sisteme solare pasive

30
Constantin Dragos gr.45 SISTEME SOLARE PASIVE IN ARHITECTURA Luand in considerare situatia actuala a climei de pe globul pamantesc, gradul ridicat de poluare, precum si rezultatele tot mai vizibile ale efectului de sera, ideea realizarii in arhitectura si nu numai a unor sisteme care, mentinand sau chiar imbunatatind functionalitatea unor sisteme “obisnuite” echivalente, sa opereze fara a contribui direct sau indirect la cresterea nivelului de poluare a depasit faza sa utopica. In tarile dezvoltate, constientizarea publicului larg cu privire la grava situatie a poluarii isi face simtite efectele in arhitectura prin aparitia unei game largi de constructii eficiente sau chiar independente din punct de vedere energetic. La un anumit nivel, pierderile de energie datorate erorilor constructive sau de proiectare au fost rezolvate prin impunerea unor normative severe in acest sens, in special prin precizarea clara a nivelului de izolare termica necesara. Ca rezultat direct al acestui fapt, consumul de energie (utilizata in special pentru incalzirea sau racirea locuintelor) in tarile dezvoltate a scazut la

Upload: sandra3112

Post on 03-Jul-2015

332 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sisteme solare pasive

Constantin Dragos gr.45

SISTEME SOLARE PASIVE IN ARHITECTURA

Luand in considerare situatia actuala a climei de pe globul pamantesc, gradul ridicat de poluare, precum si rezultatele tot mai vizibile ale efectului de sera, ideea realizarii in arhitectura si nu numai a unor sisteme care, mentinand sau chiar imbunatatind functionalitatea unor sisteme “obisnuite” echivalente, sa opereze fara a contribui direct sau indirect la cresterea nivelului de poluare a depasit faza sa utopica. In tarile dezvoltate, constientizarea publicului larg cu privire la grava situatie a poluarii isi face simtite efectele in arhitectura prin aparitia unei game largi de constructii eficiente sau chiar independente din punct de vedere energetic.

La un anumit nivel, pierderile de energie datorate erorilor constructive sau de proiectare au fost rezolvate prin impunerea unor normative severe in acest sens, in special prin precizarea clara a nivelului de izolare termica necesara. Ca rezultat direct al acestui fapt, consumul de energie (utilizata in special pentru incalzirea sau racirea locuintelor) in tarile dezvoltate a scazut la aproximativ o treime din cel inregistrat in timpul infloririi erei industriale.

In ciuda imbunatatirii situatiei din punct de vedere al confortului termic obtinut si a cantitatii mai reduse de combustibil traditional utilizata pentru producerea energiei, problema, in ansamblu, continua sa existe. O posibila solutie consta in utilizarea unei surse de energie gratuita si disponibila in mari cantitati: energia solara. In prezent sistemele de transformare a energiei solare direct in energie electrica sau termica au un randament relativ redus sau preturi mari, insa se imbunatatesc in mod constant. Energia solara poate fi insa utilizata si in alt mod: prin adaptarea spatiului arhitectural la mediul inconjurator, precum si prin utilizarea unor dispozitive putin sofisticate. Aceste constructii sunt, de fapt, sisteme solare pasive, ce folosesc la maxim energia soarelui pentru climatizare, care nu necesita (sau nu folosesc in mod intens) instalatii mecanice de ventilatie si incalzire. O constructie conceputa ca un sistem solar pasiv bine proiectat va avea temperaturi relativ egale si confortabile pe toata durata anului si va folosi

Page 2: Sisteme solare pasive

bine lumina naturala. Ca urmare a acestui fapt va folosi mai putina energie pentru incalzire, climatizare sau iluminat decat o constructie obisnuita si va produce mai putine emisii poluante ce contribuie la mentinerea efectului de sera.

