Компактный солнечный дом

Типы, виды солнечных домов

Автор: Мокошка 09.05.2010, Просмотрено: 20, Категория: Солнечный Дом

Теги: домсолнцеэко-дом

* Основные планировки солнечных домов
* Компактный солнечный дом
* Линейный солнечный дом
* Массивный солнечный дом
* Заглубленный солнечный дом
* Дом-купол
* Атриумный дом

Основные планировки солнечных домов

Одноквартирные жилые дома отличаются наибольшим разнообразием объемно-планировочных решений. Благодаря свободному размещению на участке и отсутствию затенения соседними зданиями они могут иметь любую форму плана и ориентацию.

Использованию в частных жилых домах пассивного солнечного энергообеспечения способствуют характерное для американского жилища:

* свободное построение внутреннего пространства;
* отсутствие жесткой фиксации помещений в зоне дневного пребывания.

Все это облегчает процесс естественной конвекции нагретого воздуха, являющийся основой пассивного солнечного отопления. Кроме того, в США отсутствуют санитарные ограничения на освещение помещений, даже жилых, вторым светом, на размещение жилых комнат ниже уровня земли, а иногда и просто в земле. Все это позволяет проектировщикам с гораздо большей свободой относиться к объемно-планировочной организации жилого пространства, хотя многие решения и кажутся подчас спорными.

В специальной литературе подробно описывались американские солнечные дома, построенные в 1930—70 гг. Не рассматривая эти, уже известные здания, остановимся на постройках и проектах последних десяти лет, публикуемых в периодических изданиях HUD. Разнообразные типы одноквартирных солнечных домов можно свести к трем основным принципиальным схемам:

* компактной;
* линейно-широтной
* павильонной.

Теоретически компактные жилые дома наиболее характерны для северных районов, линейно-широтные — для южных, где используется прямой, обогрев помещений, а павильонной структуры — для жаркого влажного климата, где требуется усиленное сквозное проветривание. Однако практически эти решения тесно переплетаются, так как в основу проектирования солнечного жилого дома кладется требование его максимальной термальной изолированности. В связи с этим компактные схемы рекомендуются и для жаркого климата, чтобы обеспечить минимум теплопоступлений. В особые группы выделены в силу специфичности их объемно-планировочных решений: заглубленные в грунт дома; массивные дома для пустынных районов.

Компактный солнечный дом

Компактные планировочные схемы основаны на традиционных решениях домов первых поселенцев Новой Англии. Обычно это 2-этажный объем, перекрытый скатной кровлей. На 1-ом этаже — единое пространство обшей комнаты — столовой — кухни, к которым с северной стороны примыкают хозяйственные помещения и гараж для организации защитной буферной зоны. На 2-м или мансардном этаже — спальные комнаты.

Американские специалисты считают, что в холодном климате активные системы могут функционировать незначительную часть года, поэтому их рационально использовать лишь для сезонного горячего водоснабжения. Пассивные системы работают постоянно даже в условиях рассеянной радиации. Поэтому в солнечных домах, проектируемых для северных районов США, основными накопителями тепла служат:

* теплицы;
* атриумы;
* наружные термальные массивы типа стены Тромба.

Прекрасным примером соединения современных технологических решений и традиционной объемно-планировочной структуры является 2-этажный дом в штате Массачусетс, в районе с сохраняемой исторической застройкой (рис. 1). В холодном климате Массачусетса требовалось максимально изолировать все элементы здания. Компактный 2-этажный дом с северной стороны слегка заглублен в склон и защищен от холодных ветров гаражом. Вход в дом — через тамбур с промежуточного уровня. Единое пространство 1-го этажа ориентировано на юг, в нем выделена кухня посредством использования раздвижной перегородки. В центре общей зоны находится оранжерея, которая может быть изолирована при помощи управляемой вручную драпировки.

Накопление тепла происходит в простенках южного фасада по типу стены Тромба: бетонные стены толщиной 30 см покрашены снаружи в черный цвет и остеклены. Воздух циркулирует через вентотверстия на уровне пола и под потолком 1-го этажа. Излишки тепла поглощаются массивным бетонным основанием, покрытым темной керамической плиткой. В центре главного помещения находится отверстие в перекрытии (2,0х2,5 м), через которое теплый воздух поднимается на верхний уровень, обогревая спальни. Благодаря окну верхнего света в кровле этим же способом осуществляется активная вентиляция здания в летнее время. Отапливаемая площадь дома около 200 м2.

