Солнечный дом в Бедфорде
Солнечный дом в Бедфорде (Нью-Хемпшир, США) с солнечным коллектором «Trombe Wall» и изоляцией «Beadwall» был построен по проекту, разработанному научно-исследовательской и проектной фирмой «Total Environment Action, Inc.» с главной конторой в г. Гаррисвилл (рис. 18).
а)
б)
в)
г)
д)
е)
33
33
33
Рис. 18 Солнечный дом в Бедфорде (Нью-Хемпшир, США): а – поперечный разрез по южной стене: 1 – прозрачная стена с шариками изоляции; б – режим отопления (работа коллектора в режиме накопления тепла); в – режим охлаждения (работа коллектора в режиме вентиляции); г – вид на южный фасад и план: 1 – гараж; 2 – кухня; 2 – столовая; 4 – ванная; 5 – спальня; 6 – жилая комната; 7 – солнечный водонагреватель, расположенный в центре стены; д – вид с восточный стороны; е – вид с западной стороны.
Бетонные стены дома обвалованы землей с западной, северной и восточной сторон, а изоляция размещена между бетоном и грунтом. Пол бетонный. Весь южный фасад – комбинация окон и солнечных коллекторов. Вспомогательные источники энергии – две дровяных печи.
Солнечные коллекторы представляют собой бетонные стены толщиной 300 мм, открытые для солнечных лучей в течение дня и защищенные от потерь тепла во внешнюю среду ночью изоляцией «Beadwall». Воздух циркулирует между бетоном и изоляцией. Солнечное тепло поступает также через окна и накапливается в бетонных стенах и полу. Для уменьшения потерь тепла ночью окна закрываются изолирующими ставнями. Вода для бытовых нужд предварительно подогревается циркулируя по трубам в бетонной стене коллектора, прежде чем поступит в солнечный водонагреватель.
Солнечный дом Гарольда Хэя
Одним из примеров использования пассивного солнечного отопления является дом в Атаскадеро (Калифорния), построенный по проекту Гарольда Хэя (рис. 19).
Внешний вид дома
Рис.
19. Skytherm House
– одноэтажное здание площадью 115 м2.
Солнечный коллектор этого дома расположен
горизонтально. На плоской сейсмостойкой
крыше размерами 16
11
м из профилированного стального листа
уложены 4 черных пластиковых мата,
наполненные водой, над которыми скользят
по направляющим 12 панелей подвижной
изоляции (рис. 20, 21).
Маты имеют следующие размеры:
длина – 11, 6 м;
ширина – 2, 4 м;
толщина – 0,25 м.
Пластиковый солнечный коллектор, наполненный водой, на крыше
Рис. 20
Они содержат 26, 5 м3 непроточной воды, что эквивалентно примерно теплоемкости слоя бетона толщиной 400 мм, а масса равна массе 100 мм бетонной плиты. Днем маты с водой открыты для нагрева солнечными лучами. На ночь маты для предотвращения их охлаждения ночным воздухом закрываются изолирующими панелями, которые надвигаются при помощи алюминиевых зубчатых направляющих, поэтому тепло передается в основном вниз, нагревая металлический потолок дома.
Подвижные изолирующие ставни в отодвинутом положении
Рис. 21
Раздвижные «ставни» изолированы 50 мм слоем пенополиуретана. Двигатель мощностью 180 вт реагирует на сигнал термостата и, работая всего две минуты утром и вечером, передвигает изоляционные панели по рейкам. Они перемещаются из положения поверх матов с водой на крыше в положение над гаражом или внутренним двориком, складываясь по секциям в три слоя. Их можно передвигать и вручную. Летом осуществляется обратная операция: днем изолирующие ставни закрывают маты, защищая их от солнца, а на ночь они откатываются назад, и черные маты излучают тепло в прохладный ночной воздух с тем, чтобы днем охлаждать помещение (рис. 22).
е)
е)
а
б
Рис. 22. Различные режимы эксплуатации дома Г.Хэя с естественным отоплением и
охлаждением: а – отопление зимой; б – охлаждение летом; 1 – подвижные
изолирующие ставни; 2 – металлический потолок; 3 – здание
В доме предусмотрено электрическое отопление, но оно еще никогда не использовалось.
Описанная система естественного кондиционирования воздуха может устанавливаться, эксплуатироваться и ремонтироваться сравнительно неквалифицированными людьми. Она не требует компрессоров, конденсаторов, специальных материалов. Естественное кондиционирование воздуха обеспечивает мягкий комфорт без шумового фона, сквозняков.