Найти: на:

Основы проектирования солнечного дома

На архитектуру гелиодома существенное влияние оказывает форма гелиоприемника и его размеры. В этой связи для архитекторов важны такие показатели, как отношение площади гелиоприемника к отапливаемой площади здания - коэффициент гелиообеспечения К1г.п и угол наклона солнечного коллектора .

Зависимость между эффективностью системы и площадью коллектора

Зависимость площади гелиоприемника Fг.у (м2) и показателя используемости выработанной гелиоэнергии И (%) от планируемой эффективности (%) гелиосистемы и угла наклона гелиоприемника:
Fг.п/Vзд - отношение площади гелиоприемника к объему здания; Fг.п/Vзд - отношение площади гелиоприемника к площади здания.

Архитектор В.А. Акопджанян рекомендует для гелиодомов любой этажности и планировочной структуры К1г.п = 0,5. Однозначный ответ в данном случае представляется не совсем верным.

Д.А. Даффи и У. А. Бекман считают, что при оптимизации площади гелиоприемника основное внимание следует обратить на стоимость гелиосистемы. По их мнению, минимальная стоимость гелиосистемы обеспечивается при К1г.п=0,33...0,66 (в каждом конкретном случае это зависит от планировочного и конструктивного решения здания, типа гелиосистемы и климата). Они также отмечают, что Г. Леф и А. Тибоут исследовали зависимость стоимости используемой энергии от доли солнечной энергии в теплопотребности малоэтажного здания в Бостоне (43° с.ш.), Омахе (42° с.ш.) и Альбукерке (35° с.ш.). Наименьшая стоимость единицы тепловой энергии отмечалась при 40—70% доле солнечной энергии в тепле, потребляемом зданием.

Нецелесообразность чрезмерного увеличения площади гелиоприемников Fг.п, а значит К1г.п, отмечает М.М. Захидов. Результаты исследования позволили ему установить определенную зависимость между К1г.п и эффективностью гелиосистемы (долей солнечной энергии в теплопотребности здания), а также показателем используемости выработанной гелиоэнергии. Так, увеличение К1г.п в 2 раза (с 0,25 до 0,5) повышает эффективность гелиосистемы более чем в 2 раза (с 25 до 50...55%). Дальнейшее повышение эффективности гелиосистемы в 2 раза (до 100%) требует увеличения площади гелиоприемника почти в 3 раза; при этом резко снижается показатель используемости солнечной энергии, что показано на рис., где эффективности гелиосистемы, равной 40...70%, соответствует К1г.п= 0,45...0,70.

Угол наклона гелиоприемника оказывает влияние не только на эффективность гелиосистемы, но и на формирование архитектурного образа гелиодома. М.М. Захидов рекомендует решать малоэтажные гелиодома только с вертикальным размещением гелиоприемников на южном фасаде дома. При таком расположении гелиоприемники меньше запыляются, не задерживают снег, что говорит об их эксплуатационных преимуществах по сравнению с наклонными.

Однако большинство авторов, как отмечает С. В. Зоколей, рекомендует угол наклона гелиоприемника, равный широте местности. С.В. Зоколей считает необходимым учитывать климатические условия при выборе оптимального угла наклона гелиоприемника. Для Лондона, где 54% годовой солнечной радиации падает на диффузную составляющую, максимальное тепловосприятие обеспечивается при угле наклона 34°. Оптимальный угол наклона гелиоприемника, по мнению С. В. Зоколея, лежит между широтой местности и горизонталью, причем его значение определяется долей диффузной радиации.

Для условий Средней Азии, где преобладают ясные дни и доля диффузной радиации незначительна, А. А. Саидов предлагает определять угол наклона гелиоприемника в зависимости от прямой солнечной радиации, а также от широты местности и периода эксплуатации гелиосистемы. Подсчитав количество теплопоступлений от прямой солнечной радиации на поверхности разного наклона и ориентации, А.А. Саидов предлагает:

  • для систем круглогодичного действия = + 10...15°, где - широта местности;
  • для систем гелиоотопления = 90 - h, где h - высота солнца в полдень 15 января;
  • для гелиосистем, действующих только в теплое время года = .
  • Эти же расчеты позволили А.А. Саидову определить оптимальную ориентацию рабочей поверхности гелиоприемника, функционирующей круглогодично, в пределах 165...195° ю.ш., в теплое время года - в пределах 150...210° ю.ш.

    С.В. Зоколей допускает возможность отклонения от строго южной ориентации гелиоприемника на восток или запад до 30°, что, по его мнению, дает уменьшение суммарного геплопоступления всего лишь на 2%.

    В. А. Акопджанян рекомендует ориентировать поверхность гелиоприемников не строго на юг, а со смещением на запад на 15°. По его мнению, такая ориентация позволяет получить наибольшее суммарное дневное теплопоступление от солнца.

    В рекомендациях отмечена другая закономерность для условий Средней Азии; поверхности, ориентированные на восток, получают больше солнечной радиации, чем поверхности, ориентированные на запад. Причиной такого положения является увеличение запыленности воздуха во второй половине дня.

    Жилые дома с пассивной системой солнечного отопления

    "Солнечные дома" имеют различную систему солнечного теплообеспечения. Разнообразие гелиосистем обусловило различную архитектуру гелиодомов. Американский архитектор С. В. Зоколей классифицирует гелиодома по типу применяемой гелиосистемы на 3 группы:

    Источники: http://www.svasti.ru/osnovy_proektirovaniya_solnechnogo_doma

    Сайт управляется системой uCoz