Privind problema din punct de vedere istoric, se pare ca aceste sisteme solare pasive au fost utilizate din cele mai vechi timpuri. Vechii greci, confruntati cu o

criza de combustibil, au proiectat orase in Grecia sau Asia Mica ale caror strazi formau retele rectangulare orientate nord-sud si est vest care permitea fiecarei case sa se orienteze astfel incat sa primeasca iarna, dinspre sud, lumina solara si, implicit caldura solara.

Casele patricienilor romani dispuneau de o incapere orientata spre sud, numita heliocaminus (cuptor solar). Acestea se incalzeau in timpul iernii mai puternic decat casele grecesti deoarece golurile erau inchise cu materiale transparente,

precum mica sau sticla ce actionau ca adevarate “capcane solare”, lasand caldura sa intre in interior si nelasand-o sa scape in exterior. De altfel, Vitruviu avertiza asupra necesitatii protejarii nordului locuintei si a orientarii principalelor incaperi catre sud. Totodata, romanii au emis legi care reglementa constructia locuintelor, nepermitand blocarea razelor solare de catre alte constructii.

Casa traditionala romaneasca da si ea dovada de o deosebita capacitate de utilizare si conservare a energiei solare. Prispa este orientata catre sud, pentru a capta razele soarelui iarna, insa streasina apara interiorul de soarele verii. Peretii din pamant si lemn sunt relativ bine izolati termic si au o inertie termica suficienta. Podul izolat cu materiale naturale devine un spatiu tampon intre interior si exterior, impedicand o racire sau o incalzire excesiva a interiorului.

Page 3: Sisteme solare pasive

In Arizona s-au descoperit constructii preistorice sapate in stanca, orientate spre sud, care foloseau aceste principii in mod instinctiv. Masa mare a stancii avea o inertie termica remarcabila, pastrand o temperatura acceptabila si permitand luminarea naturala a incaperilor. Totodata permitea patrunderea energiei solare in timpul iernii, si o impiedica in timpul verii prin utilizarea perfecta a

mediului natural (streasina existenta din stanca).

Incepand cu Revolutia industriala se pare ca omul a inceput sa abandoneze aceste modalitati eficiente de utilizare a energiei solare si a inceput sa depinda, in aroganta sa de conditionarea artificiala a mediului locuintelor sale, metode care nu sunt numai energofage, ci si daunatoare pentru mediul ambiant.

In prezent se pune problema realizarii unor constructii care sa imbine in mod fericit atat confortul cu care suntem obisnuiti, cat si eficienta energetica si controlul emisiilor nocive.

Exista, in principiu trei modalitati de captare a energiei solare in mod pasiv:

● Direct : lumina solara este admisa in spatiul respectiv, prin ferestre orientate spre sud si convertita in energie termica. Peretii si pardoseala actioneaza ca mediu

de depozitare pentru aceasta. Noaptea, cand spatiul interior se raceste, sensul de transfer al energiei termice se inverseaza,

pentru a mentine echilibrul de temperatura.Acest sistem este usor de aplicat in practica, existand posibilitatea de a-l utiliza

in constructii variate, pentru realizarea unui sistem solar pasiv eficient aproximativ jumatate din suprafata totala interioara trebuie sa fie construita din

materiale cu inertie termica mare.

● Indirect: acest sistem foloseste elementele de baza ale captarii energiei solare in combinatie cu procesul de convectie. Asfel, materialele ce vor retine caldura sunt plasate intre spatiul interior si soare, astfel incat nu exista incalzire directa a camerei. De exemplu, un perete de “stocare” de culoare inchisa (perete Trombe) este plasat in spatele

Page 4: Sisteme solare pasive

unei ferestre sudice, absorbind caldura si stocand-o sau, eventual, transmitand-o prin masa materialului catre spatiul interior. Pentru a preveni o supraincalzire a materialului si pentru a se asigura o distributie a cladurii, la partea de sus si de jos a peretelui se practica orificii de distributie a aerului, rezultand un “circuit de convectie natural”. Peretele Trombe poate fi alcatuit din diferite materiale masive cu inertie termica mare: zidarie,piatra, chiar rezervoare de apa. Unul dintre marile avantaje ale acestui sistem este acela ca poate fi utilizat in toate incaperile, nefiind necesara o anumita orientare fata de punctele cardinale.

