Ez a cikk egy olyan tanulmány eredményeit mutatja be, ahol egy 10 × 12 m alaprajzú, nyeregtetős, 30 ° és 60 ° közötti lejtésű családi házat vizsgáltak. Mind a napfordulók, mind pedig a napéjegyenlőség idején tiszta időjárás esetén különböző irányú napfénynek volt kitéve a világ oldala felé. Érdekes tények derülnek ki a tanulmányból.
A családi ház energiája az a művészet, hogy energiát merítenek a környező környezetből, különösen a napfény energiáját. Télen szeretnénk, ha a napsugarak a tetőtéri lakást a lehető legjobban felmelegítenék. Nyáron megint a lehető legkisebb legyen a nap meleg hatása. Ideális a ház alakját és tájolását, különösen a tetőt a naphoz igazítani. Ugyanez vonatkozik a tetőablakok tervezésére is, amelyek hőhatékonyságát árnyékoló tárgyakkal (redőnyök, redőnyök) erősítjük, lehetőleg külsővel. Ha ezt megtesszük, kapunk egy tetőtéri lakást, amely tele van levegővel, fénnyel, napsütéssel és kellemes hőmérsékletű is. Egy lakás, ahol szépen és egészségesen fogunk lakni.
Otthoni építészet és energiahatékonyság
A ház alakjának, tájolásának, az ablakok elrendezésének és a téli méretüknek lehetővé kell tennie a lehető legtöbb energiát a közvetlen és diffúz napsugárzásból fűtési célokra, esetleg egyéb házi szolgáltatásokhoz is. Nyáron azonban azt akarjuk, hogy a napfény melegedő hatása minimális legyen.
Nyár: hatalmas mennyiségű energia van körülöttünk
Vegyünk például egy 10 × 12 m területű telket. A nyári napforduló napján és tiszta égbolton több mint 1 MWh napenergia esik rá. Ha áramként vásárolnánk, körülbelül 200 euróba kerülne. Más a téli napforduló napján. Bár egyértelmű, a földre maximum 178 kWh energia hull majd (kb. 35 euróért).
Építsünk a telken többemeletes, nyeregtetős házat, amely alatt tetőtéri lakás található. Tab. Az 1. ábra a házra és a nyeregtetőre eső napenergia teljes mennyiségét mutatja mindkét tetőfelület különböző lejtőin.
Különösen egy olyan ház esetében, amelynek tetőhajlása 60 ° a ház különböző fordulóin, a nyári napforduló napján, naponta 2,6 MWh-ra csökken (napi kevesebb mint 500 euróért). Ebből a tetőn 1.739 MWh/nap, azaz. 870 kWh/nap után minden felére. A számok a ház forgására vonatkoznak, amikor a nyeregtető egyik fele kelet felé, a másik nyugat felé néz. Összehasonlításképp: egy szlovák háztartás éves átlagos villamosenergia-fogyasztása körülbelül 2,5 MWh/év.
Akkor fogunk jobban érdekelni, ha a ház nyáron minimális beeső hőnek van kitéve. Amikor féltetői északra és délre mutatnak. Ekkor "csak" 2 096 MWh esik az egész házra, ebből 1204 MWh a tetőre; A déli felé 733 kWh, az északi felé pedig 471 kWh.
Az a ház, amelynek nyeregtetőjének legkisebb lejtése 30 °, északra és délre fordult, azaz 1,974 MWh, ezen a napon a legkevesebb az egész nap bekövetkező napenergia. Tetője 1,082 MWh/napra esik; 517 kWh északra és 575 kWh déli felére.
Tél: energia nyereség keresése
Míg nyáron nem tudjuk, hol van a felesleges napenergia, télen a lehető legtöbb gyűjtés módját keressük (az épület alakja és tájolása). A téli napforduló idején a legnagyobb energiahatást az északi és déli irányú, 60 ° -os lejtésű nyeregtetős ház 1527 MWh/nap volt. Ez a nyári hatás 58,7% -a. Ebből 0,777 MWh/nap esik a tetőre, de csak a déli oldalán. Egy másik összehasonlítás a 178 kWh energiával történik, amely ezen a napon esik, ha a ház vízszintes alapterülete 120 m² (8,2 × vagy 4,2 × több).
Mi történik a beeső napfénnyel?
Ez az egyik legfontosabb kérdés. Itt van a válasz:
A) A napfény egy része visszaverődik az űrbe. Ez különösen igaz az ablakokra, amelyek a beeső napfény energiájának 30–40% -át tükrözik.
B) Ablakok esetén az alkatrész közvetlenül a belső térbe kerül. Főleg a napfény látható (= fény) komponense
C) A beeső napfényes ház többi része, azaz. tetők, falak, de az ablakok is elnyelik.
