Стена тромба построй свой дом – Солнечная стена Тромба в доме – как использовать пассивное солнечное тепло?

Содержание

Солнечная стена Тромба в доме - как использовать пассивное солнечное тепло?

В данной публикации мы рассмотрим такое понятие как пассивное солнечное тепло, в частности солнечная стена Тромба.

Применение солнечной стены Тромба — конструкция, советы по реализации

С каждым годом все более становится актуальным применения современных альтернативных источников энергии, которые преобразуют энергию солнечного излучения и наружного воздуха в теплоту. В зависимости от метода получения энергии или теплоты разделяют две системы:

  • активная;
  • пассивная.

Пассивные системы солнечного теплоснабжения основаны на использовании естественной циркуляции нагретого воздуха, фото 1а.

Активные системы солнечного теплоснабжения работают на комбинированном использовании пассивной системы солнечного теплоснабжения и дополнительных источников энергии, фото 1б.

Фото 1. Пассивные системы солнечного теплоснабжения (а) и активная солнечная система теплоснабжения (один из вариантов): 1 – солнечный коллектор; 2 – бак-аккумулятор; 3 – насос; 4 – электрический подогреватель

К пассивной системе солнечного теплоснабжения относится солнечная стена Тромба.

Что такое солнечная стена Тромба?

Солнечная стена Тромба — это массивная каменная конструкция, которая устанавливается на южной стороне здания за фасадным стекольным ограждением. Эта стена может быть покрыта селективно-поглощающей фольгой или покрашена в черный цвет, фото 2.

Стену Тромба разработал Эдвард Морзе в 1881 г., а французский профессор Феликс Тромб возродил эту идею в 1960 году. Такое устройство стены позволяет собирать и накапливать в себе солнечную энергию за весь солнечный день, а потом это тепло отдавать помещению через определенное время (обычно время отдачи выпадает на ночь). В зависимости от толщины стены Тромба обеспечивается более длительная задержка в отдачи тепла помещению:

  • при толщине стены 20 см – задержка происходит примерно на 5 ч;
  • при толщине стены 40 см – задержка происходит примерно на 10…12 ч.

Стена Тромба может быть нет только бетонной, но и каменной или кирпичной. Чтобы улучшить теплоотдачу стены создаются специальные отверстия внизу и сверху стены для обеспечения естественной конвекции воздуха, а для более эффективной теплоотдачи устанавливают вентиляторы, для принудительной циркуляции.

Фото 2. Схемы устройства пассивной системы солнечного теплоснабжения (усовершенствованный вариант) с применением стены Тромба: а)-б) работа в зимний период; в)-г) работа в летний период

На фото 2 показано наличие специальных штор и воздушных клапанов (вверху и внизу), которые сокращают теплообмен между массивной стеной и внешней окружающей средой в нужное для того время. Специальные шторы должны быть изготовлены из нетканых тканей и покрыты серебром.

На фото 3 приведены примеры использование стены Тромба в строительстве пассивного дома.

Фото 3. Примеры зданий с использованием стены Тромба

Солнечные лучи проходя через стеклопакет и попадают на бетонную стену, которая устанавливается на расстоянии 100 мм от стеклопакета. Ультрафиолетовые лучи от солнца попадая на поверхность стены нагревают ее, и часть лучей отражаются от стены в виде инфракрасного излучение, которое не проходит сквозь стекла, нагревая, таким образом, еще и воздух.

Рассмотрим кратко режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба, табл. 1.

Таблица 1

Режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба

Период года

Режим работы

Положение устройств

Описание процессов отопления

Зимний период (отопление)

1. Солнечный день Штора поднята, клапаны открыты, фото 2а. Нагревается стены Тромба через стеклянную перегородку и нагревает воздух, находящегося в прослойке между стеклянной перегородкой и стеной. Теплота поступает в помещение от нагретой стены и нагретого в прослойке воздуха, циркулирующего через прослойку и помещение под воздействием гравитационных сил, вызванных разностью плотностей воздуха при разных температурах (естественная циркуляция).
2. Ночь, вечер или пасмурный день. Штора опущена, клапаны закрыты, фото 2б. Теплооттоки во внешнюю среду значительно сокращаются. Температура в помещении поддерживается за счет поступления теплоты от массивной стены, накопившей эту теплоту от солнечного излучения.

Летний период (охлаждение)

1. Солнечный день Штора опущена, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2в. Штора предохраняет нагрев массивной стены от солнечного излучения. Наружный воздух поступает в помещение с затененной стороны дома и выходит через прослойку между стеклянной перегородкой и стеной в окружающую среду.
2. Ночь, вечер или пасмурный день. Штора поднята, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2г. Наружный воздух поступает в помещение с противоположной стороны дома и выходит в окружающую среду через прослойку между стеклянной перегородкой и массивной стеной. Стена охлаждается в результате конвективного теплообмена с воздухом, проходящим через прослойку, и за счет оттока теплоты излучением в окружающую среду. Охлажденная стена в дневное время поддерживает необходимый температурный режим в помещении.

