Солнечный дом. Особенности дизайна солнечного дома

Солнечный дом - это здание с усиленным поглощением солнечного излучения, способное накапливать значительную внутреннюю энергию. Дизайн солнечного дома подразумевает использование солнечной энергии для создания комфортных условий проживания, путем раскрытия жилой среды к благоприятным сторонам горизонта, в частности, на солнце, и защищенности от неблагоприятных погодных воздействий.

В летний период солнечный дом аккумулирует солнечную энергию и создает прохладу внутри помещений, а в зимний - согревает комнаты за счет накопленной внутренней энергии и тепла зимнего солнца. Такой подход к строительству не является новым и уходит своими корнями в далекое прошлое.

Greek-solar-house

Солнечный дом в Древней Греции

Когда древние греки столкнулись с нехваткой топлива, так же, как и современный мир, они начали больше думать о том, как строить здания, чтобы увеличить приток солнечного тепла и его сохранение в течение зимних месяцев. Они начали ориентировать здания и целые города таким образом, чтобы они имели южную экспозицию, чтобы захватить солнечные лучи от низко расположенного в небе солнца в холодное время года. Римляне со временем сделали шаг дальше, добавив стекло в свои окна, чтобы сохранить больше тепла, собранного от солнечного света, используя парниковый эффект. Зимой лучи от низко расположенного солнца через двор и портик проникали в дом, нагревая основные комнаты. Северные стены делали из сырцового кирпича толщиной около полметра, чтобы защитить от холодных северных ветров зимой. Все дома строились вокруг ориентированного на юг двора. Дома с северной стороны улицы и обращенные на юг, располагались в глубине и имели вход с улицы через внутренний двор. Дома с южной стороны улицы и обращенные на юг, имели вход с улицы через проход, который вел через основной корпус дома во внутренний двор, из которого открывался доступ во все другие помещения.

Планирование солнечного дома должно согласовываться с ежедневным и сезонным перемещением солнца.

montezumas-castle

Солнечный дом в Мезоамерике

Жизнь обитателей Мезоамерики была тесно связана с Солнцем. Пассивное использование солнечной энергии и защита от жаркого летнего солнца, обеспечиваемые нависающей над поселением скалой, это только один из примеров. Толстые глинобитные стены поглощали и аккумулировали солнечное тепло в течение зимнего дня. Этого количества солнечного тепла вполне было достаточно для отопления в ночное время помещений, расположенных глубоко в скальном массиве. Скальный навес над поселением в летнее время, когда солнце находится в зените, создавал затенение, защищая внутренние помещения от перегрева. При строительстве зданий они очень точно определяли расположение стен и проемов, высоту потолков, учитывая суточные и годовые перемещения солнца. Здания фактически были солнечными индикаторами и календарями для определения времен года, в том числе солнцестояний.

Фен шуй - традиционный китайский дом и двор siheyuan

Солнечный дом в Древнем Китае

Древние китайцы при строительстве дома или города, искали ландшафт, который скрывает от ветра и сохраняет энергию. Практика определения особенностей ландшафта, выбора и устройства мест обитания стала называться фен шуй. Место с горой позади и водой спереди, которое окружено холмами, считалось наиболее благоприятным. Дом, расположенный на южном склоне холма, обращен к теплому солнцу, защищен от суровых северных ветров, и недоступен для наводнений. Сначала фен шуй использовался для поиска благоприятных мест для проживания, позже он начал применяется более широко - как при выборе места, так и для его создания или улучшения. Позже принципы фен шуй стали применять для дизайна двора и зданий. Стены, ограждения и постройки отображали горы, а открытые пространства - воду. Древние китайцы использовали концентрированную солнечную энергию как для отопления, так и для приготовления пищи.

Дизайн, выраженный в солнечном доме (solar house) есть не что иное, как дальнейшее развитие этих особенностей на более высоком технологическом уровне. Солнечный дом помогает не только в экономии энергии, но и в улучшении здоровья человека, его комфорта, благополучия и продуктивности. Адаптация дизайна к местности и климатическим условиям способствует возникновению нового образа жизни - более приближенного к природе и более экономного в плане потребления энергии.

Элементами дизайна солнечного дома являются ландшафт, форма и структура здания, которые улавливают и накапливают солнечную энергию и создают естественную вентиляцию.

Солнечный дом и ландшафт

Ландшафт можно использовать для создания более благоприятного микроклимата участка, тем самым улучшая климат внутри дома. Конфигурация элементов ландшафта должна обеспечивать доступ и фокусирование солнечной энергии, защиту от негативного воздействия внешней среды. Потери тепла через стены дома будут существенно выше в незащищенных местах и существенно ниже - в защищенных местах. Природный рельеф, растительность, искусственные насыпи, ограждающие стены должны использоваться для уменьшения влияния холодного северного ветра. Элементы ландшафта образуют своеобразный «гелиоконцентратор» и «демпферное пространство».

Открытое пространство с юга устраняет затенение дома и создает доступ к солнечному свету. Кроме того, инсолируемые стены и поверность внутреннего двора также фокусируют солнечные лучи. Летом солнце находится в зените и отражается от вертикальных стен, фокусируясь на поверхности внутреннего двора; зимой солнце располагается низко и солнечные лучи отражаются от поверхности земли (наличие снега увеличивает отражение), фокусируясь внутри помещений через окна или на стенах. После зимнего солнцестояния солнце движется на север, после летнего солнцестояния солнце движется к югу. Двигаясь между югом и севером, солнце сменяет сезоны. Вместе с солнцем перемещается фокус солнечных лучей. Зимой внутрь дома, чтобы отапливать, нагревая стены; летом во внутренний двор, чтобы охлаждать, создавая восходящий поток воздуха.

Солнечный дом и окружающий ландшафт  формируют воздушные потоки для создания хорошей естественной вентиляции. Летом, нагретый во дворе воздух, поднимается и замещается более прохладным воздухом, который опускается сверху, или воздухом, который охлаждают растения в озелененной части участка вокруг двора. Зеленые насаждения вокруг двора будут способствовать снижению температуры воздуха летом (затенение и испарительное охлаждение), увеличивать его влажность, контролировать потоки воздуха и обеспечивать приватность. В зимнее время, когда листья опадут, растения не будут препятствовать проникновению солнечного света.

Доступ к контенту ограничен

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть весь контент!