Основные принципы проектирования

Независимо от проектной стратегии, которую Вы выбрали, имеются некоторые другие критерии, которые важны для рассмотрения. Значительная часть следующей информации взята из главы «Основы проектирования теплиц» A Guide to Passive Solar Heating, by Robert W. Jones and Robert D. McFarland, (Van Nostrand Reinhold Co., New York, New York, 1984).

Остекление

Идеальная ориентация для остекления Вашей теплицы — строго на юг, хотя отклонение до 30° к западу или востоку вполне допустимо. Для получения максимального количества солнечного теплопоступления стекло должно быть наклонено под углом 50...60° к горизонту. Многие проектировщики в их проектной стратегии предпочитают вертикальное остекление или комбинацию вертикального и наклонного остекления. Вертикальное остекление южной ориентации имеет преимущество перед наклонным остеклением, т.к. с ним проще защититься от протечек и от высоко стоящего летнего солнца, но его зимние характеристики на 10...30% хуже, чем у наклонного остекления при той же площади. Эффективность помещения, в котором скомбинированы вертикальное остекление и остекление крыши, выше, чем помещения, в котором остеклена лишь южная стена.

В районах с постоянным зимним снеговым покровом вертикальное остекление может оказаться более эффективным за счет высокой отражательной способности снега.

Аккумулирование тепла

Если глубина теплицы больше ее высоты, само пространство уловит излучение, если цвета поверхностей, на которые падает свет, приемлемы. Иными словами, поверхности теплоаккумулирующих материалов (термическая масса) должны быть темных тонов для поглощения по крайней мере 70% энергии падающего на них солнечного света. Чтобы дать Вам некоторое понятие об относительном коэффициенте поглощения света поверхностями различных цветов следует сказать, что сажа имеет коэффициент поглощения около 95%, поверхность темно-синего цвета около 90% и поверхность темно-красного цвета приблизительно 86%. Материалы, не используемые для аккумулирования тепла должны быть светлых тонов для того, чтобы отражать свет на термическую массу, не расположенную на пути лучей прямого солнечного излучения. Пол, северная стена, восточная и западная боковые стены — хорошее место для теплоаккумулирующей массы. В них должны быть применены материалы с высокой теплопроводностью: бетон, вода, кирпич, землебит. Пенобетон не приемлем в качестве теплоаккумулирующего материала, а бетон наиболее эффективен при толщине от 100 до 150 мм. При использовании пустотелых бетонных (цокольных) блоков все пустоты должны быть залиты цементным раствором.

Если каменный пол и массивные стены — единственные материалы, аккумулирующие тепло в помещении, 3 м²поверхности каменной кладки на 1 м²южного остекления - рекомендуемое соотношение. Если вода в контейнерах — единственная использующаяся теплоаккумулирующая среда, рекомендуемое отношение — 14 л воды на 1 м²остекления. Увеличение массы стабилизирует внутренние температуры, делая помещение удобнее для людей и растений. Общая стратегия состоит в том, чтобы использовать от 100 до 150 мм неизолированной каменной стены в качестве северной стены теплицы. Стена остается неизолированной для того, чтобы теплота из теплицы могла проходить через нее во внутренние помещения дома.

Сохранение тепла

Если теплица должна использоваться для выращивания растений или в качестве жилого помещения, то рекомендуется как минимум двойное остекление. В случае применения однослойного остекления потери теплоты в ночное время весьма велики, что делает помещение некомфортабельным для пребывания людей и растений. Подвижная теплоизоляция или система остекления с более высоким термическим сопротивлением значительно улучшат характеристику остекления. Любой из этих методов увеличивает стоимость проекта, а очевидное неудобство подвижной изоляции заключается в том, что кто-то должен перемещать ее ежедневно, и некоторые проектировщики отказываются по этой причине ее использовать. С другой стороны, существует возможность управления теплоизоляцией автоматически с использованием электродвигателей и термостатов, и теплоизоляция может создавать закрытость, летнее затенение, повышать комфорт в холодные зимние ночи.

Распределение тепла

Для распределения нагретого воздуха из теплицы в другие помещения дома вентиляционные отверстия размещены в стене, разделяющей теплицу и остальные помещения дома. Теплота передается термосифонной циркуляцией воздуха. Нагретый воздух поднимается к потолку теплицы, проходит в смежное помещение через верхние вентиляционные отверстия, а прохладный воздух из смежного помещения всасывается в теплицу через нижние вентиляционные отверстия для нагревания и повторения цикла. Если отверстия являются дверями высотой 2 м, то рекомендуемая минимальная площадь отверстий 0,08 м²на 1 м² остекления теплицы. Если используются отверстия в верхней и нижней части смежной стены с расстоянием между ними 2,4 м, то рекомендуемая минимальная площадь каждого из отверстий — 0,025 м²на 1 м²остекления теплицы.

Средства управления

Воздух в теплице может сильно перегреться если система вентиляции была спроектирована неправильно. Результат — мертвые растения и непригодное для проживания помещение. Мы упомянули, что перегрев наиболее вероятен в конце лета или ранней весной, когда солнце уже невысоко на небосводе, а температура наружного воздуха все еще высока в течение дня. Вентиляционные проемы размещены в верхней части теплицы, где температура самая высокая, и в нижней ее части, где температура самая низкая, для создания эффекта «дымовой трубы». Электодвигатели, управляемые термостатом, могут быть установлены для открывания вентиляционных проемов автоматически, если никого не будет дома, чтобы открыть их. Площадь этих вентиляционных проемов должна точно соответствовать расчету. Заданная площадь вентиляционного проема зависит от:

• угла наклона стекла;
• расстояния между верхними и нижними вентиляционными проемами;
• допустимой внутренней температуры;
• мощности двигателя вентилятора в случае применения принудительной вентиляции.

Немногие проектные стратегии предлагают ту же эстетическую привлекательность и экономическую целесообразность, которые может предложить тщательно спроектированная и построенная теплица. По нашему представлению деньги будут потрачены разумнее, если предварительный проект передать солнечному инженеру или архитектору для изучения и компьютерного анализа. Намного дешевле сделать изменения на бумаге, чем переделывать проект по которому уже построено здание.