Рекомендации по строительству пассивного дома со стеной Тромба

  1. Ориентировать дом следует на юг, т.е. стена Тромба должна находиться на южном фасаде дома. Допускается поворачивать дом относительно юга на запад или восток в пределах 30°, что конечно немного снизит эффективность применения стены Тромба, фото 4.

Фото 4. Ориентация пассивного солнечного дома на юг с применением стены Тромба

  1. В стене Тромба можно устраивать смотровые полноценные окна.
  2. Стену Тромба можно применять при проектировании двухэтажных домов, однако при этом энергия теплоты будет более распространяться на верхний этаж, т.е. на нижнем этаже будет более прохладно, а на верхнем — более тепло.

Поэтому при проектировании дома, в частности его планировке следует эту особенность учесть, и расположить на втором этаже такие помещения, в которых обитатели дома будут больше проводить время: а это может быть:

  • кухня;
  • гостиная;
  • игровая комната;
  • личный кабинет.

На первом этаже можно расположить спальни, подсобные помещения – кладовки и гардеробные.

  1. Расположение стены под углом 10…20° к поверхности повысит эффективность устройства.
  2. При расположении дома на участке следует учитывать следующие факторы:
  • особенности ландшафта;
  • наличие соседних построек;
  • наличие деревьев.
  1. Как уже выше отмечалось, что вместо темного окрашивания стены можно наклеить селективное покрытие, которое более эффективно поглощает солнечные лучи (эффективность достигает 90% по сравнению с 60% для окрашенной стены). Селективное покрытие представляет собой тонкий лист медной фольги, на который наносится слой хрома и слой окиси меди черного цвета, для которого свойственна высокая поглощающая способность солнечного света.
  2. В зависимости от покрытия стены Тромба применяется разное ограждающее остекление:
  • селективное покрытие – однослойное остекление стены;
  • окрашенная поверхность – двойное остекление стены.
  1. Оптимальная толщина стены Тромба составляет 30 см, но в зависимости от материала из которого сделана стена, толщину можно принимать в соответствии с данными в табл. 2.

Таблица 2

Допустимая толщина стены Тромба в зависимости от материала

Материал

Плотность, г/см3

Толщина, м

Бетон

2,2

0,2…0,6

Бетонный блок

2,1

1,18…0,46

Глиняный кирпич

1,9

0,18…0,41

Пустотный бетонный блок

1,8

0,15…0,3

Кирпич-сырец

1,6

0,15…0,3

  1. Если дом проектируется в холодной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет -1…-7°С тогда следует принимать:
  • двойное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 40…100% от площади пола жилого помещения.
  1. Если дом проектируется в умеренной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет +2…+7°С тогда следует принимать:
  • двойное или одинарное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 20…70% от площади пола жилого помещения.
Преимущества пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:
  1. Относительно низкая стоимость устройства.
  2. Конструкция простая в обслуживании.
  3. Долговечность и надежность конструкции.
Недостатки пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:
  1. Точность расчетов невысокая, поэтому данной системы теплоснабжения может быть не достаточно для полного обогрева здания.

В Черниговской области (Украина) был построен в 2005 г. двухэтажный дом из соломы с применением стены Тромба, фото 5. Толщина стен составляет 0,46…0,5 м. Применение стены Тромба позволило владельцам такого дома сократить на 40% расходы на отопление, а на кондиционирование на 100%. В зимнее время основным источником тепла является печь, а ранней весной и поздней осенью – стена Тромба. Тепло от стены Тромба поступает в помещения через специальные отверстия – воздуховоды.

Фото 5. Дом из соломы с применением стены Тромба

Автор публикации – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

gidproekt.com

Стена Тромба: недостатки и возможные усовершенствования |

Стену Тромба можно успешно использовать для поглощения и хранения солнечного тепла, которое в дальнейшем будет поступать в помещения. Несмотря на это она имеет ряд следующих недостатков:

  • имеются значительные потери солнечной энергии через остекление;
  • отсутствует простой и эффективный способ устройства теплоизоляции между стеной Тромба и остеклением для снижения теплопотерь в ночное время;
  • отсутствует простой доступ к пространству между стеной Тромба и остеклением для очистки и ремонта;
  • в холодное солнечное утро невозможно быстро нагреть остывшие помещения, т.к. отсутствует непосредственный доступ солнечного света в эти помещения;
  • отсутствует простой и эффективный способ остановки потока тепла от стены Тромба в помещения в случае их перегрева;
  • освещённость помещений, оборудованных стеной Тромба обычно недостаточна и даже в яркие солнечные дни они могут казаться мрачными;
  • стена Тромба значительно ухудшает обзор.