A napfényt, amely az ablakokon át jut be az épületbe, fokozatosan elnyeli a fal, a bútor stb. és hővé változik. A fénykvantumok (fotonok) több energiát és ezért több hőt hordoznak, mint az infravörös és a hősugárzás láthatatlan kvantumai.
Nem csak az elhaladó, hanem az abszorbeált alkatrész is (tető, külső falak és ablakok) hatással van a ház energiaháztartására, mindkét ház fűtött.
A leginkább figyelmen kívül hagyják a napfény azon részét, amelyet elnyel az épület külső felülete, pl. tetője, homlokzata és ablakai is. Az elnyelt napfény télen 40 ° C-ra, nyáron 60 ° C-ra vagy ennél magasabbra melegíti fel az érintett felületeket. A falak, a tető külső felületének hőmérséklete vagy az ablaküveg hőmérséklete tehát teljesen távol van a külső levegő hőmérsékletétől, amelyet a számítások is tartalmaznak.
A hivatalos számítások így jelentősen torzítják, pontosabban rontják a valóságot.
Amikor a nap a tetőt θPE = 60 ° C-ra melegíti, de a külső levegő hőmérséklete csak θE = 25 ° C, a tényleges és a hivatalos hőátadási számítás közötti különbséget az egyenlet írja le:
Védelem a nyári meleg ellen
Ezek nem kis hőmennyiségek. Csak 60 ° -os lejtésű és 99 m²-es féltetőnk, amely 25 ° C-os hőmérsékleten 60 ° C-ra melegszik, 520 W energiát szolgáltat a belső térbe. Ugyanakkor figyelembe vesszük a tető passzív szintjét U = 0,15 W/(m²K). Ez extra energia áramlik ki az építési számítások figyelméből.
Minden ház nagyszerű energiagyűjtemény, amely télen jobban működik, mint nyáron.
Vannak vélemények, amelyek szerint a tetőfedő alatti szellőző rés szellőzteti ezt a hőt. A tetőgerinc területén azonban a hőmérséklet magasabb, mint az ereszcsatorna felett, ezért a szellőzéshez nem szükséges hőmérsékleti gradiens. És logikusan a nyomásgradiens is hiányzik. Ezenkívül a hőmennyiség kérdése, amelyet nem lehet csak a tető néhány szellőzőjével szellőztetni. A nap jelentősen felmelegíti a homlokzatot is. Az építészet jobb megoldást kínál. A tetőfelületeket és a kerületi falakat, azok tájolását, méretét és lejtését úgy kell átgondolni és megtervezni, hogy nyáron a lehető legkisebb, télen pedig a legnagyobb hőnyereség legyen. Kicsit rejtvény, de érdemes megoldani.
A napenergia szivattyúzása a tél folyamán
Az az elképzelés, hogy a napból származó energiát télen is fel lehet használni fűtésre, a dán VELUX cégtől származik. Nem csak elméletileg, hanem gyakorlatilag is bebizonyosodott, hogy az ablakok, még télen is (a világ oldalainak megfelelő irányban), több energiát szolgáltatnak a belső térbe, mint hogy mennyi energia távozik rajtuk keresztül.
Ugyanakkor kiderül, hogy a tetőfelületek és a homlokzati falak is hasonlóan viselkednek. A napfűtéses tető és homlokzat vagy csökkenti az épületből a külsőbe történő hőátadást, vagy akár meg is kezdi az épület fűtését.
Gondoljon az árnyékolásra
Nyáron, de télen is, a redőnyök, redőnyök és egyéb árnyékolók, különösen az ablakok külsején, jelentős hatással vannak az ablakok energiamérlegére. Napközben használják, amikor megállítják a napsugárzás és a kapcsolódó napenergia közvetlen bejutását az épületbe. Éjszaka, különösen a tetőablakoknál, árnyékolják az éjszakai égbolt hideg sugárzásának hatásait.
Más szempontból a redőny vagy a redőny egy fokkal növeli az ablak hőminőségét. A hőszigetelt kettős üvegezésű ablakot olyan egységgé alakítja, amely megfelel a hármas üvegezésű ablak hőszigetelési minőségének. Ami a nyári napernyőt illeti, a gyártóknak fényvisszaverő redőnyöket, redőnyöket stb. Kell kínálniuk, amelyek a napfény teljes spektrumát visszatükrözik, így az nemcsak behatol az épületbe, de nem is melegíti az ablak felületét.
Következtetés
A szóban forgó napfény energiája szabad és ökológiailag teljesen tiszta. Inkább azok az előírások, amelyek nem rendelkeznek erről, vagy csak részben rendelkeznek, nem ökológiai jellegűek. A napsugárzással végzett céltudatos munka az épületek hővédelmének új koncepcióját, változatosabb felépítést és magasabb energiahatékonyságot kínál a fosszilis tüzelőanyagok kevesebb vagy kevesebb pumpálásával.