Solar energy

ЗДАНИЕ КАК СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Общую потребность в отоплении можно уменьшить, проектируя здание таким образом, чтобы поступление тепла увеличивалось за счет инсоляции (облучения солнечной радиацией) и уменьшалось в жаркую погоду. Обычно поступление солнечного тепла при расчете сезонного предложения и спроса на отопление не учитывалось. Когда инженеры определяют размер отопительного агрегата, они обычно делают расчет на самые холодные условия, когда солнце скрыто облаками. В этом есть логика, однако инженерыстроители должны при этом и проявлять заинтересованность в сокращении общего сезонного потребления энергии на отопление. К сожалению, до сих пор большинство исследований в области солнечного теплоснабжения касалось в основном поисков путей уменьшения расхода энергии на охлаждение и получения льда в жаркую погоду, а не уменьшения расхода энергии на отопительные нужды в холодную погоду. Данные по отоплению всегда трудно поддаются обработке в процессе проектирования. Создание методик по этому вопросу, полезных при проектировании, проводилось ранее и будет рассмотрено в этой книге, и дальнейшее развитие этих работ принесет несомненную пользу в деле поиска средств решения наших энергетических проблем.
Пожалуй, наилучший путь использования солнечной энергии для отопления связан с нахождением возможностей воспринимать ее через поверхность крыши, стен и через окна здания. Утепленные крыши и стены исключают такую возможность. Однако если крыши и стены не имеют изоляции, как в случае крытых железом легких бараков, они хотя и не пропускают непосредственно солнечные лучи, будут нагреваться, проводить и излучать значительное количество тепла в здание.
Цвет крыш и стен влияет на количество тепла, поступающего в здание, так как темный цвет обычно поглощает больше энергии солнечной радиации, чем светлый. Цвет особенно важен, когда применяется мало изоляции или она не применяется вовсе, одна го его влияние уменьшается при увеличении количества изоляции. В условиях теплого и жаркого климата наружные поверхности здания, обращенные к солнцу, должны быть светлого цвета; в условиях прохладного и холодного климата такие поверхности должны быть темными. Поступление тепла через такие светонепроницаемые поверхности, как крыши и стены, более подробно рассмотрено ниже.
Поскольку интенсивность солнечной радиации, падающей на неодинаково ориентированные поверхности, меняется, важно стены и крышу здания ориентировать так, чтобы тепловая энергия солнечного излучения зимой поглощалась, а летом отражалась. Генри Никколис Райт рассмотрел эту возможность в книге «Вклад солнечной радиации в летнее охлаждение и зимний обогрев жилых зданий» [12]. Некоторые его выводы, касающиеся НьюЙорка, можно суммировать следующим образом:
максимальная плотность потока солнечной радиации на уровне земли составляет 1100 Вт/м2;
этот уровень максимальной плотности потока солнечной радиации характерен для всех сезонов года, несмотря на то что Солнце зимой находится ниже на небосклоне, чем летом. Это, в частности, объясняется более низкой влажностью воздуха зимой (меньшим атмосферным поглощением). Кроме того, зимой Земля находится ближе к Солнцу;
эффективность облучения солнечной радиацией стены, обращенной на юг, зимой почти в пять раз выше, чем летом;
эффективность облучения солнечной радиацией стены, обращенной на запад и северозапад летом, в шесть раз выше, чем зимой;
наибольшее эффективное облучение солнечной радиацией вертикальных стен имеет место зимой, поэтому в домах, обращенных фасадом на юг и югозапад (обычно большинство основных помещений дома и больших окон размещается на этой стороне), и при небольшой площади окон, выходящих на запад и северозапад, гораздо легче охлаждать летом и легче отапливать зимой, а также добиваться в этих домах комфортных условий.

Большинство других теоретиков по вопросу ориентации предлагают главный фасад здания ориентировать в пределах 30° от направления прямо на юг, т. е. в конусе между югом и юговостоком, югом и югозападом. При этом считается, что ориентация на юг предпочтительна. Конечно, ориентация на юг наиболее существенна для окон, чем для стен, потому что через окна поступает значительно большее количество тепла, чем через стены. Это обстоятельство обсуждается ниже.
Олгиэй против того, чтобы делать выводы, общие для всех местоположений. Он выступает за введение в практику расчетов понятия солнечновоздушная температура, полезного в качестве некоторого параметра при нахождении оптимальной ориентации (в книге «Проектирование с учетом климата» приводятся подробные объяснения по этому поводу). Ориентация непосредственно на лог может не быть оптимальной для всех местоположений, но почти всегда будет лучше, чем на 30° к востоку или к западу от него.
