Пассивный домашний обогрев дома за счет солнечной энергии

Применяется ли солнечная энергия для нужд домашнего отопления? Возможно ли избежать существенных затрат при организации такого отопительного варианта? Ответ – применяется и не является затратным способом! Условиями для этого являются архитектурная продуманность, локализация жилища с учетом световых сторон, конфигурация строения, расстановка окон, планировочные решения и грамотно подобранные строительные материалы. 

Хвойные деревья, высаженные вдоль северной стороны дома, обеспечат надежную защиту от холодных ветров в зимний период. При необходимости создания тени требуется отдавать предпочтение лиственным древесным породам. По описанному принципу организуется схема пассивного домашнего обогрева за счет солнечной энергии. Многочисленные исследования подтвердили эффективность подобного метода. Экономия традиционных энергетических ресурсов достигает 20%. Стандартные отопительные системы для этого оснащаются автоматикой. 

Локализация участка

Дом. Главным условием, определяющим эффективность применения солнечной энергии, служит ориентация строения относительно световых сторон. В идеале приемлемым считается расположение самой длинной стены по направлению от востока к западу. Это не всегда возможно. Некоторое отступление от подобного условия не окажет существенного влияния на тепловую аккумуляцию в районе застекленных домовых участков. При прохождении восточно-западной оси перпендикулярно к улице южная домовая стена окажется под солнцем только в случае отсутствия рядом других строений. Протяженность тени, отбрасываемой домом с высотой в 5 метров, при низком расположении солнца относительно горизонта составляет 19 метров. 

Растительность. При подборе участка и осуществлении планировочных работ по древесной посадке следует исключить теневое отбрасывание от растительности в зимний период на прогреваемый фасад дома с южной стороны. Грамотная растительная посадка станет регулятором солнечных лучей, проникающих в дом. Лиственные древесные породы в летний период не допускают к нам до 90% солнечных лучей. Зимой этот показатель сокращается до 50% из-за опавших листьев. Если правильно скомпоновать деревья, достигается минимизация ветрового воздействия на дом, что сократит величину потерь тепла. В зимний период хвоя, посаженная с северной, северо-западной и северо-восточной сторон, сократит теплопотери. Аналогичный эффект окажет древесная посадка в непосредственной близости от стены дома. В этих условиях рядом с ней наблюдается низкая воздушная подвижность. 

Домовые параметры

Для энергетической экономии конфигурация строения должна отличаться простотой, компактностью, не иметь изгибов и выступов. Для южного фасада необходимо предусмотреть значительную площадь. Это достигается при форме дома в виде трапеции и при наличии крыши односкатного типа. При размещении дома на холмистой территории его северная сторона должна иметь заглубление в землю. Одноэтажные дома смотрятся проигрышно по причине высоких удельных тепловых потерь. Наличие в доме мансарды считается рациональным. 

Фасадное остекление

Фасадный участок, подвергнутый остеклению, содействует накоплению солнечной энергии. Большая ее часть поступает в дом через оконные пространства. Такого тепла  достаточно для создания комфортного температурного режима в лютые морозы. Окна необходимо предусматривать таким образом, чтобы внутри оказывалось как можно больше солнечного света. 

Максимальное количество оконных проемов следует размещать на южной и западной сторонах дома. Со стороны севера ими лучше пренебречь. 

Для получения большого объема солнечной энергии окна предусматриваются на некоторой высоте. Главное – это не располагать их слишком высоко. Идеальным вариантом считается начало окна от уровня пола. Высокая организация оконного проема исключит перегрев полового покрытия летом. 

Тепловая аккумуляция

Солнечный прогрев помещений оправдан при наличии аккумулирующих теплоэлементов. Если они отсутствуют, тепло удастся почувствовать только в солнечный день. При осуществлении отопления за счет энергии солнца дом оснащается тепловыми аккумуляторами. В их качестве выступают тяжелые внутренние перегородки, накапливающие тепло, поступающее сквозь пространство окна. При отсутствии солнца они начинают работать, обогревая помещение посредством тепловой отдачи. Особое значение имеет стена, располагающаяся на противоположной стороне от окна. Зимой угол падения солнечных лучей отличается от такового в летний период. В связи с этим стены накапливают больше тепла, чем пол. В летний период ситуация меняется. 

Тепловое поглощение увеличивается в случае окраски стен в темные тона. Светлые тона способствуют улучшению отражения света и его пространственному рассеиванию. Хорошим аккумулятором тепла является каминный корпус. Его располагают напротив оконного проема. Материалы корпусного изготовления должны быть массивными. Подойдет как кирпич, так и бетонные блоки. Гипсокартонная конструкция обойдется дешевле, но не стоит рассчитывать на тепловое накопление. Толстый кирпич окажется более продуктивным в плане тепловой аккумуляции. При рациональном использовании солнечного тепла в отопительных целях требуется сократить глубину помещения, которому уготована роль солнечного коллектора. Для привлечения тепла на массивную стену ее следует располагать поблизости от южного окна. Максимальное расстояние не должно быть больше оконной высоты, чем в 2,5 раза. Дополнительное проникновение солнечных лучей обеспечивается организацией оконных проемов в мансарде. Стену, служащую тепловым накопителем, нельзя затенять растительностью и заставлять мебелью. Это сократит отопительную эффективность.