Таким образом, несмотря на свою простоту стена Тромба обладает рядом недостатков и давно предпринимаются различные попытки её усовершенствования.

Вертикальные перегородки

Одним из способов усовершенствования стены Тромба является оборудование южной стены рядом вертикальных ребер, перпендикулярных поверхности стены, окрашенных в чёрные цвет с восточной стороны и имеющих зеркальное отражающее покрытие с западной стороны. Эта схема была предложена Environmental Research Laboratory of the Unuversity of Arizona.

Утром большая часть солнечного излучения нагревает чёрную поверхность перегородок, согревая их. Нагретый воздух поднимаясь попадает через отверстия в стене в помещение и нагревает его задолго до нагрева самой стены Тромба.

В полдень и вторую половину дня большая часть солнечного излучения попадает на чёрную поверхность стены Тромба непосредственно или после отражения от зеркальных западных поверхностей перегородок, нагревая стену.

Недостатки схемы:

  • усложнение конструкции и увеличение её стоимости;
  • устройство перегородок требует увеличения расстояния между стеной и остеклением;
  • значительная сложность устройства теплоизоляции между стеной и остеклением.

Чёрный пластиковый лист

Следующим способом усовершенствования стены Тромба является установка между стеной и остеклением подвижного чёрного пластикового листа, покрывающего всю стену.

В первой половине дня лист устанавливается на расстоянии 50 мм от стены. Поглощая солнечное излучение он нагревается и отдаёт свое тепло окружающему воздуху. Нагретый воздух поднимаясь проникает через отверстия в стене в помещения и нагревает их.

Во второй половине дня лист плотно прижимается к стене таким образом, что большая часть солнечного тепла течёт непосредственно в стену.

Недостатки схемы:

  • сложность в манипуляции тонким подвижным листом большой площади;
  • сложность в обеспечении при необходимости плотного контакта между листом и поверхностью стены Тромба;
  • достаточно высокая стоимость конструкции.

Источник: ‟Low-Cost Solar Heating — 100 Daring Schemes Tried and Untried” by Dr. William Shurcliff

www.mensh.ru

Стена Тромба в доме — как использовать пассивное солнечное тепло?

Мы рассмотрим такое понятие как пассивное солнечное тепло, в частности солнечная стена Тромба.

Применение солнечной стены Тромба — конструкция, советы по реализации

С каждым годом все более становится актуальным применения современных альтернативных источников энергии, которые преобразуют энергию солнечного излучения и наружного воздуха в теплоту. В зависимости от метода получения энергии или теплоты разделяют две системы:

  • активная;
  • пассивная.

Пассивные системы солнечного теплоснабжения основаны на использовании естественной циркуляции нагретого воздуха, фото 1а.

Активные системы солнечного теплоснабжения работают на комбинированном использовании пассивной системы солнечного теплоснабжения и дополнительных источников энергии, фото 1б.

 Пассивные системы солнечного теплоснабжения (а) и активная солнечная система теплоснабжения (один из вариантов): 1 – солнечный коллектор; 2 – бак-аккумулятор; 3 – насос; 4 – электрический подогреватель

К пассивной системе солнечного теплоснабжения относится солнечная стена Тромба.

Что такое солнечная стена Тромба?

Солнечная стена Тромба — это массивная каменная конструкция, которая устанавливается на южной стороне здания за фасадным стекольным ограждением. Эта стена может быть покрыта селективно-поглощающей фольгой или покрашена в черный цвет, фото 2.

Стену Тромба разработал Эдвард Морзе в 1881 г., а французский профессор Феликс Тромб возродил эту идею в 1960 году. Такое устройство стены позволяет собирать и накапливать в себе солнечную энергию за весь солнечный день, а потом это тепло отдавать помещению через определенное время (обычно время отдачи выпадает на ночь). В зависимости от толщины стены Тромба обеспечивается более длительная задержка в отдачи тепла помещению:

  • при толщине стены 20 см – задержка происходит примерно на 5 ч;
  • при толщине стены 40 см – задержка происходит примерно на 10…12 ч.

Стена Тромба может быть нет только бетонной, но и каменной или кирпичной. Чтобы улучшить теплоотдачу стены создаются специальные отверстия внизу и сверху стены для обеспечения естественной конвекции воздуха, а для более эффективной теплоотдачи устанавливают вентиляторы, для принудительной циркуляции.


