«Сонячна архітектура» - термін, який би різні підходи до проектування житла. Їх об'єднує головне - прагнення отримати якомога більше енергії для обігріву та освітлення приміщення з навколишнього середовища. Звичайно, будинки, побудовані в повній відповідності з «сонячними» канонами, виглядають злегка екзотично. Але деякі способи заощадити на теплі і світлі цілком згодяться і для звичайної дачі.

При проектуванні «сонячного дому» будь-який фахівець вирішує цілий комплекс проблем, пов'язаних з енергоефективністю. Йому потрібно:

1) отримати якомога більше сонячного тепла в холодну пору року;
2) скоротити втрати, щоб отримане тепло приносило економічний ефект;
3) забезпечити рівномірний прогрів приміщення і згладити добові перепади температури;
4) улітку вберегтися від спеки і забезпечити приплив прохолодного повітря.

У місті комфортний мікроклімат зазвичай створюють кондиціонери та обігрівачі. Але це тягне високі енерговитрати. У заміському будинку проблеми реально вирішити принципово іншим шляхом.

Як отримати більше тепла?

Взимку у нас є два природних джерела тепла - сонце і земля. Сонце, звичайно, важливіше, тому будинок повинен стояти обличчям до нього. Всі житлові кімнати - вікнами на південну сторону! Нехай вони ловлять кожен промінь, від сходу і заходу. Нехитрі архітектурні прийоми полегшать завдання:

- напівкруглий південний фасад. Сонце ходить навколо будинку і постійно світить на нього прямими променями.

- еркери з великими вікнами на південно-східному і південно-західному кутах будівель. Вранці і ввечері хочеться отримувати якомога більше тепла і світла. Подібна конструкція подарує вам їх.

- світлопрозорий купол (або південний схил покрівлі) в якості другого світла.

Друге світло - це розкіш, недоступна більшості жителів багатоквартирних будинків. Гріх не отримати її у власному заміському будинку!

- атріум на південному фасаді. Атріум як архітектурний елемент відомий нам з історії Стародавнього Риму. Спочатку там називали так внутрішній двір (саме слово походить від прикметника ater - «закопчений»: в атріумах влаштовували вогнище).

Але в будинках багатих римлян призначення атріуму поступово змінювалося. Згодом так стали називати просторі приміщення, що примикають до парадного входу і кабінету господаря. Вельможі використовували його як приймальню і навіть як місце для урочистих зборів.

У «сонячної архітектурі» атріум - це велика світла кімната, часто з прозорою стіною або дахом. Вона допомагає отримувати тепло і розподіляти його по дому (цей момент ми ще розглянемо).

Отримувати світло і тепло через вікно - це просто. Але ж не в будь-якій місцевості взимку часто світить яскраве сонце. Та й світловий день може бути коротким. Для тих, кому не дуже пощастило з кліматом, є запасний варіант: заглиблення будинку.

Заглибити в землю, ви використовуєте її тепло. Не секрет, що нижче двометрового шару температура грунту завжди позитивна. У зв'язку з цим розумно влаштувати спальні глибше. Адже в них не потрібне яскраве світло. Головне, щоб було тепло.

Звичайно, «сонячний будинок» ніколи не будують у вигляді землянки. Підземна частина обов'язково поєднується з надземної, широко заскленої. Ролі розподіляються так: верхній блок збирає сонячну енергію, нижній - зберігає.

Ритм життя в «сонячному» будинку безпосередньо залежить від погоди і клімату. Є простір, де комфортно днем, а є місця, де добре провести ніч. Влітку житлова площа звичайно розширюється. Взимку - звужується, щоб економно витрачати тепло.

Поділ приміщень на літні та зимові - хороший прийом, ним користуються навіть деякі жителі звичайних будинків, підключених до газопроводу. Навіщо взимку опалювати порожні приміщення? Але щоб зберегти в будинку комфорт, ще на етапі проектування визначте «зимовий» і «літній» контур. Закладіть в стіни між ними досить утеплювача. Двері між половинами теж повинні бути утепленими.

