Навигация :

Новости

Солярий, или зимний сад

Для утилизации солнечного тепла в солнечных домах часто используется встроенный или пристроенный солярий (или зимний сад).

Солярий с системой прямого обогрева (известный также как солнечная оранжерея или теплица) подобен окну прямого обогрева и к нему  применяются те же самые правила в ориентации на юг. Типичный солярий из ранних проектов домов начала 1970­х годов был пристроен к дому с южной стороны, имел застекленные южную, западную, восточную стены, а также — застекленную крышу. Остекление южной стены было обычно наклонным.

Сегодняшний солярий модифицирован для большей эффективности и обычно встроен в южный фасад дома заподлицо для устранения потерь тепла через восточную и западную стены. Окруженное другими помещениями, пространство солярия может быть эффективным фокусом дома, функционируя подобно «солнечному очагу». Для минимизации перегрева, обычного в ранних проектах соляриев, крыша не остеклена, а остекление южного фасада скорее вертикальное, чем наклонное.  Современный со­лярий иногда — двухсветное пространство со скользящими дверями, открывающимися в  комнаты обоих уровней для лучшей циркуляции солнечного тепла во всех помещениях дома.

 

Конечно,  над планировкой солярия нужно подумать, чтобы его можно было использовать многофункционально.

  1. Тепловой аккумулятор - бетонные полы и теплоаккумулирующая стена.
  2. Подгрев 2 этажа - так как теплый воздух поднимается вверх, то при устройстве двух-светного солярия теплый воздух будет вверху, и его можно оттуда забирать для отопления спален 2 этажа. Здесь возникает вопрос теплового аккумулирования - ведь если не запасти это тепло, то ночью будет мало от этого толку, воздух быстро остывает. Снова встает вопрос теплового аккумулирования для помещений 2 этажа. Устраивать бутылочный  или каменный аккумулятор с подогревом воздухом или теплые бетонные полы с водяным подогревом? Что будет лучше?
  3. Открывающиеся окна в верхней части солярия для создания тяги - теплый воздух в солярии будет подниматься вверх, если с южной стороны перекрыть доступ воздуха, то солярий будет  засасывать холодный воздух с северной стороны, тем самым обеспечивая поступление холодного воздуха в помещения первого этажа (а может и второго, нужно прояснить этот момент).

 

Из книги builditsolar 

стр. 52 Systems with Heat Storage

Collectors that are large enough to supply more than 25 percent of the desired heat require heat storage. The storage in an air system is usually a large bin of rocks. It must be designed to maximize heat transfer from the air stream to the rocks without noticeably slowing the air flow. Rocks with small diameters (3 to 6 inches) have large amounts of surface area for absorbing heat} and yet allow passages for air flow.

The rocks should be roughly the same size (that is} don}t mix 1 inch with 4 inch) or most of the airways will be clogged. Storage should contain at least 200 pounds of rock (1 1/2 cubic feet) per square foot of collector. As shown in the diagram} storage should be located above the collector but below the house. This permits solar heated air to rise into the house and cooler air to settle in the collector.

The cross-sectional area of the rock bed receiving air from the collector should range

from one-half to three-quarters the surface area of the collector. The warm air from the collector should flow down through the rocks, and the supply air from storage to the house should flow in the reverse direction. Optimum rock size depends on rock bed depth. Steve Baer recommends gravel as small as 1 inch for rockbeds 2 feet deep and up to 6 inches for depths of 4 feet. * For best heat transfer in active systems, bed depths are normally at least 20 rock diameters. That is, if the rock is 4 inches in diameter, the bed should be at least 6 1/2 feet deep in order to remove most of the

heat from the air before it returns to the collector. This should be considered a maximum depth for convective loop rockbeds.

 

As with active collectors, the slower the air flow, the hotter the absorber and the greater the heat loss through the glazing. This results in a lower collector efficiency. Good air flow keeps the absorber cool and transports the maximum possible amount of heat into the house flow.

