Уровень поступления солнечного тепла

Уровень поступления солнечного тепла

Возможны 2 точки зрения на воздействие солнечного тепла на здание:

надо стремиться исключить воздействие солнечной радиации, чтобы избежать перегрева, перегрузки системы кондиционирования воздуха, возникновения эффекта ослепления или проблемы ухудшения качества строительных материалов;

надо обеспечивать доступ достаточного количества солнечного света как для получения дополнительного тепла при дефиците энергии для отопления, так и для обеспечения полезного физиологического воздействия.

Нет сомнения, что в условиях тропического климата будет преобладать первая из этих точек зрения, а в районах с холодной зимой — вторая. Показано, однако, что даже в условиях умеренного климата могут возникнуть серьезные проблемы, связанные с перегревом. Утверждается, что стена, целиком изготовленная из стекла, в тепловом отношении уступает сплошной стене с небольшими окнами, поскольку зимой через такую стену теряется больше тепла, а летом избыточное тепло от Солнца проникает внутрь. Тем не менее, все большее число проектировщиков является сторонниками обширного остекления южного фасада.

Сообщается, что для одного из солнечных домов 33% потребности в тепле обеспечиваются за счет тепла, приносимого солнечной радиацией через окна, 49% — за счет системы коллекторов и только 18% — за счет дополнительного источника тепла. Другое здание может отапливаться исключительно за счет тепла, поступающего через окна.

Из опыта известно, что тепло от Солнца поступает через окна даже зимой. Количество этого тепла можно найти с помощью простого расчета:
если температура внутри помещения ti = 20°C,
наружная температура t0 = 0°C,
коэффициент теплопотерь принят равным U = 5 Вт/(м2*°C),
плотность потока солнечной радиации составляет I = 400 Вт/м2,
коэффициент использования солнечной радиации T = 0,8,
то для площади окна 1 м2 имеем:

Qпотерь = 5*20 = 100 Вт/м2

Qполезное = 400*0,8 = 320 Вт/м2

Как видно, полезное тепло более чем в 3 раза превышает тепловые потери. Однако, все сказанное выше справедливо только для периода солнечного сияния. Если рассматривать зимний, но солнечный день, то суммарные потери за 24 ч могут оказаться больше, чем суммарное поступающее полезное тепло вследствие тепловых потерь в ночное время.

Окно южного фасада с одинарным остеклением в период декабрь-январь в лучшем случае может получить в течение дня около 2000 Вт*ч/м2 радиации. Тепловые потери за 24 ч могут составить

100*24 = 2400 Вт*ч/м2.

Соотношение между полезным теплом и потерями можно улучшить используя двойное остекление, но наиболее значительного снижения потерь тепла в ночное время можно добиться, применив в системе солнечного отопления теплоизолирующие ставни или жалюзи.