Як втратити менше тепла?

До цього питання ми вже підійшли впритул. Заглиблення в грунт - це один із способів скоротити тепловтрати. Є й інші.

Важлива форма будинку. Деякі «сонячні» будинки будують у вигляді півсфери. Вона дає мінімальну поверхню зовнішніх стін при максимальній площі статі. А якщо площа стін менше, то менше і тепловіддача через них. Але круглі стіни - це, звичайно, для любителів архітектурного екстриму.

Більш підходяща для будинку фігура з мінімальною площею зовнішніх стін - це куб. Волею-неволею згадуєш стандартну російську хатинку: 6 на 6 метрів і піч посередині.

Але сонячні будинки так не будують, бо вони повинні бути відкриті сонця, мати великий південний фасад. Часто будинок проектують в формі паралелепіпеда, більший фасад якого (південний і північний) в 1,6 разів довше меншого (західного і східного). Обґрунтовується це правилом «золотого перетину». А з ним, як відомо, не посперечаєшся .

Іноді сонячні будинки схожі на трикутник або трапецію.

Форма виходить така: великий південний фасад, північно-західний і північно-східний - поменше, а північний - найменший, або ж його зовсім немає. Акцент тут робиться на вловлювання сонячного світла, а не на збереження тепла. У Росії це може бути застосовано хіба що в південних регіонах.

Щоб втрачати менше тепла, враховуйте розу вітрів при проектуванні приміщень в будинку і споруд у дворі. З'ясуйте, звідки взимку частіше дмуть холодні вітри. І з того боку простройте до дому неопалювані приміщення: гараж, засклену веранду, майстерню.

В крайньому випадку, підійде щільна посадка високих дерев, наприклад, груш.

Як зберегти тепло в будинку?

Стіни сонячних будинків дуже добре утеплені. Переважна більшість з них побудовано за каркасною або панельній технології.

Усередині стін використовуються ефективні утеплювачі: пінопласти, мінвати, солома ... Все, що є в вашому регіоні.

Важлива частина сонячного будинку - теплоаккумулятор. Це масивний елемент конструкції, який добре прогрівається вдень, щоб поступово віддавати тепло вночі. Роль теплоаккумулятора може грати бетонний або кам'яну підлогу, внутрішні стіни з цегли.

Іноді під підлогою влаштовують резервуари з водою. На зиму в них запасають теплу воду, а влітку - прохолодну. Велика роль в збереженні тепла відводиться і конструкції вікна. Використовуються склопакети з інертними газами і ІК-склом.

З ІК-стеклами потрібно бути обережним. Вони мають покриття, яке перешкоджає проходженню теплових променів. Це приносить явну користь зимової ночі або літнього дня. Але ось, якщо ви маєте намір ловити сонячні промені взимку, то таке скло буде перешкодою. Так що зважуйте всі заздалегідь.

Велика площа скління - це не завжди комфортно. Люди не люблять відчувати себе, як на вітрині. Тому великі вікна повинні забезпечуватися віконницями або жалюзі, бажано автоматизованими. Віконниці - це ще і спосіб зберегти тепло зимової ночі, особливо в вітряну погоду. Не забувайте про таку просту і ефективну штуці для збереження тепла, як щільні багатошарові штори. Допомагають не тільки зимової ночі, а й в літню спеку.

Як розподілити тепло в будинку?

Будинок нагрівається з південного боку, а з півночі залишається холодним. Тепло потрібно розподіляти рівномірно. Це актуально і влітку, щоб уникнути перегріву. Частково з цим завданням справляються теплоакумулятори. Але вони працюють повільно. Ключову роль відіграє система вентиляції. Класична схема вентиляції сонячного будинку пов'язана з атріумом і підземним воздуховодом.