Для здания весьма важна его ориентация. По аналогичным причинам важны также и соотношения его длины, высоты и ширины. Здание оптимальной формы теряет в окружающую среду минимальное количество тепла и получает максимум тепла от Солнца зимой, а летом поглощает наименьшее количество солнечного тепла. Олгиэй [8] показал, что:
в высоких широтах (выше 40° с. ш.) южные стороны зданий получают почти в два раза больше энергии солнечной радиации зимой, чем летом. Восточные и западные стороны получают этой энергии в два с половиной раза больше летом, чем зимой;
в низких широтах (ниже 35° с. ш.) южные стороны получают солнечную энергию зимой даже больше, чем летом. Восточные и западные стены могут получить солнечное тепло в два или три раза больше, чем южные стены летом;
для хорошо изолированных зданий и зданий с затеняющими устройствами с южной стороны это расхождение еще больше, а для зданий с небольшими или полностью затененными окнами — меньше;
«квадратный дом для любого местоположения не является оптимальным»;
все формы зданий, удлиненных в направлении север — юг, менее эффективны по сравнению с квадратными как для зимних, так и для летних условий;
более оптимальной формой в любой сезон является удлиненная в направлении восток—запад.
Кроме соображений экономии энергии при проектировании могут приниматься во внимание и другие факторы, касающиеся формы здания. Некоторые из них также оказывают влияние как на экономию энергии и ресурсов, так и на окружающую среду. Например, ориентация и размер стройплощадки могут не соответствовать оптимальной форме здания, так как назначение здания может потребовать других форм. Если, например, необходимо естественное освещение, то может потребоваться большая площадь наружных периметральных поверхностей для устройства оконных проемов.
Оценка различия в уровне поступления солнечного тепла для зданий с разной ориентацией фасадов может помочь при выборе формы и ориентации здания и размещении оконных проемов. Ориентацию зданий обычно можно классифицировать по четырем планировочным схемам. Для этих четырех ориентаций рассмотрены три основных варианта конфигураций фасадов и планов зданий:
1. Здание имеет примерно равные по площади фасады и представлено в плане квадратом.
2. Здание имеет фасады разных площадей (в соотношении 1,5 :1 или более); длинная ось прямоугольника расположена в направлении стран света.
3. Здание имеет фасады разных площадей (в соотношении 1,5:1 или более); короткая ось прямоугольника расположена в направлении стран света.

В итоге ориентация на восток—запад для всех вариантов является наилучшей. Наихудшая форма и наименее выгодная ориентация представлена квадратом с фасадами, обращенными на северовосток, северозапад, юговосток и югозапад.
В результате удвоения площади первого этажа оптимальное поступление тепла на уровне 3386 кДж/день, увеличивается на одну треть до 4865 кДж/день, так как площадь периметра также увеличивается только на одну треть. Если площадь пола удвоить, добавив второй этаж, то площадь периметра удвоится, а следовательно, и поступление солнечного тепла увеличится до 6772 кДж/день. Здесь не учитывались цвет стен, нагрев крыши, варианты расположения окон и их размеры, тепловые потери здания и влияние окон, предусмотренных только для естественного освещения. В более подробном анализе следовало бы также учесть реальные погодные условия. Тем не менее такой упрощенный подход полезен для определения относительных величин поступления солнечной энергии при принятии предварительных решений.
Хотя цвет, ориентация и форма здания играют существенную роль для увеличения поступления солнечного тепла, однако наиболее важным фактором в этом отношении являются окна. В давнее время проемы в жилищах не имели такой роскоши, как стекло. Они служили для прохода людей с предметами их обихода, для поступления воздуха, обеспечивая естественную вентиляцию, и для проникновения естественного света внутрь здания. Но при этом свободный доступ в жилище имели животные и насекомые. Трудно было регулировать внутреннюю температуру, невозможно было регулировать движение воздуха, контролировать его чистоту и влажность.
