Наиболее популярные методы обогрева солнечной энергией, применяемые в пассивных солнечных домах:
система прямого обогрева солнечным теплом остекленных соляриев;
система косвенного обогрева с использованием массивной стены Тромба.
Каждый из этих методов повлияет на проект потому, что все они имеют специфические требования.
Рисунок 5.1. Остекленная стена, стена Тромба, двухсветная теплицаБольшая ориентированная на юг остекленная стена и эффективная вентиляция (а); стена Тромба (б); двухсветная теплица (в). Черные и пятнистые участки на рисунке - термическая масса
Окна системы прямого обогрева солнечным теплом дают возможность солнечному свету проникать в дом непосредственно. Значительная часть солнечного тепла должна быть поглощена какими-либо теплоаккумулирующими материалами (например, каменная кладка); после заката солнца, теплота, аккумулированная этими материалами, будет способствовать поддержанию тепла в доме. Окна системы прямого солнечного обогрева должны быть ориентированы на географический юг, хотя изменение ориентации на 30° к западу или востоку ненамного снизит эффективность системы. Красивые виды в южном направлении могут стать важным критерием при выборе строительного участка — ведь Вы не хотите иметь дом с огромными окнами на южном фасаде, из которых открывается неприглядный вид. В связи с тем, что обивочные и драпировочные ткани в большинстве своем сильно выцветают на солнце и, кроме того, могут закрывать от инсоляции теплоаккумулирующие материалы, Вы должны будете использовать эти ткани там, где отсутствует прямой солнечный свет.
Солярий с системой прямого обогрева (известный также как солнечная оранжерея или теплица) подобен в принципе окну прямого обогрева и к нему применяются те же самые правила в ориентации на юг. Типичный солярий из ранних проектов домов начала 1970-х годов был пристроен к дому с южной стороны, имел застекленные южную, западную, восточную стены, а также — застекленную крышу. Остекление южной стены было обычно наклонным. Сегодняшний солярий модифицирован для большей эффективности и обычно встроен в южный фасад дома заподлицо для устранения потерь тепла через восточную и западную стены. Окруженное другими помещениями, пространство солярия может быть эффективным фокусом дома, функционируя подобно «солнечному очагу». Для минимизации перегрева, обычного в ранних проектах соляриев, крыша не остеклена, а остекление южного фасада скорее вертикальное, чем наклонное. Современный солярий иногда — двухсветное пространство со скользящими дверями, открывающимися в комнаты обоих уровней для лучшей циркуляции солнечного тепла во всех помещениях дома.
Рисунок 5.2. Ориентация пассивного солнечного домаОриентация на географический юг в пассивном солнечном доме может изменяться на целых 30° к востоку или западу с относительно небольшой потерей общей эффективности системы солнечного отопления. Система с прямым обогревом, например, теплица (а), заливает помещение прямым солнечным светом, который может вызвать выцветание тканей. Система косвенного обогрева, например, стена Тромба (б) передает солнечное тепло, блокируя солнечный светРисунок 5.3. Встроенная теплицаВ первых проектах теплица (а) обычно выступала за южный фасад дома. Новые теплицы (б) - часто проектируются двухсветными и встроенными в южный фасад дома
Стена Тромба — каменная стена с остеклением, расположенным в нескольких дюймах снаружи. Солнечное тепло улавливается в промежутке между каменной кладкой и остеклением, и проникает в дом через каменную кладку стены. Принимая во внимание, что окно с прямым обогревом и солярий фактически прозрачны, и зрительно объединяют внутренние помещения с внешним пространством, а стена Тромба закрывает вид на окружающую среду, то она предпочтительна там, где виды на природу нежелательны. Если Вы все же хотите иметь вид на юг, то Вы можете поместить окна в стене Тромба. Различные варианты стены Тромба включают половину стены Тромба с окнами прямого обогрева над ними и стены Тромба со встроенными каминами. Стена Тромба может быть также угловой для соответствия требованиям внутренней планировки дома.
Рисунок 5.4. Интеграция стен Тромба с фасадомСтены Тромба могут быть спроектированы таким образом, чтобы интегрироваться практически с любым фасадом, ориентированным на юг
При создании проекта пассивного солнечного дома в несколько этажей следует принять во внимание то обстоятельство, что будет происходить некоторое расслоение теплоты между теплыми верхними этажами и более прохладными нижними. Таким образом, в помещениях верхних этажей можно было бы поместить гостиную, кухню и помещения для активной семейной жизни, где семья будет находиться большую часть дневного времени, а помещения нижнего этажа могли бы использоваться для сна. Хотя подобное распределение функций между этажами и кажется нам нетрадиционным, но оно предлагает лучшие виды на природу и идеально для дома, расположенного на склоне с входом с северной стороны дома и северными стенами нижнего этажа, находящимися в этом случае фактически ниже уровня земли.