 Схемы устройства пассивной системы солнечного теплоснабжения (усовершенствованный вариант) с применением стены Тромба: а)-б) работа в зимний период; в)-г) работа в летний период

На фото 2 показано наличие специальных штор и воздушных клапанов (вверху и внизу), которые сокращают теплообмен между массивной стеной и внешней окружающей средой в нужное для того время. Специальные шторы должны быть изготовлены из нетканых тканей и покрыты серебром.

На фото 3 приведены примеры использование стены Тромба в строительстве пассивного дома.


Примеры зданий с использованием стены Тромба

Солнечные лучи проходя через стеклопакет и попадают на бетонную стену, которая устанавливается на расстоянии 100 мм от стеклопакета. Ультрафиолетовые лучи от солнца попадая на поверхность стены нагревают ее, и часть лучей отражаются от стены в виде инфракрасного излучение, которое не проходит сквозь стекла, нагревая, таким образом, еще и воздух.


Рассмотрим кратко режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба, табл. 1.

Таблица 1

Режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба

Период года

Режим работы

Положение устройств

Описание процессов отопления

Зимний период (отопление)

1. Солнечный день Штора поднята, клапаны открыты, фото 2а. Нагревается стены Тромба через стеклянную перегородку и нагревает воздух, находящегося в прослойке между стеклянной перегородкой и стеной. Теплота поступает в помещение от нагретой стены и нагретого в прослойке воздуха, циркулирующего через прослойку и помещение под воздействием гравитационных сил, вызванных разностью плотностей воздуха при разных температурах (естественная циркуляция).
2. Ночь, вечер или пасмурный день. Штора опущена, клапаны закрыты, фото 2б. Теплооттоки во внешнюю среду значительно сокращаются. Температура в помещении поддерживается за счет поступления теплоты от массивной стены, накопившей эту теплоту от солнечного излучения.

Летний период (охлаждение)

1. Солнечный день Штора опущена, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2в. Штора предохраняет нагрев массивной стены от солнечного излучения. Наружный воздух поступает в помещение с затененной стороны дома и выходит через прослойку между стеклянной перегородкой и стеной в окружающую среду.
2. Ночь, вечер или пасмурный день. Штора поднята, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2г. Наружный воздух поступает в помещение с противоположной стороны дома и выходит в окружающую среду через прослойку между стеклянной перегородкой и массивной стеной. Стена охлаждается в результате конвективного теплообмена с воздухом, проходящим через прослойку, и за счет оттока теплоты излучением в окружающую среду. Охлажденная стена в дневное время поддерживает необходимый температурный режим в помещении.


Рекомендации по строительству пассивного дома со стеной Тромба

  1. Ориентировать дом следует на юг, т.е. стена Тромба должна находиться на южном фасаде дома. Допускается поворачивать дом относительно юга на запад или восток в пределах 30°, что конечно немного снизит эффективность применения стены Тромба, фото 4.

Ориентация пассивного солнечного дома на юг с применением стены Тромба

  1. В стене Тромба можно устраивать смотровые полноценные окна.
  2. Стену Тромба можно применять при проектировании двухэтажных домов, однако при этом энергия теплоты будет более распространяться на верхний этаж, т.е. на нижнем этаже будет более прохладно, а на верхнем — более тепло.

Поэтому при проектировании дома, в частности его планировке следует эту особенность учесть, и расположить на втором этаже такие помещения, в которых обитатели дома будут больше проводить время: а это может быть:

  • кухня;
  • гостиная;
  • игровая комната;
  • личный кабинет.

На первом этаже можно расположить спальни, подсобные помещения – кладовки и гардеробные.

  1. Расположение стены под углом 10…20° к поверхности повысит эффективность устройства.
  2. При расположении дома на участке следует учитывать следующие факторы:
  • особенности ландшафта;
  • наличие соседних построек;
  • наличие деревьев.
  1. Как уже выше отмечалось, что вместо темного окрашивания стены можно наклеить селективное покрытие, которое более эффективно поглощает солнечные лучи (эффективность достигает 90% по сравнению с 60% для окрашенной стены). Селективное покрытие представляет собой тонкий лист медной фольги, на который наносится слой хрома и слой окиси меди черного цвета, для которого свойственна высокая поглощающая способность солнечного света.
  2. В зависимости от покрытия стены Тромба применяется разное ограждающее остекление:
  • селективное покрытие – однослойное остекление стены;
  • окрашенная поверхность – двойное остекление стены.
  1. Оптимальная толщина стены Тромба составляет 30 см, но в зависимости от материала из которого сделана стена, толщину можно принимать в соответствии с данными в табл. 2.

