Солнечный пассивный дом - это здание с усиленным поглощением солнечного излучения, способное накапливать значительную внутреннюю энергию. Дизайн экологического энергоэффективного 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 пассивный 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.

Энергоэффективный 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 в холодное время года. Они начали ориентировать здания и целые города таким образом, чтобы те имели южную экспозицию, дабы захватить солнечные лучи от низко расположенного в небе зимнего солнца.

Энергоэффективный дом в Древней Греции строился вокруг открытого на юг двора

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.

Солнечный пассивный 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.

Солнечный пассивный дом в Мезоамерике. Дворец Монтесумы - пассивное использование солнечной энергии

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.

Энергоэффективный 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.Энергоэффективный дом в Древнем Китае. Традиционный китайский дом siheyuan

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. Кроме того, принципы фен шуй стали применять и в дизайне 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.

Современный энергоэффективный дом есть не что иное, как дальнейшее развитие этих особенностей дизайна на более высоком технологическом уровне.

Адаптация зданий к местности и климатическим условиям способствует возникновению нового образа жизни - более приближенного к природе и более экономного в плане потребления энергии.

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

Пассивный 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.

Пассивный дом и его форма

Форма дома определяет площадь поверхностей и объем внутреннего пространства, а также возможности использования потенциала солнечного света и естественной вентиляции. Планирование солнечного дома должно согласовываться с ежедневным и сезонным перемещением солнца. Объемно-пространст­венное решение солнечного дома характеризуется сочетанием большой площади остекления южного фасада с массивными элементами, аккумулирующими солнечное тепло. Солнечный пассивный дом может иметь три основные конфигурации (с большим числом вариантов).

1. Прямой нагрев: солнечный свет проникает вглубь дома через окна и нагревает внутренние поверхности жилого пространства.

2. Непрямой нагрев: солнечный свет нагревает через стекло массивный элемент (стену) снаружи, который затем излучает тепло в жилое пространство.

3. Изолированный нагрев: солнечный свет нагревает остекленный изолированный объем, примыкающий к южному фасаду или встроенный в него, и конвекция перемещает нагретый воздух в жилое пространство.

Обращенное на юг окно в сочетании с тепловой массой является самой простой и в то же время наиболее удобной системой солнечного отопления.

Доступ к контенту ограничен

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть весь контент!