto, vienas elegantiškiausių, efektyviausių ir ekonomiškiausių sprendimų mūsų namams šildyti yra senas kaip pati architektūra. Tai projektavimo filosofija, kuri remiasi ne mechaninėmis sistemomis ar fotovoltiniais paneliais, o protingu ir tikslingu nemokamos, gausios saulės energijos naudojimu. Tai – pasyviojo saulės projektavimo pasaulis.

Iš esmės, pasyvusis saulės projektavimas yra menas ir mokslas sukurti pastatą, kuris veikia kaip nuosavas saulės kolektorius ir šilumos paskirstymo sistema. Tai koncepcija, atsiradusi anksčiau nei modernioji inžinerija, akivaizdi saulės nutviekstuose senovės graikų statiniuose ir Šiaurės Amerikos protėvių pueblų uolų būstuose, kurie meistriškai orientavo savo namus, kad sugautų žiemos saulę. Šiandien šie senoviniai principai yra tobulinami modernaus statybos mokslo, siekiant sukurti namus, kurie yra ne tik išskirtinai patogūs ir pigūs eksploatuoti, bet ir atsparūs bei atsakingi aplinkos atžvilgiu. Šis išsamus vadovas išnagrinės pagrindinius pasyviojo saulės projektavimo principus, svarbiausius komponentus ir taikymą pasaulyje, suteikdamas jums galių panaudoti nesenstančią saulės jėgą.

Penki pagrindiniai pasyviojo saulės projektavimo principai

Skirtingai nuo aktyvios saulės sistemos (pavyzdžiui, ant stogo montuojamų saulės šilumos kolektorių), kuri naudoja siurblius ir valdiklius, pasyvioji saulės sistema neturi judančių dalių. Pats pastatas yra sistema. Jos sėkmė priklauso nuo darnios penkių pagrindinių principų integracijos. Praleidus bent vieną, gali nukentėti visos sistemos veikimas.

Svarbiausių komponentų analizė: pasyvaus saulės namo anatomija

Suprasti penkis principus yra pirmas žingsnis. Dabar panagrinėkime konkrečius komponentus, kurie įgyvendina šiuos principus pastato projekte.

Kolektorius: saulės prietakos optimizavimas naudojant įstiklinimą

Langai yra pasyvaus saulės kolektoriaus širdis. Tačiau ne bet koks langas tinka. Svarbiausia yra strateginis išdėstymas ir specifikacijos.

Orientacija yra viskas: Didžioji dalis pasyvaus saulės pastato įstiklinimo turėtų būti orientuota į pusiaują (pietus Šiaurės pusrutulyje, šiaurę Pietų pusrutulyje). Tokia orientacija maksimaliai padidina šilumos prietaką iš žemai esančios žiemos saulės, o vasarą leidžia lengviau apsisaugoti nuo aukštai esančios saulės. Langus rytų ir vakarų fasaduose reikėtų minimizuoti, nes jie gali sukelti perkaitimą vasaros rytais ir popietėmis, o į šiaurę orientuoti langai (Šiaurės pusrutulyje) gauna mažai tiesioginės saulės ir yra pagrindinis šilumos nuostolių šaltinis.

Langų technologija: Šiuolaikinė įstiklinimo technologija keičia žaidimo taisykles. Svarbiausi terminai, kuriuos reikia suprasti:

Klerestoriniai langai – trumpi, platūs langai, įrengti aukštai sienoje – yra dar viena puiki priemonė, leidžianti saulės šviesai prasiskverbti giliau į pastato vidų.

Sugėriklis ir šiluminė masė: šilumos surinkimas ir kaupimas

Įleisti saulę yra tik pusė darbo. Jums reikia būdo, kaip surinkti ir kaupti tą energiją. Tai yra šiluminės masės darbas. Šiluminė masė veikia kaip šilumos akumuliatorius jūsų namams.

