Как построить солнечный дом в средней полосе России? При написании статьи были в основном использованы материалы, уже опубликованные на сайте и в рассылке.
Содержание
- Мнения
- Заблуждения
- История
- Традиции
- Простое решение
- Экономическое обоснование использования солнечного отопления
- Дневной свет
Мнения
В связи с постоянным ростом цен на энергоносители у домовладельцев, проживающих в частных домах, возникает естественный вопрос об альтернативе общепринятым отопительным системам.
Альтернативным источником энергии для отопления дома может являться солнечная энергия, но единого мнения о целесообразности использования солнечной энергии для отопления дома нет.
Заблуждения
Часть домовладельцев наивно считает, что после установки на крыше нескольких панелей солнечных коллекторов их коттедж непременно превратится в солнечный дом.
Приходится их разочаровывать, сообщив, что такая площадь панелей солнечных коллекторов достаточна лишь для солнечного нагрева воды, а для солнечной отопительной установки необходимо увеличивать площадь солнечных коллекторов в 10–15 раз, что в стоимостном выражении выльется в достаточно «кудрявую» сумму.
Другие думают, что сам вопрос солнечного отопления настолько сложен, что простому смертному лучше за него и не браться.
Часто поступают письма от посетителей сайта, прочитавших книгу Суперсолнечный дом Cliff House, c вопросом: «Можно ли построить суперсолнечный дом в средней полосе России?». Ответ на этот вопрос достаточно прост: «Можно, но 100% солнечное отопление не должно быть самоцелью».
История
Действительно, в использовании Солнца в качестве источника теплоты нет ничего нового. Ещё 2400 лет тому назад Сократ писал: «Сейчас в домах с видом на юг солнечные лучи проникают в галереи зимой, а летом путь солнца лежит над нашими головами и выше крыш так, что имеется тень. Если тогда это наилучшее устройство, то мы должны будем строить южный фасад дома более высоким, чтобы в дом поступали лучи зимнего солнца и северный фасад более низким, чтобы защитить дом от зимних ветров».
Традиции
Общепринято равномерное распределение окон на фасадах дома. При этом, через окна северной ориентации происходят неоправданно большие потери теплоты, через окна западной ориентации в зимнее время потери теплоты тоже весьма значительны, так как ветра у нас преимущественно западные, а в летнее время окна на западном фасаде дома трудно защитить от перегрева.
Простое решение
Если суммарная площадь окон вашего дома составляет 20% суммарной площади фасадов, то при переносе всех окон на южный фасад, площадь его остекления составит 80%, что значительно увеличит солнечную инсоляцию при одновременном снижении теплопотерь, происходивших через окна западного, северного и восточного фасадов.
Этот простой феномен получил название «тепличный эффект». Сегодня дом, в котором используется эффект теплицы для отопления, мы называем «пассивным солнечным домом».
Перенос всех окон на южный фасад — крайность, но желательно, конечно, до минимума уменьшить площадь окон западного, северного и восточного фасадов.
Одним из первых архитекторов, начавших закладывать подобные решения в проекты частных домов, был Фрэнк Ллойд Райт. В качестве примера его новаций можно рассмотреть проект одноэтажного дома для холодного климата Миннесоты.
Таким образом, вы можете превратить ваш дом в солнечный дом прямого солнечного обогрева (Direct Gain) и для этого вам не понадобится каких-либо сложных расчётов.
Недостатки
Безусловно, такому дому свойственны определённые недостатки:
- высокая блёсткость света;
- значительные колебания температуры.
Возможные решения проблем
С недостатками такой системы отопления борются, изолируя солнечное пространство от жилого объёма дома.
Нагрев изолированного остеклённого объёма (Isolated Gain) практически является модификацией прямого обогрева, но в американской специальной литературе выделяется особо в силу чрезвычайной распространённости этого приёма.
Остеклённый объём теплицы (атриума, оранжереи) может примыкать к южному фасаду дома, либо встраиваться в него. Нагреваемый в теплице воздух распространяется по остальным помещениям путём естественной конвекции или по каналам с механическим побуждением и несложной системой датчиков.
Дом с солнечной теплицей (атриумом) для средней полосы России может представлять в плане трапецию или «наконечник стрелы».
Удачные проекты
Примерами удачных решений домов такого типа могут являться дом Дугласа Балкомба и дом Чемпионов.
Экономическое обоснование использования солнечного отопления
Безусловно, что для солнечного дома исключительно важно всемерное снижение тепловых потерь. При этом следует не бездумно увеличивать теплоизоляцию дома, а минимизировать суммарные затраты на весь период срока службы системы, которые включают в себя:
- стоимость системы солнечного отопления;
- дополнительную теплоизоляцию ограждающих конструкций (стен, крыши, пола);
- возможную потребность в монтаже теплоизолирующих ставен.
В расчёте, конечно, следует учитывать стоимость топлива на этот период, то есть закладывать прогнозируемые будущие цены на него. Таким образом, выполняется расчёт со многими неизвестными.
Существует общее эмпирическое правило, согласно которому грамотно спроектированный пассивный солнечный дом в сравнении с традиционно спроектированным домом той же площади поможет снизить затраты на отопление на 75% при удорожании строительства всего лишь на 5–10%.
После выполнения расчётов может выясниться, что оптимальным для вас явится дом не со 100%, а 70–80% солнечным отоплением, так как систему необходимо будет монтировать в уже существующем доме. При этом дом не будет нуждаться в традиционном отоплении с февраля до конца ноября, а в декабре-январе может понадобиться дополнительное отопление.
Дополнительной отопительной установкой в солнечном доме может являться дровяная каминопечь небольшой мощности, которая помимо выполнения чисто утилитарных функций создаст в доме островок уюта.
Дневной свет
Приёмы изложенные в этой статье и других статьях сайта позволяют, кроме того, создать эффективную систему улавливания дневного света для освещения помещений, примыкающих к атриуму.
Комментарии