Солнечный дом Хюллера.

В Северном Гессене в Эллерсхаузене, местечке Бад Сооден-Алендорф с 2003 года расположен так называемый солнечный дом.

Он не наносит вред окружающей среде и почти полностью работает на энергии солнца. Коллектор площадью 45м² нагревает гидроаккумулятор объемом 12 м².

Фотогальваническая установка производит около 5000 кВт/ч электричества в год. Отопительная нагрузка здания составляет 13,5 кВтч/м ²/год. Стандарт «пассивного дома».

Рис 2 вид классического «пассивного дома».

По определению института, занимающегося вопросами «пассивного дома», расположенного в Дармштадте, «пассивным» называется дом, у которого отопительная нагрузка меньше 15 кВт на м² в год. В доме с жилой площадью 100 м² это равносильно расходу мазута 150л. Для сравнения: среднее потребление в Германии составляет на данный момент 200 кВтч/м ²/год, соответственно 2000 л мазута, то есть, в 13 раз больше. Классический «пассивный дом», который в последнее время строится все чаще и чаще, обходится без обычной системы отопление – горячая вода.

Это достигается хорошей изоляцией. Оставшаяся незначительная потребность в теплоте восполняется благодаря тепловому насосу или небольшой газовой горелке. Они согревают свежий воздух, который затем по вентиляции распространяется по всему дому. Солнце используется пассивно и, возможно, для подогрева хозяйственно-питьевой воды и обычно не влияет на систему отопления дома. Здание характеризуется большой площадью остекления на юге и северным фасадом почти без окон. Односкатная крыша увеличивает площадь южного фасада. До 2001 года этот метод строительства не применялся, ситуацию переломил только план застройки в городе Бад Сооден-Алендорф. Но и застройщик вряд ли радовался подобной конструкции.

Положение и форма здания.

С одной стороны, дом должен был соответствовать энергосберегающим требованиям, с другой - приближаться по своему виду к домам этого региона. Здание было построено на направлении восток-запад. Это позволило использовать площадь окон, выходящих на юг, для пассивного и большую площадь крыши для активного использования солнечной энергии.

Отапливаемая часть  здания состоит из четырех ровных стен без ниш, выступов, эркеров, уклонов крыши и так далее. Подобные «охлаждающие ребра» привели бы к увеличению поверхности и тем самым к большим тепловым потерям здания. Архитектурные детали также избегались. Таким образом, можно было достичь хорошего соотношения внешних поверхностей - жилого помещения – объема (0,64).

Рис 3 отапливаемая часть дома только что возведена: четырехугольная коробка без единого украшения.

Благодаря форме крыши, на неотапливаемой поверхности которой размещены художественные элементы, дом не выглядит как стерильная коробка.  Однако, в первую очередь, форма крыши – это результат различных требований солнечной системы и конструктивной защиты от непогоды, например, защита древесины.

Большая часть крыши с южной стороны используется для установки коллектора под углом 55-60 градусов. Для достижения оптимальной годовой эффективности фотогальванического модуля требовался уклон крыши лишь в 25-30 градусов. Для конструктивной защиты от непогоды фасада с каркасной конструкцией и для защиты от солнца летом понадобился достаточный свес крыши. Полувальма и балкон были необходимы для защиты западного фасада от непогоды.

Таким образом, можно было отказаться от химического средства защиты древесины.  И расположение комнат было выбрано не случайно.  Комнаты, в которых люди проводят время чаще, такие, как гостиная, кухня, детская расположены на южной стороне, а спальня и ванная на северной.  Площадь окон на южной стороне почти в два раза больше, чем на северной стороне. Благодаря неотапливаемой выступающей части здания расположенный на севере вход защищен от холода. Он служит также для того, чтобы попасть в полностью неотапливаемый подвал, причем не потребовалось нарушать изоляцию для установки лестницы в подвал. По этой же причине в доме нет лестницы на чердак.  До чердака можно добраться по внешней лестнице с балкона.

Запастись солнечной энергией.

Представленный проект отличается от классического «пассивного дома». В нем используются такие компоненты «пассивного дома», как хорошая изоляция, вентиляция с рекуперацией тепла, а также тройные стеклопакеты, однако для обеспечения потребности в тепле «активно» используется солнце. Площадь коллектора расположена на южной стороне под углом наклона 55 градусов (оптимальное положение для использования солнечного излучения зимой). Коллектор нагревает водный аккумулятор высотой 5,5 метров, расположенный внутри дома на двух этажах. Внутри дома расположен резервуар объемом 12300л, в верхнюю часть которого встроен бойлер из высококачественной стали для подогрева хозяйственно-питьевой воды.  Можно сказать, что дом построен вокруг резервуара для воды.

Преимущество данной конструкции заключается в том, что излучаемое, несмотря на хорошую изоляцию, тепло остается в жилом помещении, а не отапливает подвал. То же самое касается системы горячей воды и отопления. Система отопления работает, таким образом, практически без потерь. Разогретая один раз в зависимости от погодных условий система может работать несколько недель. Но в холодные морозные ясные зимние дни в системе будет содержаться больше энергии, чем требуется. Чтобы оптимально использовать солнце зимой, управление системой берет на себя программируемое управление, которое называется «менеджер накопителя». В зависимости от температуры коллектора тепло распределяется по различным слоям накопителя. «Солнечная жидкость» всегда поступает в накопитель через нижний теплообменник, и солнечное тепло используется оптимально. Даже при заборе жидкости для отопления пятерной смеситель работает таким образом, что сначала охлаждаются нижние слои накопителя. Так поддерживается необходимое для работы накопителя температурное расслоение. Даже низкие температуры могут быть использованы для отопления помещения, что говорит о высоком КПД установки.

Рис 4 накопитель высотой 5,5 метра поднимется в дом…

Рис 5…его хватит на два этажа.

Рис 6 одно из полей коллектора размером 15 m² поднимается на крышу.

Рис7  нагревательный элемент на стенах перед оштукатуриванием

Стенное отопление.

Приняв решение использовать солнце в качестве основного источника тепла, нерационально нагревать свежий воздух, как в классическом «пассивном доме». Для этого необходима вода температурой 50-60 градусов, достичь этого температурного уровня зимой очень трудно. Распределение тепла происходит по стеновому отоплению. По тонким медным трубам, незаметным за поверхностью стен в комнатах, течет теплая вода температурой 25-28 градусов. Таким образом, вырабатывается здоровая и приятная теплота излучения. В противоположность «теплому полу» в этом случае тепло медленно распределяется по всей конструкции дома. Если сэкономить на установке «теплого пола», то иногда проявляются неприятные нарушения системы циркуляции, либо с пола под влиянием движения теплого воздуха будет подниматься пыль. Далее почти во всех комнатах можно сделать деревянный настил: мечта строителей, которую нельзя воплотить при «теплом поле».  Однако требуется осторожность, если надо повесить картины или книжные полки. Нельзя беззаботно вбивать гвозди в стены. При помощи термофольги, инфракрасного термометра, металлоискателя или просто тестера на испарение можно определить местоположение медной трубы.