Можно ли построить солнечный дом в средней полосе России?

В связи с постоянным ростом цен на энергоносители у домовладельцев, проживающих в частных домах, возникает естественный вопрос об альтернативе общепринятым отопительным системам. Альтернативным источником энергии для отопления дома может являться солнечная энергия, но единого мнения о целесообразности использования солнечной энергии для отопления дома нет.

Часть домовладельцев наивно считает, что после установки на крыше нескольких панелей солнечных коллекторов их коттедж непременно превратится в солнечный дом. Приходится их разочаровывать, сообщив, что такая площадь панелей солнечных коллекторов достаточна лишь для солнечного нагрева воды, а для солнечной отопительной установки необходимо увеличивать площадь солнечных коллекторов в 10...15 раз, что в стоимостном выражении выльется в достаточно «кудрявую» сумму. Другие думают, что сам вопрос солнечного отопления настолько сложен, что простому смертному лучше за него и не браться. И все же построить солнечный дом в средней полосе России можно, но 100% солнечное отопление не должно быть самоцелью.

Использование Солнца в качестве источника теплоты нет ничего нового. Еще 2400 лет тому назад Сократ писал: «Сейчас в домах с видом на юг солнечные лучи проникают в галереи зимой, а летом путь солнца лежит над нашими головами и выше крыш так, что имеется тень. Если тогда это наилучшее устройство, то мы должны будем строить южный фасад дома более высоким, чтобы в дом поступали лучи зимнего солнца и северный фасад более низким, чтобы защитить дом от зимних ветров». Общепринято равномерное распределение окон на фасадах дома. При этом, через окна северной ориентации происходят неоправданно большие потери теплоты, через окна западной ориентации в зимнее время потери теплоты тоже весьма значительны, т.к. ветра у нас преимущественно западные, а в летнее время окна на западном фасаде дома трудно защитить от перегрева.

Если суммарная площадь окон вашего дома составляет 20% суммарной площади фасадов, то при переносе всех окон на южный фасад, площадь его остекления составит 80%, что значительно увеличит солнечную инсоляцию при одновременном снижении теплопотерь, происходивших через окна западного, северного и восточного фасадов. Этот простой феномен получил название «тепличный эффект».

 Рис 1. Дом Сета Петерсона

Сегодня дом, в котором используется эффект теплицы для отопления, мы называем «пассивным солнечным домом». Перенос всех окон на южный фасад — крайность, но желательно, конечно, до минимума уменьшить площадь окон западного, северного и восточного фасадов. Одним из первых архитекторов, начавших закладывать подобные решения в проекты частных домов, был Фрэнк Ллойд Райт.

Таким образом, вы можете превратить ваш дом в солнечный дом прямого солнечного обогрева (Direct Gain) и для этого вам не понадобится каких-либо сложных расчетов.Безусловно, такому дому свойственны определенные недостатки:

• высокая блесткость света;
• значительные колебания температуры.

(Seth Peterson House), интерьер

С недостатками такой системы отопления борются, изолируя солнечное пространство от жилого объема дома. Нагрев изолированного остекленного объема (Isolated Gain) практически является модификацией прямого обогрева, но в американской специальной литературе выделяется особо в силу чрезвычайной распространенности этого приема. Остекленный объем теплицы (атриума, оранжереи) может примыкать к южному фасаду дома, либо встраиваться в него. Нагреваемый в теплице воздух распространяется по остальным помещениям путем естественной конвекции или по каналам с механическим побуждением и несложной системой датчиков. 

Дом с солнечной теплицей (атриумом) для средней полосы России может представлять в плане трапецию или «наконечник стрелы». Примерами удачных решений домов такого типа могут являться дом Дугласа Балкомба и дом Чемпионов. 

• стоимость системы солнечного отопления;
• дополнительную теплоизоляцию ограждающих конструкций (стен, крыши, пола);
• возможную потребность в монтаже теплоизолирующих ставен.

В расчете, конечно, следует учитывать стоимость топлива на этот период, то есть закладывать прогнозируемые будущие цены на него. Таким образом, выполняется расчет со многими неизвестными.

Существует общее эмпирическое правило, согласно которому грамотно спроектированный пассивный солнечный дом в сравнении с традиционно спроектированным домом той же площади поможет снизить затраты на отопление на 75% при удорожании строительства всего лишь на 5...10%.

После выполнения расчетов может выясниться, что оптимальным для вас явится дом не со 100%, а 70...80% солнечным отоплением, т.к. систему необходимо будет монтировать в уже существующем доме. При этом дом не будет нуждаться в традиционном отоплении с февраля до конца ноября, а в декабре-январе может понадобиться дополнительное отопление. Дополнительной отопительной установкой в солнечном доме может являться дровяная каминопечь небольшой мощности, которая помимо выполнения чисто утилитарных функций создаст в доме островок уюта.

www.mensh.ru