Таблица 2

Допустимая толщина стены Тромба в зависимости от материала         

Материал

Плотность, г/см3

Толщина, м

Бетон

2,2

0,2…0,6

Бетонный блок

2,1

1,18…0,46

Глиняный кирпич

1,9

0,18…0,41

Пустотный бетонный блок

1,8

0,15…0,3

Кирпич-сырец

1,6

0,15…0,3

  1. Если дом проектируется в холодной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет -1…-7°С тогда следует принимать:
  • двойное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 40…100% от площади пола жилого помещения.
  1. Если дом проектируется в умеренной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет +2…+7°С тогда следует принимать:
  • двойное или одинарное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 20…70% от площади пола жилого помещения.

Преимущества пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:

  • Относительно низкая стоимость устройства.
  • Конструкция простая в обслуживании.
  • Долговечность и надежность конструкции.

Недостатки пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:

  • Точность расчетов невысокая, поэтому данной системы теплоснабжения может быть не достаточно для полного обогрева здания. 

 опубликовано econet.ru  Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Стена Тромба | Mensh.ru

mensh - чт, 2016-04-21 12:02

Внешний вид

За время проживания семьи Джона Гишперта (John Gishpert) в своём доме в Денвере (Колорадо, США) площадь застройки была увеличена на 30%. Затраты на отопление при этом не выросли, а снизились на 19%.

mensh - вт, 2015-12-22 12:04

Дом Моргана

Системы пассивного солнечного отопления и охлаждения могут быть очень экономичными, так как представляют собой простые и дешёвые устройства. Они имеют продолжительный жизненный цикл, нуждаются в незначительном обслуживании, могут быть изготовлены и смонтированы человеком, не имеющим специальных знаний и опыта. Нередко система интегрируется в одно устройство — стену Тромба. Разновидностью стены Тромба является водяная стена.

mensh - пн, 2014-06-09 09:53

Солнечный дом Ханта, общий вид

Система солнечного отопления, применённая в доме Ханта (M.B. Hunt), построенного в Девисе (Калифорния, США), имеет сходство со стеной Тромба, но, вероятно, превосходит её во многих отношениях.

mensh - пт, 2014-06-06 13:16


Система солнечного отопления, план

В основу данной солнечной системы поглощения и хранения солнечного тепла положена система Джеймса Бира (James Bier). В предложенной системе бетонные секции стены Тромба заменены окрашенными в чёрный цвет цилиндрами с водой, каждый из которых имеет диаметр 300 мм, высоту 2,4 м и содержит 170 л воды.

mensh - ср, 2014-06-04 12:16

Положения теплоизолирующих панелей, план

Предлагается усовершенствование стены Тромба в системе Джеймса Бира (James Bier).

mensh - пн, 2014-06-02 12:11

Теплоаккумуляторы, план

Предлагается замена обычной стены Тромба рядом ёмкостей с водой, установленных уступами возле остекления южного фасада дома. Каждый резервуар имеет длину 1,8 м, высоту 1,2 м и толщину 0,3 м. Южная сторона каждой ёмкости окрашена в чёрный цвет. Прямой солнечный свет проникает в помещения в зимнее время над резервуарами, обеспечивая быстрый нагрев воздуха. В летнее время ёмкости препятствуют перегреву помещений, затеняя их, но диффузного излучения достаточно для естественного освещения комнат.

mensh - пн, 2014-05-26 17:41

Общий вид солнечного дома

Южный фасад небольшого двухэтажного солнечного дома Джеймса Бира (James Bier) в Ферруме (Вирджиния, США) представляет собой витраж с двухслойным остеклением. Прямо за остеклением с интервалом 1,2 м расположены 5 секций стены Тромба, каждая из которых развёрнута на 45° по часовой стрелке по отношению к плоскости остекления. Высота каждой из секций составляет 4,5 м, ширина каждой 800 мм, а толщина 300 мм.

mensh - пт, 2014-05-23 11:55

Предлагаемая схема

Секции стены и несколько пар направляющих для штор (вид сверху)

Стена Тромба разделена на 1,5 м секции. Каждая секция повёрнута на 10° по часовой стрелке относительно плоскости южного фасада дома. Толщина каждой секции стены Тромба составляет 300 мм у основания и 150 мм в верхней части, т.е. толщина каждой из секций уменьшается кверху.

mensh - ср, 2014-05-21 13:11

Стену Тромба можно успешно использовать для поглощения и хранения солнечного тепла, которое в дальнейшем будет поступать в помещения. Несмотря на это она имеет ряд следующих недостатков:

mensh - вс, 2006-01-22 08:56

Требуемая площадь поверхности (м2) остекленной южной теплоаккумулирующей стены Тромба определяется по формуле

Aст = αстAпол

Аналогичная формула используется для пристроенной к южному фасаду здания солнечной теплицы (оранжереи, зимнего сада)