● Izolat: foloseste un fluid (lichid sau aer) pentru a colecta caldura intr-un colector solar atasat cladirii. Caldura e transmisa prin tevi prin convectie naturala intr-un “recipient” de depozitare, de unde este transmisa din nou in colectorul solar. Pentru ca sistemul sa functioneze fara mecanisme (sa fie un sistem solar pasiv), este necesar ca spatiile care trebuie incalzite sa fie situate mai sus decat recipientele de depozitare, care, la randul lor trebuie situate mai sus decat colectoarele solare.

De cele mai multe ori este de preferat sa se utilizeze mai mult decat un singur sistem de incalzire pasiva, din cauza cerintelor de ordin functional si estetic. In mare, 1mp dintr-o fereastra ce capteaza energie solara in mod direct este echivalent cu 2mp de suprafata de element de depozitare a caldurii.

Confortul termic este influentat de trei factori principali: temperatura medie radianta, umiditatea si miscarea aerului. Este posibil sa maximizam eficienta celor trei factori prin folosirea in mod corect a principiilor arhitecturii solare si, totodata sa reducem dependenta de surse de energie exterioare.

Principalul obiectiv al proiectarii “constructiilor solare” este de a maximiza castigul de caldura in timpul iernii si de a-l minimiza in timpul verii. Apare deci o contradictie intre rolurile pe care anvelopa cladirii trebuie sa le aiba in decursul unui an. Totodata este importanta asigurarea unei iluminari naturale bune in toate spatiile importante ale cladirii.

Pentru controlul climatic al constructiei trebuie luate in considerare inca din faza de proiectare urmatorii factori: configuratia si climatul terenului, anvelopa constructiei, precum si castigurile de caldura interioare.

● Elementele existente pe sit pot imbunatati microclimatul unor constructii, daca inca de la inceput se iau in considerare conditiile topografice, cladirile adiacente, vegetatia, vanturile existente, orientarea fata de soare, forma cladirii, ventilatia naturala. Ca rezultat al acestor factori pot aparea variate configuratii spatiale ale constructiilor.

Vegetatia inconjuratoare poate imbunatati microclimatul atat iarna prin protejarea constructiei de curentii de aer reci, cat si vara prin umbrire, racire prin

Page 5: Sisteme solare pasive

evaporare si conducerea unor curenti de aer. Vegetatia absoarbe o mare cantitate de caldura in timpul verii, pastrand temperaturi mai mici la nivelul solului. Elementele de protectie impotriva vantului creaza diferente de presiune in jurul cladirilor, imbunatatind ventilatia. Golurile in aceste elemente, precum si cele dintre cladiri pot crea curenti de aer avand viteze cu aproximativ 20% mai mari decat cele initiale.

Prezenta unor oglinzi de apa poate fi utilizata pentru racirea aerului vara si pentru incalzire in anotimpul rece (prin caldura inmagazinata care se transmite mediului ambiant).

Un alt factor important este orientarea fata de punctele cardinale si fata de vanturile dominante. Aceasta orientare este in mare masura dependenta de conditiile climatice existente, dar si de functiunea constructiei. Astfel, in conditiile climei din Romania, orientarea incaperilor principale spre sud este o optiune viabila (luand insa in considerare metode de protectie impotriva insoririi excesive in timpul verii), insa in zonele calde, principalele deschideri ale cladirii trebuie sa fie spre nord. Directia vanturilor dominante trebuie si ea luata in consideratie pentru asigurarea unei ventilari adecvate in interiorul cladirii.