 

Conventional air heating collectors use fans and have air channels only 1 ½ to 1 inch deep. Without fans, air channels in convective loop collectors range from 2 to 6 inches deep.

 

Collector Area

Only a small collector area is needed to heat a house in the spring and fall

when the heating demand is low.

Additional collector area provides heat over a fewer number of months, only

during the middle of the heating season. Therefore, each additional square foot of collector supplies slightly less energy to the house than the previous square foot.

The useful amount of heat supplied from a solar collector ranges from 30,000 to 120,000 Btus per square foot per winter (от 94 до 378,5 кВт*ч/м2). The high numbers in this range are for undersized systems in cold, sunny climates. The low numbers are for oversized systems or for very cloudy climates. In cold climates of average sunshine such as

Boston, Massachusetts, 80,000 Btus per square foot (252 кВт*ч/м2) per heating season is typical, when the solar system is sized to contribute 50 percent of the heat.

The output of the collectors drops to 50,000 Btus when sized to provide 65 to 70 percent of the heat. (For comparison, roughly 80,000 Btus are obtainable from a gallon of oil.)

Пересчитав БТУ в кВт*ч и ft2 в м2 получим цифры в скобках выше.

 

Примеры соляриев

Sunworks Greenhouse Paul Shippee, Designer

This attached solar greenhouse is designed for the Rocky Mountain (8,000 Degree Day) climate. It provides about 100,000 BTUs per day to help heat the house, as well as the 300 sq. ft. of floor space for growing plants. It is a 2X6 wood frame structure with a large glass facade (210 sq. ft.) aimed at the winter sun. The glass is insulated at night by a Beadwall system to help maintain minimum air temperatures of 55F degrees.

 

A small fan moves hot air out of the greenhouse and into the main house delivering heat and humidity on clear winter days. The fan is necessary to prevent temperatures in the greenhouse from climbing over 90F at mid-day. Barrels of water stacked two high along the north wall for thermal storage rise about 15F degrees on a sunny day. They store heat for night time use, preventing daytime overheating.

Glass is tilted 58 degrees to the horizontal to gain maximum solar aperture at this site. It has to be shaded by exterior curtains is the summer. The 350 cfm fan brings heat in winter to the house, dropping 15F before it returns to the greenhouse through an existing door. Summer ventilation is by roof ventilator and by cross-breeze through doors.

 

For more information about this plan, and many others, visit our sister site www.dreamgreenhomes.com, where you will find a wide range of plans for sustainable homes, greenhouses, small buildings, garages, and food storage space for sale. Dream Green Homes is a consortium of outstanding architects and designers, who have pooled their talent and expertise for your benefit.

 

Зимний сад, как альтернативный источник энергии

Зимний сад: сезонный или круглогодичный?

Ваш любимый зимний сад… 

 Сад без растений

Если зимний сад способствует уменьшению расходов на обогрев дома, то он не должен отапливаться. Иначе выгода от полученной солнечной энергии не будет компенсировать больших потерь тепла, которое дают обогревательные устройства. Тепло будет уходить через огромные окна. В этом случае использование системы отопления в зимнем саду, который должен играть роль теплового буфера, приведет не к уменьшению, а к увеличению потребления энергии. Единственный источник тепла для зимнего сада в данном случае – это солнце. Это нужно учитывать при определении функции эксплуатации этого помещения, так как температура внутри него зимой может опускаться ниже нуля. Тогда здесь нельзя будет выращивать растения, которые не переносят холод.

Как использовать зимний сад для обогрева

Если мы заинтересованы в наилучшем энергетическом эффекте, то должны отделить зимний сад от отапливаемой части дома массивной­ глухой стеной. Лучше, если она будет иметь темный цвет, чтобы более эффективно поглощать солнечное излучение. Она не должна быть ничем закрыта, чтобы на нее падало как можно больше лучей. Это будет содействовать поглощению и аккумулированию тепла, а также отдаче его соседним помещениям. В ночное время или когда солнце закрыто тучами, температура в помещении будет снижаться. Тогда нагретая стена начнет выделять тепло, и понижение температуры в помещении будет ­происходить медленнее­. Чем больше поверхность стены, тем больше можно получить энергии.