Medžiagos: Geriausios medžiagos šiluminei masei yra tankios ir turinčios didelę specifinę šiluminę talpą. Dažniausiai pasirenkamos:

Išdėstymas ir savybės: Tiesioginės prietakos sistemose šiluminė masė turi būti tiesioginiame žiemos saulės kelyje. Saulės apšviestos betoninės grindys su tamsių plytelių ar skalūno danga yra klasikinis pavyzdys. Paviršius turėtų būti santykinai tamsus, kad efektyviai sugertų šilumą, bet ne toks tamsus, kad kurtų akinimą. Idealus betoninės plokštės grindų storis paprastai yra 10–15 cm (4–6 coliai). Mūro sienai dažnai pakanka 20–30 cm (8–12 colių). Per maža masė sukelia perkaitimą ir greitą atvėsimą naktį; per didelė masė gali atrodyti nuolat šalta, nes ji gali niekada pilnai „nepasikrauti“.

Paskirstymo sistema: natūralus šilumos skleidimas

Kai šiluma yra sugerta ir sukaupta, ją reikia paskirstyti po visą gyvenamąją erdvę, kad būtų užtikrintas vienodas komfortas. Tai vyksta per tris natūralius fizinius procesus, nereikalaujančius ventiliatorių ar mechaninės įrangos.

Valdymo mechanizmas: perkaitimo problemos prevencija

Dažna baimė, susijusi su pasyviuoju saulės projektavimu, yra perkaitimas vasarą. Gerai suprojektuotoje sistemoje tai nėra problema. Valdymas pasiekiamas pirmiausia per šešėliavimą ir vėdinimą.

Strateginis šešėliavimas: Pasyviojo saulės valdymo magija slypi saulės kelio supratime. Vasarą saulė yra aukštai danguje. Žiemą ji yra žemai. Teisingai apskaičiuotas stogo karnizas pusiaujo pusėje gali būti suprojektuotas taip, kad puikiai užblokuotų aukštai esančią vasaros saulę nuo langų, tuo pačiu leisdamas žemai esančiai žiemos saulei prasiskverbti po juo. Kitos šešėliavimo strategijos apima:

Natūralus vėdinimas: Perkaitimo laikotarpiais efektyvus vėdinimas yra labai svarbus. Projektuojant skersinį vėdinimą, su atidaromais langais priešingose namo pusėse, leidžiama vėjeliui išstumti karštą orą. Taip pat galima panaudoti „kamino efektą“, kai žemai esantys langai įleidžia vėsų orą, o aukštai esantys langai (pavyzdžiui, klerestoriniai) išleidžia karštą orą, sukuriant natūralų kamino efektą.

Izoliacija ir sandarumas: Svarbu prisiminti, kad pasyvusis saulės projektavimas yra efektyvus tik labai gerai izoliuotame ir sandariame pastato apvalkale. Izoliacija sulaiko surinktą žiemos šilumą viduje ir nepageidaujamą vasaros karštį lauke. Sandarumas apsaugo nuo skersvėjų, kurie kitaip panaikintų jūsų sistemos privalumus.

Pasyviųjų saulės šildymo sistemų tipai: praktinė apžvalga

Nors principai yra universalūs, jie gali būti sukonfigūruoti į tris pagrindinius sistemų tipus, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų.

Tiesioginė prietaka: paprasčiausias metodas

Tai labiausiai paplitęs ir paprasčiausias pasyviosios saulės sistemos tipas. Saulės šviesa patenka per į pusiaują orientuotus langus ir tiesiogiai krinta ant šiluminės masės, integruotos į gyvenamąją erdvę, paprastai grindis ir/arba vidaus sieną. Pati erdvė tampa saulės kolektoriumi, šilumos kaupimo ir paskirstymo sistema viename.

Netiesioginė prietaka: Trombo siena

Pavadinta jos išradėjo, prancūzų inžinieriaus Félix Trombe, garbei, ši sistema naudoja šilumą kaupiančią sieną šilumai surinkti ir išleisti. Stora (20-40 cm) mūro siena statoma pusiaujo pusėje, o priešais ją, 2-15 cm atstumu, montuojama stiklo plokštė, sukuriant oro tarpą. Saulė šildo tamsiai nudažytą sienos išorinį paviršių. Ši šiluma lėtai migruoja per sieną ir po kelių valandų spinduliuoja į namą.