● Forma constructiei si organizarea spatiului interior pot influenta expunerea la radiatia solara incidenta, existenta in cantitati suficiente a luminii naturale. In general o cladire compacta va avea o suprafata expusa mica, oferind avantaje in privinta suprafetei expuse atat in cazul supraincalzirii cat si in acela al pierderilor de caldura. Peretii orientati spre nord tind sa piarda caldura in timpul iernii, primind mai putina lumina solara.

Ca urmare dimensiunea acestora poate fi redusa, prin accentuarea pantei acoperisului in zona lor, sau prin plasarea lor in continuarea unei forme de relef naturale sau artificiala.

Incaperile mai rar folosite pot fi plasate spre nord, formand o zona-tampon.Cu toate acestea, exista mijloace de compensare a eventulalelor deficiente de

proiectare a formei constructiei, astfel incat arhitectul sa nu fie “constrans” intr-o masura prea mare. Mai importante sunt efectele formei cladirii asupra ventilatiei interioare.

O metoda de captare indirecta a energiei este acela de a atasa o sera de constructie, fiind utilizata ca un colector de caldura, insa avand avantajul unei functionalitati superioare. In functia sa de captator, adica generator de calorii, sera isi limiteaza campul sau de aplicare reducand orientarile la cele cuprinse intre sud-est si sud-vest (pentru latitudinea noastra). Se disting doua tipuri de sera captator, diferite ca functionare: serele pasive si active (cele active folosind ventilatia fortata pentru extragerea caloriilor). Performantele serelor depind de bilantul lor termic (pierdere-castig) care trebuie sa fie cel mai favorabil in timpul

Page 6: Sisteme solare pasive

iernii. Ca pozitie in cadrul constructiei, cea mai favorabila este aceea in care sera este bordata de cladire pe trei parti.

Diverse pozitii ale serei in raport cu cladirea:

Page 7: Sisteme solare pasive

Diverse tipuri de sere si caracteristicile acestora:

Un alt sistem de captare a energiei solare este acela al amenajarii in podul locuintei al unui bazin cu apa, ce joaca rolul de “depozit termic”, caldura distribuindu-se prin intermediul unui “radiator” in mod echivalent in tavanele de deasupra tuturor incaperilor. Rolul acestui bazin este acela de a reduce temperatura in timpul verii si de a o ridica in timpul iernii.

● Ventilatia naturala produce scaderea temperaturii ambiante fara utilizarea aparatelor mecanice, realizand importante economii de energie. Curentii de aer sunt rezultatul diferentelor de presiune in interiorul si in exteriorul cladirii. Aerul se misca dinspre zonele cu presiune mare spre cele cu presiune mica. Cand temperatura exterioara este mai mica decat cea interioara ventilatia cladirii poate elimina castigurile de caldura din timpul zilei si sa raceasca aerul interior in timpul noptii daca este necesar. Miscarea aerului din interior mareste schimbul de caldura prin convectie pecum si evaporarea apei la nivelul pielii, producand senzatia de confort. Pentru ca evaporarea sa fie eficienta umiditatea relativa a aerului inconjurator nu trebuie sa depaseasca 85%.

Ventialatia naturala este influentata in mod determinant de configuratia cladirii si a spatiului inconjurator acesteia, precum si de dimensiunea si pozitia golurilor.

Page 8: Sisteme solare pasive

- Multe cladiri au incaperi cu un singur perete exterior, care chiar daca are doua ferestre distantate cat mai mult posibil nu sunt ventilate suficient. Pentru remedierea acestei deficiente se pot prevedea in exterior mici pile orientate perpendicular pe perete ce creaza zone de presiune diferita (pozitiva/negativa) la nivelul celor doua ferestre, realizant ventilarea camerei prin admisia aerului printr-o fereastra si evacuarea acestuia prin cealalta.

