2.4. Энергоактивные здания

В России разработано архитектурно-техническое решение эксперименталь­ного энергоактивного промышленного здания с гелиотеплицами. Это решение повышает эффективность и универсальность использования солнечной энергии при одновременном улучшении длительных экспуатационных характеристик отражателя.

Энергоактивное здание содержит блок, объединяющий коллектор с солнеч­ной ловушкой, и аккумулятор. Коллектор снабжен отражателем, состоящим из поворотных панелей, которые шарнирно прикреплены одним из торцов к верши­не так, чтобы был возможен поворот в пределах угла между гранями коллекто­ра. Коллектор выполнен ломаным в поперечном сечении с образованием вогну­того по ходу солнечных лучей двугранного угла. Одна из граней коллектора наклонна и расположена на наклонной грани аккумулятора, обращенной к солн­цу. Другая грань коллектора горизонтальна.

Солнечная ловушка содержит не менее двух селективно прозрачных остек­ленных граней, образующих в поперечном сечении выпуклый по ходу солнечных лучей двугранный угол с вершиной, обращенной к солнцу. Число светопрозрачных граней солнечной ловушки может быть больше двух с преимущественным образованием между ними выпуклых углов. Призматическая конфигурация ловушки должна обеспечивать беспрепятственный поворот панелей отражателя вокруг шарнира в пределах полного угла от наклонной до горизонтальной граней коллектора. Коллектор содержит гелиоприемник с поглотителем солнеч­ной энергии и теплообменником, чаще всего трубчатого типа, сообщенным по теплоносителю с аккумулятором и через каналы — с потребителем энергии в здании.

В строительстве энергоактивного здания используются бетон, железобетон, кирпич, дерево, алюминий, стекло, пластмассы, а также неорганические или по­лимерные утеплители и герметики. Гелиотехническая система здания работает следующим образом. При необходимости ускоренной подачи тепловой энергии потребителю в начале периода облучения солнечной радиацией, после ночи или ряда бессолнечных дней поворотные панели экрана устанавливают в вертикаль­ное положение или под иным углом, обеспечивающим максимальную подачу до­полнительной солнечной энергии к горизонтальным панелям коллектора, связан­ным по теплоносителю непосредственно через канал с потребителем в здании, минуя аккумулятор. В дальнейшем панели экрана переводят в горизонтальное положение и обеспечивают подачу дополнительной солнечной энергии на гелио­приемник наклонными панелями коллектора, непосредственно объединенными с аккумулятором, и в зависимости от потребностей здания в энергии подают теплоту к потребителю или накапливают энергию в аккумуляторе впрок.

Энергоактивное здание обеспечивает повышение эффективности и универ­сальности использования солнечной энергии за счет более гибкого регулирова­ния и переключения подачи энергии непосредственно потребителю или в аккуму­лятор. Кроме того, в таком здании в течение длительного времени сохраняются высокие эксплуатационные качества отражателя, поскольку его высокочувстви­тельный направленно отражающий слой, обычно выполняемый из полирован­ного металла, например напыленного в вакууме слоя алюминия, защищен от за­грязняющего и разрушающего воздействия внешних факторов.

По предварительным данным, это техническое решение повышает энергети­ческую экономичность здания на 16—23% по сравнению с подобными зданиями, в которых применялись нерегулируемые экраны, и вдвое уменьшает число про­филактических мероприятий по обслуживанию и ремонту отражателей в системе коллектора солнечной энергии.