Izoliuota prietaka: saulės erdvė arba saulės šiltnamis

Šioje sistemoje saulės surinkimas ir kaupimas yra izoliuoti nuo pagrindinės gyvenamosios erdvės atskirame kambaryje, pavyzdžiui, saulės kambaryje ar prijungtame šiltnamyje. Ši erdvė surenka didelį kiekį šilumos, kurią vėliau galima perduoti į pagrindinį namą per angas, duris ar ventiliatorius. Siena, skirianti saulės erdvę nuo namo, dažnai yra šiluminės masės siena.

Projektavimas pagal jūsų klimatą: pasaulinė perspektyva

Pasyvusis saulės projektavimas nėra universalus sprendimas. Principai turi būti pritaikyti prie vietos klimato. Kas tinka šaltam klimatui, būtų katastrofa tropikuose.

Šaltas ir vidutinių platumų klimatas (pvz., Kanada, Šiaurės Europa, dalis Kinijos)

Čia pagrindinis tikslas yra maksimaliai padidinti žiemos saulės prietaką ir sumažinti šilumos nuostolius. Strategijos: Labai didelis į pusiaują orientuotas įstiklinimas (populiari tiesioginė prietaka), aukštas ištisinės izoliacijos lygis (dažnai viršijantis reikalavimus), ypatingas sandarumas ir kompaktiška pastato forma, siekiant sumažinti paviršiaus ploto ir tūrio santykį. Vokietijoje sukurtas Pasyvaus namo (Passivhaus) standartas yra puikus pavyzdys, kaip šis metodas ištobulintas šaltiems klimatams, dažnai sumažinant šildymo poreikį 90%.

Karštas ir sausas klimatas (pvz., Artimieji Rytai, Šiaurės Afrika, Australija)

Čia tikslas yra priešingas: sumažinti dienos saulės prietaką ir skatinti naktinį vėsinimą. Principai yra apversti, siekiant pasyvaus vėsinimo. Strategijos: Sunkios, masyvios sienos (kaip tradicinės adobe ar plūkto molio) sukuria šiluminį vėlavimą, sugerdamos dienos karštį ir išlaikydamos interjerą vėsų. Langai yra maži, giliai įleisti ir gerai šešėliuojami. Vidiniai kiemai sukuria šešėliuotus mikroklimatus. Naktinis praplovimas, kai naktį atidaromi langai, kad išleistų karštį ir atvėsintų šiluminę masę, yra kritinė strategija.

Karštas ir drėgnas klimatas (pvz., Pietryčių Azija, Centrinė Amerika, Pusiaujo Afrika)

Šiuose regionuose didelė drėgmė neleidžia efektyviai vėsintis garinimo ar spinduliavimo būdu. Pagrindinis tikslas yra sumažinti visą saulės prietaką ir maksimaliai padidinti natūralų vėdinimą. Strategijos: Pastatai yra lengvi, kad nekauptų šilumos. Jie pasižymi dideliais stogo karnizais, verandomis ir atidaromomis žaliuzinėmis sienomis (brise-soleil). Statiniai dažnai pakeliami nuo žemės, kad pagautų vėjelį ir padidintų oro srautą. Dėmesys skiriamas tik šešėliavimui ir oro srautui, o ne šiluminei masei šildymui.

Pasyviojo saulės projektavimo integravimas su modernia architektūra ir technologija

Išlieka mitas, kad pasyvūs saulės namai yra įstrigę 1970-ųjų estetikoje su pasvirusiu stiklu ir kaimiška apdaila. Nieko panašaus į tiesą. Šiandienos architektai sklandžiai integruoja šiuos principus į stulbinančiai modernius, minimalistinius ir tradicinius projektus. Principai yra pagrįsti našumu, o ne stiliumi.

Be to, šiuolaikinės technologijos pagerina pasyvųjį projektavimą. Sudėtinga energijos modeliavimo programinė įranga leidžia architektams neįtikėtinai tiksliai imituoti pastato šiluminį našumą, optimizuojant langų dydžius, karnizų gylį ir šiluminės masės kiekius dar prieš pradedant kasti. Šis duomenimis pagrįstas metodas pašalina praeities spėliones.

Pasyvusis projektavimas taip pat puikiai dera su kitomis žaliosiomis technologijomis. Namas su nedideliu šildymo poreikiu yra puikus kandidatas mažam, efektyviam šilumos siurbliui arba šilumokaičiui (rekuperatoriui), kuris tiekia šviežią orą, išsaugodamas vidaus šilumą. Tai yra esminis pirmas žingsnis prieš pridedant aktyvias sistemas, tokias kaip fotovoltiniai paneliai. Pirmiausia sumažinti poreikį visada yra tvariausia ir ekonomiškiausia strategija.