- O alta metoda de ventilare naturale o constituie turnurile de ventilatie, ce folosesc forta vantului pentru a genera miscari de aer in interiorul cladirii. Un orificiu de admisie lasa aerul sa intre in cladire, evacuand aerul cald spre varful turnului (prevazut cu un capac ce ajuta la scaderea presiunii, favorizand circulatia aerului). Acest sistem este ajutat si de miscarea ascensionala a aerului cald.

- Un alt tip de turn de ventilatie foloseste in mod direct caldura generata de razele solare pentru a asigura miscarea curentilor de aer in cladirie. Diferenta de temperatura intre aerul din varful turnului si cel din cladirii creeaza un curent de aer ascendent.

● Anvelopa cladirii trebuie sa raspunda la o gama variata de conditii climatice, incluzand temperaturi extreme, radiatie solara, precipitatii si vant. Anvelopa va trebui sa actioneze in diferite perioade ca filtru de caldura, ca element de transfer sau ca disipator. O selectie atenta a materialelor poate controla transferul termic.- Cand razele soarelui lovesc o suprafata, acestea sunt reflectate, transmise

mai departe sau absorbite, in functie de textura, culoarea sau transparenta suprafetei. Toate suprafetele opace reflecta si absorb radiatia solara, insa o fac in moduri diferite: o suprafata rugoasa, precum tencuiala o reflecta in mod neuniform, pe cand o suprafata lucioasa o reflecta uniform, unghiul de incidenta fiind egal cu cel de reflectie. Lungimile de unda ale radiatiei reflectate depind de culoarea suprafetei (de exemplu o tencuiala rosie va reflecta radiatii luminoase avand lungimi de unda cuprinse in spectrul luminii rosii si va absorbi restul radiatiilor, in timp ce o suprafata neagra absoarbe radiatii de toate lungimile de unda in spectrul vizibil). Aceste fenomene sunt utilizate pentru captarea si depozitarea energiei solare. Pe masura ce un material absoarbe radiatia si miscarea moleculara in interiorul acestuia se accelereaza, energia calorica este redistribuita uniform in volumul materialului pentru a mentine echilibrul general.

- Este foarte importanta capacitatea materialului de a absorbi caldura. Aceasta capacitate a materialului creste proportional cu densitatea sa. Intr-o cladire, elementele cu o capacitate sporita de a absorbi caldura pot, in

Page 9: Sisteme solare pasive

cazul in care sunt pozitionate corect, sa stocheze energie ziua in timpul iernii si sa o iradieze in timpul noptii. In timpul verii, masa elementului protejeaza interiorul de lumina solara directa, actionand ca un radiator.Exemple de astfel de elemente cu inertie termica mare sunt peretii sau placile de beton, caramida, piatra, pamant sau chiar rezervoare de apa.

- Izolatia peretilor este vitala pentru a mentine temperaturi constante in constructiile solare pasive. Exista numeroase tipuri de izolatii eficiente care, relationate cu elemente masive, cu inertie termica mare pot realiza efectul scontat. Izolatia trebuie sa combine doua procese fizice: sa reduca transferul termic la nivelul anvelopei precum si transferul termic prin radiatie. Pentru impiedicarea ultimului o solutie poate fi folia de aluminiu alaturi de un gol de aer ventilat si de o izolatie eficienta. Cand sunt bine instalate aceste bariere pot economisi energia pentru ventilatie cu pana la 10%.

- Proiectarea golurilor trebuie sa asigure un echilibru intre incalzire, racire si asigurarea luminii naturale. Folosirea unei game largi de dispozitive de control al insoririi: jaluzele, parasolare, etc. – fixe sau mobile este de multe ori necesara pe fatada sudica. Tamplaria dubla sau cu geamuri de tip termopan va reduce pierderile de caldura in zonele reci si temperate. Vegetatia poate asigura filtrarea luminii solare si, implicit diminua cantitatea de caldura. Tipuri speciale de sticla si folii protectoare sunt disponibile pentru a filtra radiatii luminoase de diferite lungimi de unda. Numarul ferestrelor poate influenta pierderile de caldura si ventilatia naturala in interior.Existenta unui vestibul reduce pierderea de caldura in special la cladirile mici.