Aтеп = αтепAпол

www.mensh.ru

Расчет параметров стены Тромба и солнечной теплицы |

Требуемая площадь поверхности (м2) остекленной южной теплоаккумулирующей стены Тромба определяется по формуле

Aст = αстAпол

Аналогичная формула используется для пристроенной к южному фасаду здания солнечной теплицы (оранжереи, зимнего сада)

Aтеп = αтепAпол

Значения удельной площади стены Тромба αст и пристроенной к южной стене солнечной теплицы αтеп, отнесенные к 1 м2 площади отапливаемых помещений, зависят от средней для зимнего периода (точнее, для декабря и первой половины января) температуры наружного воздуха в местности, где расположен дом, и материала, в котором происходит аккумулирование теплоты.

Таблица 1. Удельная площадь остекления стены Тромба αст и солнечной теплицы αтеп, отнесенная к 1 м2 площади отапливаемых помещений дома (м22)
Температура воздуха зимой Tв, °C αст αтеп
-10 0,72...1,0 1,05...1,7
-4 0,5...0,93 0,78...1,3
2 0,35...0,6 0,53...0,9
7 0,22...0,35 0,33...0,53

В табл. 1 приведены значения удельной площади поверхности остекления стены Тромба αст и примыкающей к южной стене дома гелиотеплицы (оранжереи, зимнего сада) в зависимости от температуры наружного воздуха зимой Tв и способа аккумулирования теплоты. Толщина теплоаккумулирующей стены зависит от вида строительного материала, из которого она сделана:

  • каменная стена — 200...300 мм;
  • кирпичная — 250...350 мм;
  • бетонная — 300...450 мм;
  • стена из емкостей с водой — 150 мм.

Суточные колебания температуры воздуха внутри помещений с увеличением толщины стены уменьшаются.

Таблица 2. Суточные колебания температуры в случае применения бетонной стены Тромба
Толщина бетонной стены Тромба, мм Суточные колебания температуры, ±°C
200 7
300 4
500 2,5

Скорость распространения теплоты в стене определяется отношением коэффициента теплопроводности материала к его объемной теплоемкости: она тем выше, чем больше это отношение. При этом стена может иметь большую толщину.

Пример  1

Определить площадь стены Тромба, необходимую для покрытия за счет солнечной энергии 50% тепловой нагрузки отопления помещения площадью 40 м2 при средней температуре наружного воздуха в зимние месяцы 0...2°C.

По табл. 1 находим среднее значение αст = 0,475 м22 при Tв = 2°C. Для покрытия всей тепловой нагрузки требуется бетонная стена Тромба площадью

Aст = αстAпол = 0,475*40 = 19 м2

Для обеспечения 50% тепловой нагрузки отопления необходимо иметь бетонную стену площадью 9,5 м2. При этом температура воздуха в помещениях будет поддерживаться на уровне 18°C при условии, что остальные 50% тепловой нагрузки будут покрываться топливным источником.

Пример 2

Определить требуемую площадь поверхности остекления пристроенной к южному фасаду здания гелиотеплицы при следующих условиях:

  • средняя температура наружного воздуха в зимние месяцы равна 0°C;
  • площадь отапливаемых помещений 120 м2;
  • доля покрытия тепловой нагрузки за счет солнечной энергии равна 0,6.

Принимаем по табл. 1 для бетонной стены при 0°C αтеп = 0,83. С учетом заданной доли солнечной энергии в обеспечении тепловой нагрузки получаем требуемую площадь южной поверхности остекления гелиотеплицы

Aтеп = 0,83*0,6*120 = 59,76 м2

www.mensh.ru

Семья преподавателей физики построила в Черновцах дом из соломы. Лето 2011 года

Я гарантирую, мой экодом простоит сто лет и ничего с ним не случится, - уверена Мария Шутак - владелица и разработчик первого в Украине дома из соломы. Поиски экологических и энергоемких технологий в семье госпожи Шутак начались с больших потерь тепла в обычном кирпичном доме. Искали выход, как уменьшить потребление газа, одновременно увеличив теплоемкость дома. Сначала вспомнили о саманной технологии, однако, она оказалась слишком трудоемкой и требовала значительного расхода глины. Помог опыт европейских стран, где дома из соломы строят уже давно. Каким получился дом - смотрите в этой статье.

Строительство данного дома было начато в 2005 году. На то время это был первый такой дом в нашей стране. Поражает смелость и трудолюбие инициаторов проекта. Когда в Украине данная технология строительства еще не использовалась, еще не было ни специалистов, ни проектов, ни опыта возведения таких домов, они задались целью и приступили к строительству большого двухэтажного дома.
В этом Марии Шутак и Виктору Ницовичу, конечно, помог европейский опыт, который они активно изучали. Хотя все книги по строительству домов из соломы на то время были только на английском и немецком языках, наших украинских новаторов-экспериментаторов это не остановило. Результат мы видим на фото. Но давайте ближе ознакомимся с особенностями этого дома из соломы.