Хотя стекло, повидимому, существовало еще в 2300 г. до н. э., оно стало применяться в окнах только в нашу эру. Но лишь в последние 75 лет стало экономически и технологически возможно изготавливать и вставлять в окна стекла со стороной более 300 мм. По мере совершенствования технологии и экономичности процесса изготовления стекло стало все чаще применяться для замены традиционных сплошных (каменных или деревянных)
( наружных стен. Сопровождающие это замещение проблемы час f то игнорировались или недооценивались при проектировании, Наряду со снижением расхода необходимой для освещения электроэнергии стекло, открытое солнечному свету, пропускает ; и тепло (рис. 2.5). Экспериментальные дома, стены которых обращены на юг, выполнены в основном из стекла и спроектированы в энергетическом отношении весьма удачно. Экономия тепла в доме близ Чикаго, спроектированном Дж. Ф. Кеком и построенном на средства Иллинойсского технологического института, может достигать 18%. Дом настолько хорошо воспринимает солнечное тепло, что перегревается в ясные зимние дни [11]. В других «солнечных» домах, как сообщают, экономия затрат на отопление достигает 30%. Все это в основном объясняется удачным использованием парникового эффекта. Стекло свободно пропускает коротковолновое световое излучение, как это показано на рис. 2.6, но неохотно пропускает в обратном направлении длинноволновое тепловое излучение, испускаемое нагретыми солнечными лучами поверхностями, находящимися внутри предметов.
Проектировщик должен уметь определять графически, сколько полезных килокалорий солнечной энергии поступит в помещение через стену или окно. В «Справочнике основных положений» Американского общества инженеров по отоплению, холодильному делу и кондиционированию воздуха имеются обширные таблицы по поступлению солнечного тепла для 24, 32, 40, 48 и 50° с. ш. на 21й день каждого месяца. Однако проектировщику будет трудно пользоваться этими таблицами для определения поступления солнечного тепла в целях отопления (таблицы предназначены для определения размеров охлаждающего оборудования). Основные способы учета поступления солнечного тепла через окна рассматриваются в разделе ресурсов под тем же названием.
Большая работа по реализации идеи солнечного дома была проделана Ф. У. Хатчинсоном в университете Пурдью. В 1945 г., благодаря субсидии фирмы «ЛиббиОуэнсФорд гласе компани» были построены два рядом стоящих, почти одинаковых дома. Единственная разница между ними заключалась в том, что в одном из домов застекленные поверхности были в большей степени ориентированы на юг (два оконных стекла толщиной 6 мм, разделенные воздушным промежутком 12 мм) [1].

Конструкция обращенных на юг окон связана с требованием, чтобы теплоемкость внутреннего пространства здания была достаточно большой, чтобы поглощенное избыточное тепло эффективно сохранялось, а помещения не требовали проветривания. Чем лучше качество изоляции стен и окон, тем меньше тепла будет потеряно при теплопередаче и тем больше должна быть теплоемкость помещения в целом. На рис. 2.7 показано, что температура воздуха внутри помещения в неотапливаемом солнечном доме 15 января была около 27° С при температуре наружного воздуха ниже нуля.
Следует подчеркнуть, что большие площади остекления действительно влекут за собой большие первоначальные затраты на отопительную систему изза дополнительных потерь тепла через стекло, которое заменило собой сплошную непроницаемую стену.
Кроме того, для данной широты местности общее количество поступающей солнечной радиации не меняется, несмотря на облачность, и тепловые потери зависят только от наружной температуры. Поэтому применение остекления большой площади в мягком климате обеспечивает большие возможности для снижения по требности в сезонном отоплении, чем в холодном климате на той
широте.
Выше в этом разделе указывалось, что количество солнечной энергии, поступающее через обращенное на юг окно в средний солнечный день, зимой больше, чем в средний солнечный день летом. Это объясняется рядом причин.
1. Несмотря на то что продолжительность светового дня летом больше, чем зимой, количество часов ВОЗМОЖНОГО освещения солнцем окна, выходящего на юг, зимой больше, чем летом. Например, на 35° с. ш. 21 июня продолжительность солнечной инсоляции может составлять 14 ч. Однако солнце появляется с северо востока после 8 ч 30 мин и уходит на северозапад после 15 ч 30 мин; таким образом, непосредственное прямое освещение Солнцем обращенной на юг стены длится всего лиш*> 7 ч. Однако 21 декабря Солнце освещает южную стену полные 10 ч, т. е. все время, пока оно находится над горизонтом.
2. Плотность потока солнечной радиации на плоскости, перпендикулярной солнечным лучам, летом и зимой примерно одинакова. Потери энергии солнечной радиации при прохождении лучей через атмосферу компенсируется тем, что зимой Солнце ближе к Земле, чем летом.