Page 10: Sisteme solare pasive

Exemplu de sistem pasiv cu aer, ce foloseste fenomenul de convectie:

Acest sistem are ca avantaje: reducerea costului prin folosirea unei tehnologii simple si eliminarea captatorilor separati, insa impune existanta unui perete opac inspre sud, care poate pierde caldura in timpul noptii, daca nu este bine izolat. Totodata, eficienta acestuia in zonele cu ierni lungi este scazuta.

Acest tip de arhitectura, prea putin raspandit inca, combina in mod fericit ecologia, eficienta energetica, precum si costuri mai reduse decat alte tipuri de arhitectura “verde”, avand psoibilitati deosebite de dezvoltare ulterioara.

Page 11: Sisteme solare pasive

EXEMPLE DE CONSTRUCTII CE UTILIZEAZA PRINCIPIILE CAPTARII ENERGIEI SOLARE FOLOSIND SISTEME PASIVE:

1. Centru de vinificatie Dominus din Napa Valley, California, SUA-1997Arh. J.Herzog, P. de Meuron

Aceasta constructie dovedeste faptul ca principiile arhitecturii solare nu trebuie sa-si gaseasca aplicatie numai in domeniul locuintelor, ci si in acela al constructiilor industriale.Cladirea, lunga de 110m include in linearitatea sa cele trei mari functiuni: sala

cisternelor, sala de maturare, si sala de imbuteliere si depozitare. Ideea compozitiei texturii si a materialului provine din faptul ca in aceasta zona a Californiei climatul are limite extreme, ziua fiind foarte cald, iar noaptea foarte rece. A rezultat o “textura” capabila sa profite de aceste conditii climatice – realizata din “custi” metalice, containere de plasa metalica umplute cu pietre bazaltice, situate in fata peretilor. Acestea formeaza o masa inerta care izoleaza impotriva caldurii ziua si impotriva frigului noaptea (constituind, de fapt un “depozit” de caldura). Custile sunt umplute mai mult sau mai putin dens, astfel incat patrunderea luminii naturale sa se faca controlat. Rezultatul direct acestui sistem il reprezinta reducerea simtitoare a folosirii sistemului de climatizare, prin mentinera unei temperaturi constante in interior, optima pentru procesele de fabricatie si depozitare.

Page 12: Sisteme solare pasive

Detalii ale containerelor din plasa metalica, umplute cu pietre bazaltice, a caror culoare variaza de la negru la verde.

Page 13: Sisteme solare pasive

2. Scoala elementara Rose in Tucson, Arizona, SUAArh. A. Brown

Acest proiect dateaza din anul 1948 si reprezinta prima cladire publica ce folosea energia solara pentru incalzire. Avand in vedere ca orele tineau de la ora 9 la ora 15, incalzirea pe timp de noapte nu constituia o problema.Podul constructiei era transformat in captator de caldura, fiind impartit in

canale determnate chiar de structura de rezistenta. Aerul cald circula actionat de ventilatoare, care-l distribuiau in salile de clasa in functie de necesitati.Acest sistem a functionat pana in 1958 (producand 86% din energia calorica

necesara intregii scoli), cand in urma extinderii campusului, administratia a decis sa instaleze un boiler cu gaz, luand in considerare pretul extrem de redus al combustibilului din acea perioada.

Page 14: Sisteme solare pasive

3. Casa comunitatii Napo-cha, Napa Valley, California, SUA

Inspirata din constructiile culturii amerindiene din California, constructia are pe langa functiunea de baza si pe aceea de observator astronomic, deoarece anumite ferestre permit patrunderea soarelui in interior numai in anumite momente ale anului ( de exemplu echinoctiile sau solstitiile).

