Пассивные солнечные здания - концепция, преимущества и эксплуатационные характеристики - Строительство и ремонт

Пассивные солнечные здания используют солнечную энергию для своих энергетических нужд в разные сезоны. Обсуждается концепция пассивных солнечных зданий, их эксплуатационные характеристики и преимущества.
Темпы роста населения и инновации в области промышленности и технологий в совокупности привели к огромному росту потребления энергии. Такое высокое потребление вызывает озабоченность с точки зрения устойчивого развития. Это оказывает негативное влияние на окружающую среду и энергосбережение.
Таким образом, инновация в строительстве зданий, которая будет работать с существующей энергией, без использования дополнительных механических или электрических источников, называется концепцией пассивного солнечного дизайна зданий. Эти здания используют преимущества климата, в котором они должны быть построены. Правильный анализ местности позволяет судить о производительности здания.
Концепция пассивных солнечных зданий принята в новых зданиях. Но уже существующие здания могут быть модернизированы, чтобы вести себя пассивно. Здание называется пассивным солнечным зданием, потому что мы не используем никаких механических или электрических устройств внутри здания для реализации этой концепции.

Преимущества пассивных солнечных зданий

Проблемы, с которыми сталкиваются пассивные солнечные здания

Перегрев
Восприятие

Концепция пассивных солнечных зданий

Основная концепция пассивных солнечных зданий заключается в том, что элементы здания, т.е. окна, стены и полы, способны собирать солнечную энергию и накапливать ее. Эта энергия используется зимой для тепла, а в летнее время – для отвода тепла.

Здания преобразуют солнечную энергию в полезную энергию без помощи каких-либо других механических систем.
Пассивные солнечные здания работают на основе следующих принципов:

Первый принцип основан на маршруте солнца в разные времена года. Зимой солнце движется по более низкому маршруту, чем летом.
Зимой стекло, обращенное в южном направлении, будет способствовать поглощению и накоплению энергии в здании.
Расположение тепловой массы в положении, позволяющем легко поглощать солнечную энергию позже, поможет легко высвобождать ее в вечернее время.
Прямым солнечным лучам можно противостоять с помощью нависающих элементов, как показано на рисунке ниже. Эти элементы также называются элементами управления.
Правильная изоляция обеспечивает тепло зимой и прохладу летом.

Элементы, учитываемые при строительстве пассивных солнечных зданий

Основными рассматриваемыми элементами являются:

Типы помещений, внутренние двери, стены и мебель в зданиях и их расположение.

Ориентация здания на экватор

Увеличение размеров здания в направлении восток-запад

Размер окон фиксирован, чтобы получить достаточное количество солнца зимой и тени летом.

Избегайте окон на западе.

Использование тепловой массы, например, пола или стен

Рис. Элементы пассивного солнечного здания

Эффективность пассивного солнечного здания

Эффективность пассивных солнечных зданий зависит от следующих факторов:

Климатические условия участка

Принятая система пассивного солнечного здания

Критерии проектирования пассивного солнечного здания

Размер здания

Исследования показали, что когда пассивная система и концепция энергосбережения объединяются, чтобы соответствовать климатическим условиям, чистая выгода огромна. Чистая выгода определяется с точки зрения сокращения резервного тепла по сравнению с традиционной системой здания.

Результаты наблюдений за зданиями

В течение одного или нескольких лет проводился мониторинг пассивных солнечных зданий с помощью двадцати или более датчиков, которые вели почасовую запись. Результаты компьютерного анализа данных дают нам следующие результаты:

По сравнению с обычным использованием вспомогательного тепла в доме, пассивное солнечное здание использует на 70% меньше. В среднем экономия солнечной энергии составляет 27% от общей величины отопительной нагрузки.

По сравнению с обычным расположением здания, значительно снизилась потребность в электроэнергии.

Стоимость строительства пассивных солнечных зданий оказалась выше по сравнению с традиционным методом. Это связано с затратами времени и средств на надлежащую оптимизацию энергии. По сравнению с конечным результатом, который дают пассивные солнечные здания, система является экономичной.

Преимущества пассивных солнечных зданий

Преимущества пассивных солнечных систем зданий следующие:

Внутренние помещения здания светлые – Внутренние помещения здания будут наполнены достаточным количеством света. Это происходит благодаря пропусканию видимых световых частот. Система разработана таким образом, чтобы контролировать блики и избыточное освещение.

Ультрафиолетовая энергия блокируется – Прямые ультрафиолетовые лучи вредны. Преимущество пассивной солнечной строительной системы в том, что она блокирует почти 99,9% энергии ультрафиолетового излучения. Предотвращение этого позволит сохранить ткани интерьера, а также декор и сделать их долговечными.

Лето становится более прохладным и комфортным – Система сохраняет прохладу в интерьере в жаркое время года. Это, очевидно, снизит затраты на энергию охлаждения. Это обеспечит низкое значение коэффициента солнечного усиления (SHGC).

Зима становится теплее

Проблемы, с которыми сталкиваются пассивные солнечные здания

Система пассивных солнечных зданий – это инновация, которая все еще находится на стадии развития. В настоящее время она сталкивается с двумя основными проблемами, которые могут привести к другим проблемам. Здесь рассматриваются две основные проблемы:

Перегрев

В результате неправильного проектирования происходит перегрев под воздействием солнечных лучей. Это может происходить как летом, так и зимой. Если остекление, установленное на юге, чрезмерно или недостаточно, или недостаточная теплоаккумулирующая масса для прямого усиления являются причинами перегрева в зимний период.
Необходимо принять такой размер теплоаккумулятора, который ограничит температуру внутри здания до 220C.
Когда направление поступления энергии больше на восток или запад, существует вероятность перегрева в летние сезоны. Это распространенная проблема. Лучшим средством для решения этой проблемы является использование стекол с южной ориентацией и отказ от стекол с любой другой ориентацией.
Зенитные фонари и верхние стекла должны быть закрыты в летнее время. Обеспечьте естественную вентиляцию, чтобы избежать внутреннего перегрева в летнее время.

Восприятие

Когда обществу предлагается новая концепция здания, первая существенная особенность, которую все должны понять: какова сфера применения новой концепции? Проблема общественности, строительной индустрии или любого из дизайнеров заключается в отсутствии правильного восприятия.
Они не готовы поступиться своим дизайном и эстетикой ради энергосбережения. Их больше волнует внешний вид их домов, и это останавливает их от строительства на основе концепции пассивного солнечного дизайна.
Единственным решением этой проблемы является просвещение населения. Необходимо проводить исследования пассивных солнечных зданий с использованием архитектурных и эстетических идей. Коммерческие здания, такие как школы, библиотеки, имеют прекрасное пространство для пассивного солнечного дизайна зданий.
Читать далее:
Здания с нулевой энергией – особенности, преимущества и материалы
Типы световых люков для крыш ваших зданий

Читайте далее: