Рисунок 3.5. Аккумулирование тепла в теплице

Аккумулирование тепла в теплице (а). Необходимо 3 м бетона (б) или 14 л (в) на каждый 1 м остекления.

Если каменный пол и массивные стены — единственные материалы, аккумулирующие

тепло в помещении, 3 м поверхности каменной кладки на 1 м южного остекления — рекомендуемое соотношение. Если вода в контейнерах—единственная использующаяся теплоаккумулирующая среда, рекомендуемое отношение — 14 л воды на 1

м остекления.

Увеличение массы стабилизирует внутренние температуры, делая помещение удобнее для людей и растений. Общая стратегия состоит в том, чтобы использовать от 100 до 150 мм неизолированной каменной стены в качестве северной стены теплицы. Стена остается неизолированной для того, чтобы теплота из теплицы могла проходить через нее во внутренние помещения дома.

Сохранение тепла

Если теплица должна использоваться для выращивания растений или в качестве жилого помещения, то рекомендуется как минимум двойное остекление. В случае применения однослойного остекления потери теплоты в ночное время весьма велики, что делает помещение некомфортабельным для пребывания людей и растений. Подвижная теплоизоляция или система остекления с более высоким термическим сопротивлением значительно улучшат характеристику остекления.

Любой из этих методов увеличивает стоимость проекта, а очевидное неудобство подвижной изоляции заключается в том, что кто-то должен перемещать ее ежедневно, и некоторые проектировщики отказываются по этой причине ее использовать. С другой стороны, существует возможность управления теплоизоляцией автоматически с использованием электродвигателей и термостатов, и теплоизоляция может создавать закрытость, летнее затенение, повышать комфорт в холодные зимние ночи.

Распределение тепла

Для распределения нагретого воздуха из теплицы в другие помещения дома вентиляционные отверстия размещены в стене, разделяющей теплицу и остальные помещения дома. Теплота передается термосифонной циркуляцией воздуха. Нагретый воздух поднимается к потолку теплицы, проходит в смежное помещение через верхние вентиляционные отверстия, а прохладный воздух из смежного помещения всасывается в теплицу через нижние вентиляционные отверстия для нагревания и повторения цикла.

10

Если отверстия являются дверями высотой 2 м, то рекомендуемая минимальная площадь отверстий 0,08 м2на 1 м2 остекления теплицы. Если используются отверстия в верхней и нижней части смежной стены с расстоянием между ними 2,4 м, то рекомендуемая минимальная площадь каждого из отверстий — 0,025 м2на 1 м2остекления теплицы.

Средства управления

Воздух в теплице может сильно перегреться если система вентиляции была спроектирована неправильно. Результат — мертвые растения и непригодное для проживания помещение. Мы упомянули, что перегрев наиболее вероятен в конце лета или ранней весной, когда солнце уже невысоко на небосводе, а температура наружного воздуха все еще высока в течение дня.

Вентиляционные проемы размещены в верхней части теплицы, где температура самая высокая, и в нижней ее части, где температура самая низкая, для создания эффекта «дымовой трубы». Электодвигатели, управляемые термостатом, могут быть установлены для открывания вентиляционных проемов автоматически, если никого не будет дома, чтобы открыть их.

Площадь этихвентиляционныхпроемов должна точно соответствовать расчету. Заданная площадь вентиляционного проема зависит от:

•угла наклона стекла;

•расстояния между верхними и нижними вентиляционными проемами;

•допустимой внутренней температуры;

•мощности двигателя вентилятора в случае применения принудительной вентиляции.

Немногие проектные стратегии предлагают ту же эстетическую привлекательность и экономическую целесообразность, которые может предложить тщательно спроектированная и построенная теплица. По нашему представлению деньги будут потрачены разумнее, если предварительный проект передать солнечному инженеру или архитектору для изучения и компьютерного анализа. Намного дешевле сделать изменения на бумаге, чем переделывать проект по которому уже построено здание.

Косвенный солнечный обогрев

Еще одним типом пассивного солнечного дома является дом с косвенным обогревом, в котором энергия улавливается и запасается в одной зоне дома и используется естественное перемещение теплоты для нагреванияостальныхзон дома. Один изнаиболее изобретательных проектов косвенного обогрева использует теплоаккумулирующую стену или стену Тромба, расположенную на расстоянии 75...100 мм от остекления южной ориентации. Названная по имени ее французского изобретателя Феликса Тромба стена возводится из материалов высокой плотности: камень, кирпич, кирпич-сырец (adobe), наполненные водой контейнеры и окрашена в темные тона (черный, темно-красный, коричневый, фиолетовый или зеленый) для более эффективного поглощения солнечной радиации.

Некоторые проектировщики используют материалы с селективной поверхностью (хромированную медную или алюминиевую фольгу), позволяющие увеличить поглощатель-ную способность стены до 90% по сравнению с60% для окрашенной поверхности. Эти материалы помогают стене Тромба поглощать радиационную теплоту и в значительной степени снижать количество теплоты, теряющейся посредством излучения в окружающую среду в ночное время.

11

Некоторые строители испытывали трудности с получением хорошей адгезии имеющейся в продаже селективной поверхностной фольги со стеной Тромба. Согласно отчета от 1 июля 1985 года Solar Energy Intelligence Report, в Национальной лаборатории в Лос-Аламосе испытана селективная поверхностная краска, имеющая очень хорошую адгезию. Если Вы хотите узнать об этом больше, то обратитесь в National Technical Information Service, 5285 Port Royal Road, Springfield, VA 22161, (703)487-4600 и запросите отчет «Толщина селективной поверхностной краски». Краска может наноситься кистью или распылителем и по своим характеристикам превосходит черную сажу на 10...20%.

Теплота, собранная и аккумулированная в стене в течение дня, может затем медленно излучаться в помещение почти сутки. Стена Тромба обеспечивает эффективное солнечное отопление без повреждения ультрафиолетовым излучением обивочных и драпировочных тканей и деревянной отделки в отличие от домов с системой прямого солнечного обогрева. Стены Тромба также обеспечивают визуальную защиту там, где это необходимо.

Возможно, самой полезной книгой по вопросам пассивного солнечного проектирования для самодеятельных строителей является THE PASSIVE SOLAR ENERGY BOOK Эдварда Мазрия (Edward Mazria), где рекомендуются следующие размеры стены Тромба: «В холодном климате (средняя зимняя температура -7...-1°С) следует применять для стены Тромба двойное остекление южного фасада и каменную теплоаккумулирующую стену (Trombe Wall) с площадью поверхности 40...100% или стену из контейнеров с водой (Drum Wall) с площадью поверхности 30...70% от площади пола жилого помещения. В умеренном климате (средняя зимняя температура (2...7°С) следует применять каменную теплоаккумулирующую стену с площадью поверхности 20...70% или стену из контейнеров с водой с площадью поверхности 15...45% от площади пола жилого помещения.»

Вентилируемые стены Тромба

В нескольких самых ранних публикациях о домах со стенами Тромба небольшие вентиляционные трубы применялись в верхней и нижней части стены; нагретый воздухв пространстве между стеной и остеклением, поднимаясь вверх перемещался через отверстие в верхней части стены в верхнюю часть комнаты, в то время как холодный воздух из нижней части комнаты втягивался в пространство между стеной и остеклением через нижнее отверстие для формирования конвективной отопительной петли. Это особенно эффективно в домах, где тепло требуется немедленно. Конвективное перемещение воздуха в стене приводит через некоторое время к уменьшению эффективности системы. Вентилируемые стены Тромба, как известно, являются приблизительно на 5% эффективнее невентилируемых. Для домов постоянного проживания рекомендуется использовать невентилируемые стены Тромба.

Некоторые исследователи указывают большую эффективность вентилируемых стен Тромба.

12