Рис. 1. Компактный жилой дом для холодного климата (Массачусетс):
а - общий вид с южной стороны;
б - план 1-го этажа;
1 - тамбур; 2 - вход в гараж; 3 - гостиная; 4 - столовая; 5 - кухня; 6 - теплица; 7 - стена Тромба; 8 - отверстие в перекрытии.

Жилой дом в штате Нью-Гемпшир также спроектирован для холодного климата (рис. 2). В этом компактном здании с традиционной скатной кровлей комбинируется непосредственный обогрев помещений 1-го этажа с получением тепла в примыкающей к дому, встроенной в склон теплице. Аккумуляторами тепла в ней служат вертикальные фибергласовые трубы с водой, окрашенные в черный цвет, а в жилых помещениях 1-го этажа — массивные стены, ограждающие лестницу, и бетонное основание. Стена толщиной 30 см и длиной 2,5 м расположена сразу за южным проемом. В спальнях 2-го этажа аккумулятором поступающей через проемы радиации служат емкости с водой, установленные в специальные ниши. Функционирование системы обеспечивается при помощи подвижных жалюзи под свесами кровли и на плоскости остекления теплицы, раздвижной двери между теплицей и жилым пространством, а также вентиляцией через лестницу и фонарь верхнего света в крыше.

Рис. 2. Компактный жилой дом с пристроенной гелиотеплицей для холодного климата:
а - общий вид;
б - план 1-го этажа;
в - разрез;
1 - гостиная; 2 - столовая; 3 - кухня; 4 - гараж; 5 - теплица; 6 - стена-аккумулятор; 7 - массивное основание; 8 - полиэтиленовые трубы с водой.

Несмотря на то, что компактные планировочные решения наиболее популярны в холодных регионах, они могут применяться и в жарком сухом климате.

Рис. 3. Компактный дом стоечно-балочной деревянной конструкции для жаркого климата, общий вид.

В проекте жилого дома для сухого жаркого климата применена стоечно-балочная деревянная конструкция. Шатровая крыша с южной стороны оборудована солнечными коллекторами системы горячего водоснабжения.

Рис. 4. Компактный дом для жаркого климата, разрез:
1 - солнечная труба; 2 - водяной теплоаккумулятор; 3 - солнечный коллектор горячего водоснабжения; 4 - солнцезащитные решетки (перголы); 5 - массивное основание.

Рис. 5. Компактный дом для жаркого климата, план:
1 - гостиная; 2 - столовая; 3 - кухня; 4 - спальня; 5 - патио; 6 - стоянка (carport).

Линейный солнечный дом

Необходимость ориентации жилых помещений на юг в первых солнечных домах привела к созданию линейно-широтной планировочной схемы. Линейная схема широко распространена в загородных и сельских домах в США. В основе ее обычно лежит принцип ранчо — американской фермы со свободным размещением объемов, дающим возможность дальнейшего развития и в то же время изоляции от внешей среды. Важным элементом дома является замкнутый или полузамкнутый двор, образованный жилыми и хозяйственными постройками.

На рис. 1 изображен современный дом-ранчо, в котором применены различные способы пассивного солнечного отопления. Одноэтажное здание состоит из двух пересекающихся объемов (крестообразный план), наиболее протяженный из которых ориентирован на юг. В здании четыре энергоактивных зоны:

* столовая и гостиная обогреваются непосредственно солнечными лучами, которые в гостиной попадают прямо на массив камина;
* хозяйственные помещения цокольного этажа освещаются и отапливаются через южные окна благодаря естественному понижению уровня земли;
* обогрев и инсоляция спален осуществляется через коридор, служащий накопителем тепла.

Рис. 1. Солнечный дом-ранчо:
а - общий вид;
б - план;
1 - семейная комната; 2 - столовая; 3 - кухня; 4 - гостиная; 5 - камин-аккумулятор; 6 - патио; 7 - галерея; 8 - спальня; 9 - гараж.

Летом солнцезащита помещений обеспечивается при помощи козырьков, перголы, свесов кровли. Отапливаемая площадь дома 340 м2.

В жарком климате павильонная планировка издавна служила целям борьбы с высокой влажностью и перегревом. Вытянутый план, сквозное проветривание, обилие террас и балконов, размещение кухонь, прачечных в отдельном объеме — характерные черты этого жилища.

Для зданий, расположенных в жарком влажном климате, особенно важна усиленная естественная вентиляция, которая достигается за счет специфической организации покрытий, образующих повышенные в центре пирамидальные пространства с усиленной тягой, создаваемой проемами в верхней его части.