Asemenea constructiilor rotunde traditionale in aceasta zona a Californiei, Casa comunitatii Napo-cha are o forma complexa realizata prin alaturarea a diverse elemente curbe, ce o integreaza in mediul inconjurator. Zona vitrata principala este orientata spre sud.

Casa comunitatii Napo-cha si o constructie traditionala in zona:

Deoarece constructia necesita un sistem de constructie din care sa se poata realiza pereti curbi care se sfarsesc la nivelul acoperisului tor prin linii curbe, s-a ales sistemul Rastra, un tip de cofrag pierdut termoizolant. Acest sistem reduce cantitatea de lemn utilizata si este fi alcatuit din polistiren reciclat, acoperit cu o coaja dintr-un material analog cimentului.

Page 15: Sisteme solare pasive

Din acest compozit se obtin printr-un proces de matritare elemente goale in interior de diferite forme, ce vor alcatui cofragul pierdut al peretilor. In acesta se plaseaza armaturi si apoi se toarna beton. Sistemul este flexibil, simplu de utilizat si da posibilitatea crearii de forme sculpturale in cladiri, fara ca acestea sa sufere din pricina unei lipse de izolare termica.

Sistemul Rastra

Acest sistem de constructie asigura, totodata, si masivitatea peretilor de care este nevoie pentru a conferi cladirii statutul de constructie solara pasiva. Izolatia termica produsa de Rastra este mult mai eficienta decat orice tip de zidarie, pastrand in interior caldura solara acumulata. Totodata Rastra este mult mai “receptiva” la tencuieli si este compusa din materiale reciclate, de altfel in spiritul cladirii.

Page 16: Sisteme solare pasive

4. Locuinta in Woodland, Australia

Aceasta casa situata la aproximativ 60 km de Melbourne a fost construita in 1992 si a costat in jur de 240 000$. Foloseste o gama de materiale moderne pentru a crea o constructie ce are nevoie de foarte putina incalzire in timpul iernii si nu are nevoie de climatizare artificiala in timpul verii. Peretii exteriori sunt alcatuiti din doua tipuri de material : beton usor cu goluri de aer (bun izolator termic) si fibro-ciment pe structura de lemn (izolat cu vata minerala si folie de aluminiu si finisati in interior cu gips carton). Pardoseala sta pe o placa de beton, termoizolata la capete cu polistiren.

Aceasta placa ajuta la mentinerea unei temperaturi interioare optime in doua moduri: iarna functioneaza ca “depozit de caldura” cand soarele de iarna o incalzeste prin ferestrele orientate spre nord. Aceasta caldura re-radiaza incet in interior.

In timpul iernii ferestrele nordice sunt protejate de soare prin stresinele largi, pastrand placa de beton rece si lasand-o sa absoarba caldura din interiorul cladirii. Acelasi rol il are si peretele masiv de zidarie din interior.

Planul locuintei demonstreaza cat de mare este suprafata vitrata orientata spre nord, pentru a maximiza castigul de caldura in timpul iernii. Ferestrele se

Page 17: Sisteme solare pasive

deschid, totodata catre privelisti spectaculoase, si sunt duble pentru a reduce pierderile de caldura solara. Temperatura interioara variaza intre maximum 28°C pe vreme extrem de

calduroasa, vara si 17°C iarna (necesitand, totusi putina incalzire). Constructia a capatat 60 de puncte pentru eficienta energetica in sistemul de evaluare VicHERS - fiind printre primele in categoria sa.

Page 18: Sisteme solare pasive

5. Locuinta in Deep Creek Lake, Maryland, SUA

Locuinta (inca neterminata) va utiliza o gama larga de energii neconventionale, folosind soarele, pamantul si apa pentru a crea un spatiu confortabil, fara a folosi combustibili fosili. Constructia va integra urmatoarele sisteme de energie: incalzire si racire pasiva solara, ventilatie fortata cu recuperare pasiva de energie, placa radianta pentru pastrarea si distributia energiei termice, schimb de caldura geotermal pentru incalzire activa si recire pasiva.