На южной стороне данного дома из соломы пристроена веранда. Такая пристройка аккумулирует солнечное тепло, позволяет экономить на отоплении. Обратите внимание на первый ярус остекления, если будете строить подобный дом. Первый ярус тоже желательно защитить от дождей дополнительным свесом крыши.

Восточная стена экодома. Все стены дома оштукатурены глиняной штукатуркой и обшиты сайдингом. Нет, не нужно писать в комментариях о том, что сайдинг - неэкологично. Да - это поливинилхлорид, но он находится не внутри помещений, а снаружи, поэтому для здоровья человека вреда от него нет никакого. Деревянный блок-хаус можно было бы применить для обшивки этого дома, но это гораздо дороже. К тому же дерево - менее устойчиво к дождям и морозам. А учитывая высоту стены, ее поверхность намокать будет регулярно. Поэтому сайдинг в данном случае - приемлемый вариант защиты стен.

Большей свес крыши - отличительная особенность домов из соломы и самана. Обратите внимание - это северная сторона дома, окон практически нет. И правильно - лишние теплопотери нам ни к чему.

Вот он - современный ремонт экодома "из соломы". Стены идеально ровные, солома нигде не торчит..:) Каркасные стены дома, заполненные соломенными тюками, были оштукатурены глиной и облицованы гипсокартоном. Отверствия на передней стене - предназначены передают внутрь помещение теплый воздух от стены Тромба. Об этом подробнее - далее.

Вот она Стена Тромба. Стена представляет собой массивную бетонную конструкцию со стороны южного фасада здания, закрытую снаружи стеклом и выкрашенную в черный цвет. Собранное в течение дня наружной поверхностью стены солнечное тепло с некоторым запаздыванием передается в ночные часы в помещение.

Фрагмент стены Тромба без остекления. Бетон позже будет покрашен в черный цвет (для лучшей аккумуляции тепла).

 

Немного раскроем понятие "стена Тромба". 
Солнечная стена Тромба представляет собой массивную бетонную конструкцию со стороны южного фасада здания, закрытую снаружи стеклом и выкрашенную в черный цвет или покрытую селективно-поглощающей фольгой. Собранное в течение дня наружной поверхностью стены, солнечное тепло с некоторым запаздыванием передается в ночные часы в помещение. Эта конструкция была разработана французским профессором Тромбом и названа его именем.
Обычно теплопроводность стены Тромба не обеспечивает нужной теплопередачи, и чтобы передать внутрь помещения тепло нагретого воздуха, его прогоняют через специальные отверстия в нижней и верхней частях стены, используя для этого как естественную конвекцию, так и принудительную циркуляцию воздуха с помощью вентиляторов. Принцип работы данной технологии отображен на схеме.

Второй этаж веранды - отличное место для выращивания комнатных растений и отдыха.

И снова веранда. Возможно вам хотелось бы видеть веранду более широкую. Но главная задача этого помещения - аккумулировать тепло. Эту свою функцию оно выполняет.

 

Воздуховоды стены Тромба. Теплый воздух через эти отверствия поступает в дом. Когда зимой у нас в доме работает отопления, эти отверстия можно закрывать. Также это можно делать летом, если в помещении работает кондиционер.

 

Печь - для отопления дома в зимнее время. Осенью и весной воздух в доме прогревается за счет стены Тромба.

На этом фото хорошо видна толщина стены. Напомним - в доме "из соломы" толщина стен 460-500 мм.

Дерево и белая штукатурка - просто, элегантно и экологически чисто.

Так выглядит кухня Марии Штукак.

Выход из кухни на веранду.

Веранда в восточной части дома.

 

Дымовая труба ведет к отопительной печи.

 

Видеорепортаж о доме из соломы Марии Шутак

И еще, сейчас дом Марии Шутак внешне ничем не отличается от традиционного дома из бетона или кирпича. Но давайте посмотрим на фото самого процесса строительства дома в 2005-2006 году. Да - это деревянный каркас и солома. Это реально! - построить теплый, большой, презентабельный дом из природных возобновляемых материалов. Спасибо Марии и Виктору за этот великолепный пример того, как можно воплотить свою мечту в реальность.

Контакты Марии Шутак: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  (обращайтесь только по важным вопросам).

Дополнительную информацию о строительстве домов из соломы вы можете узнать по следующим контактам:
Сайт компании Life House Building: http://lhb.com.ua/
e-mail:    Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  , телефон: +38 098 741 09 71, +38 050 480 79 95.