3. Поскольку зимой Солнце находится ниже наД горизонтом, его лучи направлены в окна под более прямыми углами, чем летом, когда Солнце находится на большей высоте. НД 35° с. ш. за средний зимний час на 1 м2 окна может поступить 150 единиц энергии; летом эта цифра будет равна 100 единицам
4. Излучение зимнего неба (изза рассеивающего эффекта атмосферы) в два раза превышает излучение летнего неба.
5. Чем ближе к прямому углу угол падения солнечных лучей на окно, тем выше общий коэффициент пропускания зимой этот коэффициент выше, чем летом.
6. При правильном затенении окно можно закрыть от большей части прямого летнего солнечного излучения.
Вывод Хатчинсона состоит в том, что зимой через выходящие на юг окна поступает в два раза больше солнечной радиации, чем летом. А если летом окна затенить, то разница оказывается еще большей.
Исключительно полезный график, составленный Хатчинсоном, воспроизводится в разделе «Поступление солнечного тепла через окна». Он может быть использован в процессе проектирования для приближенного определения количества солнечного тепла, поступающего через обращенные на юг окна в течение 7 мес. Вывод, который можно сделать, состоит в том, Что влияние типа окна и широты местности относительно невелико по сравнению с влиянием температуры наружного воздуха и нестабильностью солнечной погоды. Эти две величины можно найти в табл. 1. В графе 1 приводится величина F, которая представляет собой отношение среднего числа часов солнечного сияния в течение отопительного сезона (с Іоктября по 1 мая) к максимально возможному числу солнечных часов.
В последних двух столбцах представлены потери энергии через одинарное и двойное остекление; значения этих потерь необходимы при определении параметров отопительной установки здания и в меньшей степени они важны при определении эксплуатационных расходов.
В графах 4 и 5 приведено полезное поступление энергии (отрицательная величина обозначает потерю) на 1 м2 одинарного или двойного остекления. Для всех 48 городов поступление энергии через двойное остекление положительно (потери через одинарное остекление для некоторых городов могут быть сравнимы с соответствующими потерями тепла через стены). Сезонное поступление тепла в первом приближении является произведением ^ величины в графе 4 или 5 на площадь окна и на количество часов отопительного сезона. Разумеется, имеется много дней, когда все Ц это тепло невозможно использовать. Кроме того, нередко шторы или задернутые занавески уменьшают поступление солнечной J1 энергии в помещение. Применение таких средств, как изолирую щие ставни, закрывающие окна на ночь, существенно снижают потери тепла и увеличивают общий уровень полезного поступления тепла. В приведенных данных не учитывается поступление солнечной радиации на южные стены. Работа Хатчинсона показала, что этот фактор может оказаться существенным только в том случае, если стена не имеет достаточно хорошей изоляции.
Поступление тепла и потери тепла через окна, рассматриваемые в разделе «Здание как тепловая ловушка», зависят от типа оконной рамы. Рисунки 2.8 и 2.9 взяты из исследования, проведенного в Национальном бюро стандартов. Они показывают относительную разность уровня потерь и поступления тепла через алюминиевые и деревянные оконные рамы, ориентированные на четыре стороны света: север, восток, юг и запад. Для окон с деревянными рамами по сравнению с алюминиевыми уменьшение летнего поступления тепла и зимних потерь тепла является весьма существенным. Таким образом, для новых зданий целесообразно применять дерево. Замена оконных рам в существующих зданиях также имеет смысл. Кроме того, получение алюминия требует большого расхода энергии.
Для экономии энергии имеет также значение и тип стекла. Все типы стекла — прозрачное, теплопоглощающеё или отражающее — теряют примерно одинаковые количества тепла изза теплопроводности. Однако количества солнечного тепла, которые передаются этими тремя типами стекла, сильно различаются. Рассмотрим схемы и сводную таблицу «Относительные полезные поступления тепла» для различных конфигураций одинарного и двойного остекления (рис. 2.10—2.17 и табл.2). Поступление тепла представлено не абсолютными, а приближёнными величинами для условий одного из солнечных дней. Чтобы уменьшить летнее поступление тепла через окна с двойным остеклением, я отражающее стекло должно быть обращено наружу, а прозрач * ное стекло — внутрь. Это также уменьшает потери тепла зимой. Следует отметить, что поступление солнечного тепла зимой будет существенно уменьшено, если положение этих двух слоев стекла

Если требуется увеличить поступление тепла и предельно уменьшить потерю тепла зимой, то необходимо использовать два слоя прозрачного стекла. Такие стекла могут пропускать значительные количества солнечного тепла летом, при этом наличие затеняющих средств, таких, как деревья, навесы и подъемные жалюзи, может снизить потребность в применении отражающих или теплопоглощающих стекол. Это дорогостоящее стекло целесообразно применять лишь для окон, выходящих на восток или на запад, поскольку такие окна обычно труднее затенять, чем окна, обращенные на юг (окна, обращенные на север, не требуют затенения, за исключением южных районов страны, где летом такие окна хорошо освещаются солнцем на восходе и на закате). Например, в НьюЙорке через обращенные на восток и запад окна зимой поступает мало тепла, а весной и осенью — много; теплопоглощающие или отражающие * стекла могут обеспечить комфорт в тот период, когда применение прозрачных стекол приводит к перегреву.
