Основные публикации по солнечной энергии

Некоторые соображения по поводу архитектуры зданий

Согласно исследованиям по оптимизации систем солнечного отоп­ления, которые были проведены до настоящего времени, при площади коллектора, составляющей от одной тпети до двух третей полезной площади здания, обеспечивается минимальная стоимость системы (в каждом конкретном случае это в значительной степени зависит от конструкции здания, типа системы и климата). Архитекторам прихо­дится решать новые задачи и учитывать ограничения, связанные с размещением коллектора таких размеров в здании (при использовании встроенных конструкций) или на здании с наилучшей его ориентацией. В здании должно быть предусмотрено место для размещения аккуму­лятора, трубопроводов и воздушных каналов, регулирующих устройств, дополнительного источника энергии и другого необходимого оборудо­вания. Аадерсон в работе [1] относит эти и другие подобные пробле­мы к специальной архитектуре зданий с солнечным отоплением. Не­смотря на то что большинство выполненных к настоящему времени раббт посвящено жилым домам, рассчитанным на одну семью, подоб ные соображения применимы и к общественным зданиям.

Коллектор может составлять часть архитектурного оформления здания (как, например, в здании МТИ-IV) или быть обособленным элементом. Ориентация коллектора сохраняется постоянной, и если коллектор является частью архитектурного оформления здания, он становится важной, если не главной архитектурой особенностью конструкции. В некоторых случаях можно использовать коллектор в качестве ограждающей конструкции здания, что дает возможность снизить затраты на кровлю или стены, а в итоге снизить затраты на коллектор. При обособленном расположении коллекторов появляется больше возможностей в выборе конструкции здания и сохранении при­вычных по внешнему виду форм зданий (современных или традицион­ных).

Аккумуляторы обычно не оказывают существенного влияния на архитектуру здания. Для них лишь необходимо отвести соответству­ющее пространство и обеспечить удобный доступ. Объем аккумуля­тора на единицу площади коллектора зависит от выбранной системы. Аккумуляторы с гравийной насадкой будут иметь объем -0,17 - 0,26 м3 на 1 м2 коллектора, а водяные баки-аккумуляторы -0,050 — 0,075 м3 на 1 м2 коллектора. Объем аккумулирующих систем на ос­нове фазовых превращений (плавление) может быть меньше, чем во-

Фиг. 12.6.1. Здания с солнечным отоплением. а — денверский дом; б — дом МТИ-IV; в — сом, построенный универ­ситетом шт. Колораоо.

дяных. Чаще всего аккумулирующие устройства располагают в под­вальной части здания.

Солнечное отопление более крупных зданий, таких, например, как многоквартирные дома, требует оассмотрения дополнительного комплекса задач. Может оказаться необходимым вертикальное рас­положение коллектора при заведомо значительном снижении его эф­фективности. Такая возможность рассмотрена Лоршем и Найоги [14]. В других случаях коллекторы могут иметь вид навеса. При этом эффективность их улучшается, но увеличиваются и затраты на их монтаж. Если геометрия здания такова, что крыша имеет достаточ­ную площадь, то ряды коллекторов могут быть установлены прямо на крыше с соответствующими трубопроводами и воздушными кана­лами, ведущими в отапливаемые помещения.

Следует отметить, что все проведенные до настоящего времени исследования систем солнечного отопления были связаны в основ­ном с новыми зданиями* специально спроектированными в расчете на применение такой системы. Переоборудование большинства суще­ствующих зданий системами солнечного отопления представляет бо - бее сложную задачу, которая в будущем должна быть решена при проектировании эффективных автономных систем солнечного отопле­ния для существующих зданий с учетом возникающих при этом архи­тектурных проблем.

На фиг. 12.6.1 приведены фотографии денверского дома, дома МТИ-IV и нового экспериментального дома, построенного универси­тетом шт. Колорадо в Форт-Коллинсе (шт. Колорадо) в 1974 г. Фо­тографии двух других домов представлены в гл. 14.