Privalumai anapus šildymo: holistiniai pranašumai

Pagrindinis privalumas yra drastiškai sumažėjusios sąskaitos už energiją, tačiau gyvenimo gerai suprojektuotame pasyviame saulės name privalumai neapsiriboja vien ekonomika.

Dažniausios klaidingos nuomonės ir įveikiami iššūkiai

Nepaisant privalumų, išlieka kai kurios klaidingos nuomonės ir iššūkiai.

Pradžia: praktiniai žingsniai namų savininkams ir statytojams

Nesvarbu, ar statote naują, ar tobulinate esamą namą, galite pritaikyti šiuos principus.

Naujai statybai:

  1. Pradėkite nuo sklypo: Pasirinkite statybos sklypą su aiškia, netrukdoma saulės prieiga į pusiaują.
  2. Suburkite tinkamą komandą: Ieškokite architekto ir statybininko, turinčių akivaizdžios patirties pasyviojo saulės, Pasyvaus namo ar nulinės energijos projektavimo srityje.
  3. Investuokite į apvalkalą: Suteikite prioritetą savo biudžetui namo „kaulams“: aukščiausios kokybės izoliacijai, aukšto našumo langams ir kruopščiam sandarinimui. Tai yra pagrindas, ant kurio viskas statoma.
  4. Modeliuokite, modeliuokite, modeliuokite: Reikalaukite, kad jūsų projektuotojas naudotų energijos modeliavimo programinę įrangą, kad patvirtintų ir optimizuotų projektavimo sprendimus prieš pradedant statybas.

Esamiems namams (renovacija):

Renovacija yra sudėtingesnė, bet toli gražu ne neįmanoma. Pirmiausia sutelkite dėmesį į didžiausią poveikį turinčius dalykus.

  1. Auditas ir sandarinimas: Pradėkite nuo profesionalaus energetinio audito, kad nustatytumėte oro nuotėkius ir izoliacijos trūkumus. Užsandarinkite visus nuotėkius ir pagerinkite izoliaciją palėpėse, sienose ir pamatuose. Tai yra ekonomiškiausias pirmas žingsnis bet kokiam namui.
  2. Langų valdymas: Įsitikinkite, kad jūsų langai pusiaujo pusėje yra švarūs ir kad žiemą yra pašalintos vidaus/išorės kliūtys. Apsvarstykite galimybę pakeisti šiuos langus moderniais, didelės saulės prietakos vienetais. Kitų langų atveju naudokite izoliuotas žaliuzes ir sunkias užuolaidas, kad sumažintumėte šilumos nuostolius naktį.
  3. Pridėkite šešėliavimą: Jei jūsų namas vasarą perkaista, išorinių šešėliavimo įtaisų, tokių kaip markizės, pridėjimas ar lapuočio medžio pasodinimas gali padaryti didžiulį skirtumą.
  4. Apsvarstykite priestatą: Gerai suprojektuotas saulės erdvės priestatas gali būti efektyvus būdas prijungti pasyviąją saulės surinkimo sistemą prie esamo namo.

Išvada: grįžimas prie protingo, saulės energija varomo gyvenimo

Pasyvusis saulės projektavimas nėra radikali nauja technologija. Tai grįžimas prie protingesnio, elegantiškesnio ir harmoningesnio statybos būdo. Tai reiškia stebėti natūralius mūsų aplinkos dėsnius – kasdienį ir sezoninį saulės kelią – ir panaudoti šias žinias kuriant prieglaudas, kurios yra patogios, atsparios ir nekenksmingos planetai. Priversdami patį pastatą atlikti darbą, mes sumažiname savo priklausomybę nuo sudėtingų, trapių ir anglies dvideginiu intensyvių mechaninių sistemų. Nesvarbu, ar esate būsimas namo savininkas, statybininkas ar architektas, pasyviojo saulės projektavimo principų priėmimas yra galingas žingsnis kuriant tvaresnę ir saulės energija varomą ateitį, po vieną pastatą vienu metu.