Стена должна быть выполнена из плотного, тяжелого материала, имеющего большую тепловую емкость, то есть способного аккумулировать тепло. Ячеистый бетон или поризованная керамика, а также различные пустотелые блоки не подходят для ее возведения. Лучшими являются полнотелый керамичес­кий, клинкерный, силикатный кирпич, бетон, камень и глина. С целью увеличения площади, поглощающей излучение, на поверхности­ стены можно выполнить ребра, складки или другие пространственные структуры.

Массивнная стена плюс окна

Помещения, к которым примыкает зимний сад, обычно должны быть освещены естественным светом. Поэтому в стене между ними и оранжереей устанавливают окна, а это противоречит принципу функционирования стеклянной пристройки как солнечного коллектора.

Преимуществом больших окон и дверей в стене, отделяющей зимний сад от остальных помещений в доме, является возможность его интенсивного проветривания.

Зимний сад, как альтернативный источник энергии

Стена, аккумулирующая тепло

Кроме того, что тепло из зимнего сада передается внутрь дома через массивную стену, важную роль играет приток тепла непосредственно через открытые окна и двери или через специальные закрываемые отверстия в глухой стене.

Форма

Зимние сады, пристроенные к дому, со стеклянными наклонными крышами позволяют оптимально использовать солнечное излучение. Из-за того, что зимой выпадает снег, угол наклона кровельных скатов не может быть слишком пологим: скапливаясь на крыше, снег ограничивает доступ солнечных лучей внутрь помещения. Самопроизвольное сползание снега возможно при уклоне, превышающем 60°. Наилучшие результаты получения энергии имеются в зимних садах, имеющих форму сегмента шара. Но они сложны­ в реализации и к ­такой форме нелегко приспособить архитектуру дома.

Материалы

Конструкции зимних садов выполняют из древесины, алюминия, стали или композитного материала. Древесина – это хороший теплоизоляционный материал, но чтобы обеспечить нужную прочность, конструктивные элементы из нее должны иметь относительно большие сечения. А это уменьшает доступ света внутрь. То же самое и с композитными материалами. Наиболее подходящим материалом для возведения конструкции зимних садов является алюминий. Он легкий, устойчивый к коррозии и прост в уходе. Остекление зимнего сада, выполняющего функцию солнечного коллектора, должно быть сделано­ из теплоизоляционного стекла, неокрашенного, с высоким коэффициентом пропускания солнечного излучения G. Если его значение больше 60%, оно считается очень хорошим для получения энергии. Стекло можно заменить прозрачным композитом. Но плиты из него легко поцарапать – тогда они хуже пропус­кают свет и их трудно содержать в чистоте.

Стены зимнего сада должны иметь ­сопротивление теплопередаче R больше, чем 0,38 (м²•K)/Вт. Чем больше значение R, тем лучше.

Разные формы оранжереи

Наклон стеклянных стен зимнего сада влияет на количество получаемого тепла. Чем больше угол падения солнечных лучей на стекло будет приближаться к 90°, тем больше их проникнет внутрь. Оптимальный угол наклона застекленных поверхностей составляет от 20 до 75°. Принимая во внимание изменяющийся с осени до весны угол падения солнечных лучей, можно получить наибольшее количество тепла.

 

Примеры реализаций

http://www.customwindow.on.ca/sunrooms-chatham-ontario.php

 

 

http://www.angieslist.com/companylist/us/wi/waukesha/feia-construction,-llc-reviews-87013.htm

 

и еще много на http://georgiasunroom.com/georgiasunroom-gallery1

 

http://custombuiltri.com/products/porch-enclosures/#!prettyPhoto

 

Прозрачные крыши http://www.sunspacesunrooms.com/acrylic-roof-systems/

 

http://www.remodeling.hw.net/tag/sunrooms



18.11.2017