Не менее важным, чем обеспечение наилучших условий поступления солнечных лучей в дом в одно время года, является н исключение такого поступления в другое время года;. Для многих
климатических районов прекращение доступа в помещения солнечного тепла в период наиболее жаркой погоды имеет на практике большее значение для обеспечения комфортных условий для людей, чем обеспечение поступления этого тепла в холодную погоду. Применение разных типов стекла при различных положениях Солнца является одним из способов обеспечения затенения. Для многих районов страны, где уменьшение поступления тепла в помещения крайне необходимо, применение теплопоглощающих и отражающих стекол может принести пользу, особенно на восточных и западных фасадах.
1. Такие стекла уменьшают поступление солнечного тепла, что одновременно является недостатком для зимних условий и достоинством для летних.
2. За исключением особых условий, требующих снижения интенсивности яркого солнечного света, отражающие н теплопоглощающие стекла при ориентации на север, север—северовосток и север—северозапад практически не требуются. На эти фасады поступает мало солнечного тепла, за исключением местностей к югу от 30° с. ш., где применение такого стекла может быть целесообразно.
3. Почти на всех широтах, за исключением областей к северу от 40° с. ш., теплопоглощающие и отражающие стекла для обращенных на юг окон обычно не предусматриваются (за исключением возможности использования зимнего солнечного тепла, что бывает необходимо, например, для больших административных зданий). Поступление тепла через обращенное на юг остекление летом сравнительно невелико.
4. Более практичным решением, как альтернатива применению теплопоглощающих или отражающих стекол для южной, юговосточной и югозападной ориентаций, является использование растительности и регулируемых затеняющих устройств. Затеняющие устройства снаружи здания наиболее эффективны; устройства между двумя слоями остекления (такие как подъемные жалюзи) несколько уступают им по эффективности; внутренние устройства, как, например, ставни, шторы и занавеси, наименее эффективны, поскольку они преграждают путь солнечным лучам только после того, как они проникли в здание (рис, 2.19).
5. Реклама теплопоглощающих и отражающих стекол отмечает, что этот материал уменьшает как первоначальную стоимость оборудования для кондиционирования воздуха, так и затраты на его эксплуатацию, особенно в части расхода энергии. Однако экономия обычно определяется в результате сравнения затрат с соответствующими данными для зданий с ограждающими конструкциями, выполненными из стекла, а не с даннымидля зданий, уже спроектированных с учетом мероприятии по экономии энергии. При этом не отмечается, что существенная экономия может быть достигнута, если вместо стеклянных стен* йс лользовать непрозрачные, хорошо изолированные стены с умень
шенной площадью остекления, к тому же обращенные на север, восток и запад, а также рационально проектировать здания так, чтобы дать возможность солнечным лучам проникать через южное остекление зимой и исключить эту возможность летом.
Все четыре (или более) фасада здания необязательно должны иметь одинаковый внешний вид. Использование затенения от растительности, которое более точно следует солнечным временам года, более выгодно в течение всего года: 21 марта, когда листва отсутствует или ее немного, солнечное тепло легко проникает без преград: 21 сентября листва еще не опала, и тем самым обеспечивается необходимая тень (рис. 2.20). Определение наиболее выгодного угла затенения рассматривается в разделе «Углы падения солнечных лучей и затенение».
Применение регулируемых затеняющих устройств дает еще большие возможности . Однако устройства, которые крепятся снаружи здания, трудно содержать в должном порядке, и они постепенно портятся. Попытки сделать их более долговечными, как правило, не увенчиваются успехом. Кроме того, они должны иметь такую конструкцию, которая была бы проста в управлении; таким образом, людей нужно поощрять к участию в создании для себя удобной и комфортной окружающей среды (такое поощрение распространяется на регулирование затенения окон, уровня температуры, освещенности и других параметров условий в помещении).
