РАСЧЕТ ПАССИВНЫХ ГЕЛИОСИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

При разработке технического задания и эскизном проектировании пассивной гелиосистемы отопления учитываются самые общие ограничения, налагаемые на систему такими факторами, как географическое местоположение здания и его назначение, размеры здания, допустимая стоимость, располагаемые или необходимые материалы и т. п. Как правило, ведется эскизная проработка нескольких вариантов гелиосистемы, которая заканчивается выбором предпочтительного варианта. После этого ведется разработка детального проекта и принимаются решения относительно расположения, размеров комнат, ориентации здания, выбора материалов и уточнения всех размеров. В результате выполнения этой второй стадии проектирования получается вполне конкретная конструктивная разработка здания. Иногда на этой стадии разрабатываются конкурирующие варианты, например отличающиеся различными архитектурно-планировочными решениями или используемыми строительными материалами, с учетом экономических и теплотехнических факторов. Это та стадия проектирования, на которой принимаются все основные архитектурные и инженерные решения. После этого выполняются рабочие чертежи со всеми необходимыми деталями - с указанием размеров, материалов, т. е. со всем, что требуется для осуществления строительства здания с пассивной гелиосистемой.

Относительная площадь солнцеулавливающих поверхностей в различных климатических зонах может составлять 10 - 100 % площади отапливаемых помещений. При этом за счет использования солнечной энергии обеспечивается определенная доля f (от 10 до 80 %) тепловой нагрузки отопления и соответственно уменьшается расход теплоты от топливного источника. В случае же использования подвижной тепловой изоляции, закрывающей в ночное время лучепрозрачные поверхности, теплопотери здания значительно снижаются и эффективность гелиосистемы возрастает в 1,5 - 2,5 раза. При расчете пассивных гелиосистем необходимо определить площадь светопрозрачных поверхностей наружных ограждений здания, используемых для улавливания солнечной энергии, и массу теплоаккумулирующих элементов пола, стен, потолка. Как правило, эти элементы выполняются из бетона, но для аккумулирования теплоты могут также использоваться емкости, заполненные водой. При этом удельные масса и объем теплоаккумулирующих элементов, отнесенные к 1 м2 площади остекленных поверхностей, ориентированных на юг, определяются в зависимости от доли f (%) солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки отопления как mак = Cf; vак = Cобf. Значения коэффициентов определяются видом теплоаккумулирующего элемента. Так, для емкости с водой C = 3 кг/(%∙м2) и Соб = 0,003 м3/(%∙м2), для бетонной или каменной стены (пола) - соответственно 15 и 0,0075.