Пассивное солнечное отопление

Солнечная радиация, поступающая в здание через окна, — важный источник тепла. Максимальное количество пассивного солнечного тепла поступает через окна, ориентированные на юг, и некоторая доля радиации попадает через окна, ориентированные на запад и восток.

Для подтверждения мысли о том, что окна, ориентированные на юг, позволяют получить наибольшее количество тепла, были проделаны расчеты с учетом следующих данных. Стена конструкции «у» (см. в прил. 2) состояла из двух плит (2X6 м) толщиной 600 мм с фиберглассовой изоляцией (140 мм); коэффициент теплопередачи U0= = 0,182 Вт/(м2-°С). Высота окон 1,2 м; верхняя часть на 0,5 м ниже потолка. На южной стороне окна имеют козырек длиной 0,9 м на высоте 2,5 м от пола. При расчете теплопотерь через окна, ориентированные на юг, учитывали влияние плотных штор с хорошими теплоизоляционными характеристиками; шторы открывали в дневное время и закрывали в ночное. В первом слу-„ чае коэффициент теплопередачи окна составил 3,34 Вт/ /(м2-°С), а во втором снизился до 2,555 Вт/(м2.°С).

Установлено, что при наличии плотных штор для окон, ориентированных на юг, двойное остекление более предпочтительно, чем тройное. Двойное остекление обеспечивает проникание солнечной радиации на 72%, а тройное — только на 61%. В любом случае наличие хорошо изолирующих штор ограничивает доступ теплого воздуха помещения к внутреннему остеклению окна. Это позволяет избежать конденсации влаги на поверхности окна, когда температура его опускается ниже точки росы.

В зимние месяцы, кроме декабря, с увеличением площади окон количество теплопотерь через оставшуюся часть стены уменьшается. Для всех месяцев, кроме декабря, суммарный поток энергии через окна имеет положительное значение. С увеличением площади окон (для всех месяцев, кроме декабря) потери энергии через стену в зимнее время уменьшаются до значений, соответствующих площади окон до 25% площади стены; баланс потока энергии за семь зимних месяцев положителен. Энергетический баланс в зимнее время остается положительным, когда площадь окон составляет 40% и более площади стены, даже если исключить максимальные значения, характерные для октября.

Правильно решенные и эксплуатируемые окна в стене, ориентированной на юг, позволяют получать дополнительное количество чистой энергии в зимнее время. Не может быть точных указаний о том, какой должна быть площадь окон по сравнению с площадью стены, ориентированной на юг. В каждом конкретном случае следует проводить тщательный анализ, чтобы определить необходимое количество поступающего тепла и возможность его эффективного использования. Данные, приведенные в табл. 3.3, базируются на допущении, что все тепло, проникающее в здание, остается внутри. На самом деле, поступление и использование 100% энергии невозможно. Наибольшее количество тепла поглощают темные поверхности и массивные предметы.

Количество энергии, необходимое для того, чтобы покрыть дефицит тепла в солнечный день, может быть определено в 14,23 кВт-ч. Дальнейший анализ покажет, что к концу дня обычно наблюдается перегрев помещений, а в ночное время — недогрев. Для поддержания требуемой температуры в течение суток следует применить систему ОВиКВ с автоматической регулировкой с помощью термостатов.