Регулируемое затенение, расположенное между двумя стеклами окна, не так эффективно, как наружные устройства, но более эффективно, чем внутренние. Такие межрамные устройства, как подъемные жалюзи, часто весьма дороги, их обычно довольно сложно ремонтировать и чистить. Такие внутренние затеняющие устройства, как закатываемые шторы, занавеси и подъемные жалюзи, являются наименее эффективными средствами, но они, пожалуй, наиболее удобны для использования людьми, находящимися в здании.

Регулируемое затеняющее устройство «Скайлид» приводится в действие с помощью энергии Солнца. Такое жалюзийное устройство, созданное фирмой «Зоумуоркс корпорейшн», г. Альбукерке, шт. НьюМексико, находится внутри здания (для защиты от атмосферных воздействий). Все элементы жалюзи поворачиваются одновременно: в открытом положении они пропускают солнечные лучи, а в закрытом не пропускают, изолируя окно и сохраняя внутри тепло (или прохладу). Но одном из жалюзийных элементов смонтированы две емкости, соединенные небольшой трубкой. Между емкостями протекает фреон, расширяясь и сжимаясь в зависимости от температуры, которая определяется главным образом солнечным теплом, попадающим на выступающую наружу емкость. Когда солнце нагревает фреон, из выступающей наружу емкости он перетекает в другую, уравновешивая жалюзийные элементы и заставляя их закрываться. Кроме автоматического управления жалюзи можно регулировать с помощью ручного рычага. Зимой система работает в обратном порядке: солнце заставляет жалюзи открываться в солнечные часы и закрываться ночью, удерживая тепло в помещении .
Очень трудно затенять обращенное на восток и запад остекление, потому что высота солнца над горизонтом мала как летом, так и зимой. Работа козырьков летом, когда они должны препятствовать проникновению солнца в помещение, ненамного эффективнее, чем зимой. Пожалуй, наилучшим средством для затенения в этом случае являются вертикальные жалюзи или подобные им элементы, но можно подумать и об использовании отражающих и теплопоглощагощих стекол.
Один из методов достижения эффективного затенения заключается в том, что обращенное на восток и запад остекление целесообразно переориентировать на север или на юг. При ориентации остекления на север будет пропускаться только непрямой свет, создающий благоприятное освещение для жизни и работы человека. А при ориентации остекления на юг обеспечивается поступление солнечного тепла зимой. Показанный на рис. 2.28 метод ориентации остекления на юг также обеспечивает полное затенение летом.

Понятие коэффициента затенения имеет важное значение при сравнении относительной эффективности различных затеняющих устройств. Одинарный слой прозрачного стекла повышенной прочности имеет коэффициент затенения 1. Коэффициент затенения для любой другой системы остекления с использованием затеняющих устройств представляет собой отношение поступления солнечного тепла через эту систему к поступлению солнечного тепла через стекло двойной прочности. Таким образом, поступление солнечного тепла через системы остекления является произведением их коэффициентов затенения на коэффициенты поступления солнечного тепла, указанные в «Справочнике основных положений» Американского общества инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха для прозрачного стекла двойной прочности. На рис. 2.30 представлены некоторые типичные коэффициенты затенения для различных способов изменения затененности.
В крупных зданиях, площадь наружной поверхности которых значительно меньше полезной площади пола, часто имеет место выделения большого количества внутреннего тепла, получаемого в результате деятельности людей, освещения и работы оборудования. Часто такие здания требуют кондиционирования воздуха круглый год, особенно летом, но иногда и зимой. Для таких зданий наиболее целесообразно применять стекла, которые затенены все 12 мес в году, а не только летом. Конечно, нужно предпринять все возможные меры, чтобы уменьшить количество тепла, выделяемого в этих зданиях людьми, освещением и машинами. Зависимость от искусственного освещения должна быть уменьшена за счет более широкого применения естественного освещения (через окна), снижения общего уровня искусственного освещения и применения светильников непосредственно там, где требуется свет (местное освещение).
Проектировщики также должны учитывать влияние тени от зданий на окружающую среду, т. е. учитывать, затеняются ли здания, которые прямо или косвенно используют солнечное тепло или свет, затеняются ли окружающая растительность и культурные насаждения, которые постоянно нуждаются в солнце для своего роста.