Атріум розташований на південній стороні будинку і в нього виходять балкони або вікна з двох поверхів. У будинку може бути всього один поверх, але в такому випадку стеля атріуму роблять трохи вище стелі житлових кімнат.
За рахунок прогріву сонцем в атріумі створюється висхідний потік повітря, його іноді називають «сонячна труба». Таким чином, для системи вентиляції використовується природна тяга.

Повітря надходить в будинок через підземний повітропровід. Повітрозабір, як правило, знаходиться на північній стороні будинку. Підземний повітропровід хороший тим, що взимку він підігріває повітря за рахунок тепла землі, а влітку - трохи охолоджує його. Чим довше і глибше повітропровід, тим помітніше цей ефект.

1 - заслінки регулюють перемикання на літній і зимовий і режим
2 - промені літнього сонця
3 - промені зимового сонця
4 - зовнішня стіна атріуму
5 - повітрозабір системи вентиляції
6 - вихід з підземного воздуховода
7 - вихід повітря після рекуперації

Для системи вентиляції є літній і зимовий режим. Влітку повітря з підземного воздуховода подається в житлові кімнати першого поверху. З кімнат потік повітря спрямовується в атріум, де постійно існує тяга вгору. Підігріває сонцем повітря піднімається по атріуму на горище і виводиться назовні через вентиляційні висновки в покрівлі.

Якщо є другий поверх, то він легко включається в цю систему. Повітря в кімнати може подаватися як з підземного воздуховода, так і просто з кватирки на північній стороні будівлі. З другого поверху повітря так само виходить в атріум.

Взимку схема змінюється. Повітря з підземного воздуховода подається в нижню частину атріуму для прогріву. На стелі атріуму вентиляційні засувки закриваються, щоб не випускати тепло на горище. У той же час відкриваються засувки у вентиляційних трубах в північній частині будівлі. Теплому повітрю з атріуму не залишається іншого виходу, крім як пройти через житлові кімнати - і вирватися назовні.

Як видно, система вентиляції на природній тязі ефективніше працює влітку. Взимку ж добре прогрівається тільки другий поверх, при цьому тепле повітря постійно виводиться з будинку. Вирішити цю проблему допомагає система рекуперації.

повернення тепла

Рекуператори - це прилади, які вміють забирати тепло у виходить назовні повітря і повертати це тепло в будинок. Рекуператор складається з системи теплообмінників, які працюють за принципом звичайного холодильника. Різниця тільки в тому, що холодильник охолоджує повітря в морозильній камері і виводить тепло на свою задню стінку. Рекуператор ж охолоджує виходить з дому повітря, а тепло повертає всередину приміщення. Теплий потік повітря від рекуператора логічно направити в кімнати першого поверху за допомогою вентилятора.

Зрозуміло, що рекуператор і вентилятор працюють на електриці. Але все ж витрата енергії виходить набагато менше, ніж при використанні електроприладів для нагрівання повітря в кімнаті до тієї ж температури.

Спрощений варіант рекуператора працює без компресора і хладогена. Енергія передається від теплого повітря холодного за допомогою металевого теплообмінника. Електроенергія при цьому не споживається.

Як боротися з перегрівом?

Форма і планування сонячного будинку спеціально підібрані так, щоб залучати більше теплих променів. Але як бути влітку?

Рецептів тут трохи, але всі вони прості й ефективні. На великі вікна можна встановити жалюзі, якими легко регулювати кількість надходить світла. Жалюзі повинні бути розташовані зовні, інакше вони самі будуть працювати як потужний нагрівач.

Ще більш просте рішення - це козирок над вікном. Протягом року траєкторія руху сонця по небосхилу змінюється. Козирок проектується таким чином, щоб низьке зимове сонце безперешкодно світило у вікна, а високе літній закривалося.

У цьому «сонячному будинку» козирок намагаються вписати в архітектурний вигляд. У будинку ж з традиційною архітектурою можна зробити тимчасовий навіс над вікном на літній сезон.

А ви пробували зробити ваш будинок енергоефективним?