Planul locuintei este relativ compact, avand un nivel principal si retrageri succesive la nivelul superior.

Page 19: Sisteme solare pasive

Ferestrele sunt in mare parte orientate spre sud, stresinele sunt largi, iar placa actioneaza ca “depozit de caldura”. Placa are inglobata in ea si tevi prin care circula apa geotermala furnizata de o pompa (sistem de incalzire prin pardoseala). In timpul verii aceeasi pompa poate pune in circulatie apa rece, reducand temperatura interioarara. Turnul existent are rol in ventilarea naturala a cladirii. Un aspect cheie al cladirii este plasarea sa partial ingropata in dealul din spatele sau. Pamantul asigura atat o buna izolare termica, fiind si un element tampon intre exterior si interior.

Schema prezentand modul de protectie al locuintei:

Forma cladirii este sapata in marginea dealului, iar pamantul excavat va umple ambii pereti din spate.

Page 20: Sisteme solare pasive

Configuratia cladirii face ca, in timpul iernii, intr-un climat predominant rece, castigul de caldura sa fie deosebit de important (aproximativ 60 000 BTU intr-o zi insorita de vara).

6. Locuinta in apropiere de StockholmArh. Bengt Warne

Constructia a inceput sa fie locuibila in 1976, iar sera care o inconjoara a fost terminata in 1978. Avand doua nivele (parter si etaj), suprafata totala a constructiei este de 140 mp. Cladirea principala are structura de lemn, si panouri usoare izolate termic. Izolatia termica se prelungeste pana la fundatii.

Sera, ce capteaza razele solare constituie principalul element al sistemului pasiv, iar corpul propriu-zis al cladirii stocheaza caldura. In acest scop, la

Page 21: Sisteme solare pasive

subsol se afla o mare cantitate de pietris, in care se concentreaza, practic, masa termica a constructiei.Incalzirea si climatizarea sunt in intregime pe baza de aer. Iarna, aerul incalzit

de soare prin sticla serei este aspirat spre masa de pietris (40mp), a carei temperatura se stabilizeaza la aproximativ 30ºC. In timpul noptii, apartamentul este incalzit de aceste pietre, iar aerul cald este evacuat apoi spre dispozitivul de descompunere a deseurilor (utilizate apoi ca ingrasamant). Aerul viciat este evacuat apoi in exterior, printr-un schimbator de caldura care, la randul lui incalzeste aerul proaspat ce intra in interior, economisind o parte din energie. Un strat de aer cald este mentinut intre tavan si acoperisul serei. In timpul verii aceeasi masa de pietre contribuie la racirea locuintei, avand o

temperatura de aproximativ 10ºC.Desi constructia are o ventilatie activa, in cazul unei pane de curent sau

atunci cand se doreste, se poate realiza ventilarea naturala a spatiului interior prin intermediul unui sistem de trape cu comanda manuala. Instalatia este deosebit de complexa, si eficienta din punct de vedere

energetic, intrucat exploateaza nu numai radiatia solara, ci si deseurile menajere, precum si apa de ploaie.

Sectiune verticala:

Page 22: Sisteme solare pasive

1.Apa de ploaie 2.Rezervor 3.Aer proaspat 4.Fum 5.Aer cald 6.Tevi didtributie 7.Aer cald solar 8.Aer rece viciat 9.Aer rece proaspat 10.Caldura solara 11.Schimbator de caldura 12.Aer si deseuri de la bucatarie 13.Aer si deseuri de la WC 14.Aer cald viciat 15.Rezervor descompunere deseuri 16.Humus pentru plante 17.Pietre ce stocheaza caldura 18.Plante 19.Locuire 20.Aparatura 21. Casa scarilor