ПРОСТЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПАССИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ДОМОВ
Источник: Д. Холлоуэй (непреклонный солнечный архитектор)
Пер. с англ. О. Б. Меньшенин
(Продолжение. Начало в вып. 14 — 17)
Выбор наилучшего решения для проекта пассивного солнечного дома
Ориентация
Помните, что направление на географический полюс отличается от направления на магнитный полюс. Южный фасад дома должен быть идеально ориентирован по направлению на географический юг, чтобы дом мог получать максимум зимнего и минимум летнего тепла. Однако следует заметить, что отклонение от идеальной ориентации на 30° к востоку или западу снижает теплопоступление лишь на 15%.
Буферная зона
Проектируйте Ваш дом так, чтобы комнаты с невысокими потребностями в отоплении и естественном освещении (например, кладовые, технические помещения, гараж) и комнаты, производящие внутреннюю теплоту (кухня), были бы расположены в северной части дома для уменьшения зимней отопительной нагрузки.
В 1983 г. Дуглас Балкомб (Douglas Balcomb) и его исследовательская группа в Национальной Лаборатории Лос-Аламоса разработали основополагающие принципы прямого и косвенного обогрева для систем отопления пассивных солнечных домов, расположенных на территории США. В них была включена информация о коэффициентах инфильтрации и выборе коэффициента теплового сопротивления R для стен, потолка, и пола. Они также предложили виды остекления для восточных, западных и северных окон, а также рассчитали оптимальные площади солнечных коллекторов.
Предложенная методика не заменит более точный тепловой анализ, смоделированный на компьютере профессиональным инженером, но она дает самодеятельному строителю-домовладельцу твердую базу для выбора правильного проектного решения. Эта изящная упрощенная методика в соединении с мероприятиями по экономии тепловой энергии дает хорошие результаты. Методика, состоящая из 5 шагов, была разработана с учетом данных, полученных от анализа работы системы в уже построенных пассивных солнечных домах.
Шаг 1: Показатель тепловых потерь
Расположите Ваш строительный участок на карте (рис. 8) для выбора показателя тепловых потерь (CF), который должен быть заложен в проект Вашего дома. Заметьте, что для каждой географической зоны CF выражен как диапазон определенных значений. Если Ваши топливные затраты высоки (и не планируют уменьшаться в настоящее время!), выберите самое большое число.
Шаг 2: Рекомендуемые значения теплоизоляции и инфильтрации
Используйте следующие формулы для определения рекомендуемых значений теплоизоляции и инфильтрации (CF — Показатель тепловых потерь, выбранный Вами в Шаге 1).
Коэффициент теплового сопротивления стены
Умножьте CF на 14. Это R для полной стены, включая изоляцию, наружную и внутреннюю облицовки и воздушные прослойки
Коэффициент теплового сопротивления потолка
Умножьте CF на 22. Это R для полной стены, включая изоляцию, наружную и внутреннюю облицовки и воздушные прослойки.
Коэффициент теплового сопротивления твердой теплоизоляции по периметру фундамента
Умножьте CF на 13. Вычтите 5 из полученного числа. Используйте то же значение для теплоизоляции перекрытия над подпольем.
Коэффициент теплового сопротивления твердой теплоизоляции, размещенной снаружи стены отапливаемого подвала или обвалованной землей стены
Умножьте CF на 16. Вычтите 8 из полученного числа. Используйте полученное значение для теплоизоляции, простирающейся на 4 фута ниже поверхности земли. Используйте половину этого значения от уровня -4 фута до основания фундаментной стены.
Коэффициент воздухообмена ACH (воздухообмен/час)
Разделите 42 на CF. Если полученный результат ниже 0,5 ACH, выберите методы суперизоляции с напорной приточной вентиляцией, чтобы сохранить качество воздуха в помещении.
Количество слоев остекления восточных, западных и северных окон
Умножьте CF на 1,7, затем выберите самое близкое целое число. Если полученное значение от 2 до 3, выбирайте окна с тройным остеклением. Если полученное значение выше 3, следует применять теплоизоляционное стекло и/или подвижную теплоизоляцию.
В зависимости от результатов этих расчетов, выберите показатель теплопотерь с 20% запасом. Ваш бюджет будет являться самым лучшим руководством, но он зависит от выбора сроков окупаемости проекта и когда возникают сомнения в правильности выбора этого срока, ориентируйтесь на более высокий показатель тепловых потерь.
Шаг 3: Коэффициент отопительной нагрузки
Затем вычисляем коэффициент отопительной нагрузки (NLS). Чтобы сделать это посмотрите на показатель геометрии Вашего дома (GF) в таблице 1 (ниже). К примеру, если полная площадь 3-этажного дома около 2900 фут2, то GF будет равен 5,7.
Теперь умножьте GF на полную площадь Вашего дома
2900х5,7 = 16530
Полученное значение следует разделить на CF. Если CF, например, равен 2,0, то
16530/2 = 8265
Полученное значение — NLC.
Шаг 4: Коэффициент нагрузки коллектора
Расположите Ваш строительный участок на карте коэффициента нагрузки коллектора (LCR, рис. 9). Это даст Вам возможность определить коэффициент нагрузки коллектора для Вашего дома. Заметьте, что для каждой географической зоны LCR — диапазон значений. Если Ваши топливные затраты велики, то выбирайте самое низкое значение.
Шаг 5: Площадь пассивного солнечного коллектора
Для определения площади пассивного солнечного коллектора (стена Тромба, теплица и т.п.) для Вашего дома, разделите NLC (значение, полученное в шаге 3) на LCR (значение, которое Вы получили в шаге 4). Например, если NLC равен 8265, а LCR равен 20, то тогда Ваш пассивный солнечный коллектор будет иметь площадь около 413 фут2 ориентированного на юг остекления
8265/20 = 413,25
Вы можете изменить это значение в большую или меньшую сторону на 10%. В теплом климате возможно уменьшение полученного значения на 20...30%.
(Окончание следует)
Обновление на сайте
В разделе «Конструкции дома» создан подраздел «Перекрытия».