Об отделке домов из соломы глиной читайте на сайте Сергея Шерстнева: http://claymix.in.ua/

Виталий Фасоля,
координатор проекта «Толока-Инфо»
www.toloka.info

 

toloka.info

СТЕНА ТРОМБА

Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением

РИС. 4.26. КАМЕННЫЙ ФУНДА­МЕНТ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ, УСТРОЕННЫЙ ПО ПРИНЦИПУ ТЕРМОСИФОНА

Солнечная стена Тромба представляет собой массивную бе­тонную конструкцию со стороны южного фасада здания, закры­тую снаружи стеклом и выкрашенную в черный цвет или покры­тую селективно-поглощающей фольгой. Собранное в течение дня наружной поверхностью стены солнечное тепло с некоторым запаздыванием передается в ночные часы в помещение. Эта конструкция была разработана французским профессором Тром­бом и названа его именем (см. рис. 4.24,9).

Если увеличить теплоемкость здания при помощи комнатных теплиц и обеспечить поступление солнечного излучения в здание через дополнительные проемы, то можно добиться, чтобы колебания комнатной температуры были незначительны­ми (рис. 4.29). Даже в период максимального поступления сол­нечного излучения и значительного нагрева наружного воздуха, когда в помещении также наблюдается пиковая температура, ее перепады остаются незначительными. Это объясняется времен­ной задержкой в передаче тепла, обусловленной-малой тепло­проводностью стены Тромба, и может даже привести к тому, что пик температуры помещения сместится на поздние вечерние часы. Бетонная стена толщиной 20 см обеспечивает задержку передачи тепла на 5 ч; при толщине стены 40 см наблюдается запаздывание более чем на 10 ч, т. е. пиковой температуры как таковой может и не быть.

Обычно теплопроводность стены Тромба не обеспечивает нужной теплопередачи, и чтобы передать внутрь помещения тепло нагретого воздуха, его прогоняют через специальные отверстия в нижней и верхней частях стены, используя для этого как естественную конвекцию, так и принудительную цир­куляцию воздуха с помощью вентиляторов.

РИС. 4.28. ТЕРМОСТАТ ДЛЯ ТЕПЛИЦ ■ 1 - счетчик электроэнергии; 2 — биметаллический стер­жень; 3 — контактный штекер; 4 — контактное гнездо вентилятора; 5 — источник электроэнергии; 6 — ручка для регулирования температуры; 7 - стеклянная трубка

В Америке и Европе архитектурно-планировочные решения зданий не предусматривают проектирование большого количе­ства открытых пространств, и оконные проемы на южных фаса­дах в общем не особенно привлекают жильцов из-за возможнос­ти выцветания мебели и различных тканевых покрытий в комна­те, поэтому в этих странах стена Тромба, почти целиком закры­вающая южный фасад, охотно используется населением. Однако в Японии владельцы домов совсем не так воспринимают эту кон­струкцию. Да и с точки зрения собирания тепла она менее эф­фективна, чем комнатные теплицы или дополнительные окон­ные проемы для увеличения поступления солнечного излуче­ния. Более того, использование южного фасада здания в япон­ских домах, имеющих весьма небольшие площади, лишено смысла и из-за возрастания затрат.

РИС. 4.29. ГРАФИКИ КОЛЕБАНИИ КОМ­НАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ИСПОЛЬ­ЗОВАНИИ СТЕНЫ ТРОМБА W — температура поверхности южнофа­садной стены Тромба; А — температура помещения при применении напольного теплоаккумулятора; В — температура воздуха в помещении при использовании стены Тромба; Т — наружная температу­ра; R — плотность потока излучения; t — температура, °С; h — время, ч

РИС. 4.30. ДОМ СО СТЕНОЙ В КОТОРУЮ ПОМЕЩЕНЫ ЕМКОС­ТИ, ЗАПОЛНЕННЫЕ ВОДОЙ

Часто возникающие вопросы о домах из морских контейнеров

Наши клиенты или просто интересующиеся люди домами из морских модулей часто имеют ошибочные убеждения о таких постройках...

Испытания солнечного коллектора — какую мощность выдают вакуумные трубки?

Сегодня, 26.04.2015 года мы провели такие испытания солнечных вакуумных трубок: Исходные материалы: - Солнечный вакуумные трубки 58мм на 1800мм, 47мм внутренний диаметр - 8шт. - Нержавеющая гофрированная сталь 15мм, подробнее …

ПОСЛЕСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

В книге С. Танака, Р. Суда "Жилые дома с автономным солнечным теплохладо- снабжением" кратко, но достаточно четко представлены большинство разработан­ных в настоящее время устройств, позволяющих за счет солнечного излучения (в …

msd.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *