Systèmes solaires passifs. Dispositions générales. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Il existe plusieurs façons principales d'utiliser passivement l'énergie solaire dans l'architecture. En les utilisant, vous pouvez créer de nombreux schémas différents, obtenant ainsi une variété de conceptions de bâtiments. Les priorités dans la construction d'un bâtiment avec utilisation passive de l'énergie solaire sont : le bon emplacement de la maison ; un grand nombre de fenêtres orientées au sud (dans l'hémisphère nord) pour laisser entrer plus de soleil en hiver (et inversement, un petit nombre de fenêtres orientées à l'est ou à l'ouest pour limiter les rayons du soleil indésirables en été) ; calcul correct de la charge thermique à l'intérieur pour éviter les fluctuations de température indésirables et garder au chaud la nuit, structure du bâtiment bien isolée.

L'emplacement, l'isolation, l'orientation des fenêtres et la charge thermique des locaux doivent être un système unique. Pour réduire les fluctuations de température internes, l'isolation doit être placée à l'extérieur du bâtiment. Cependant, dans les endroits où le chauffage interne est rapide, où peu d'isolation est nécessaire ou où la capacité calorifique est faible, l'isolation doit être à l'intérieur. Ensuite, la conception du bâtiment sera optimale pour tout microclimat. Il convient de noter que le bon équilibre entre la charge thermique des locaux et l'isolation conduit non seulement à des économies d'énergie, mais également à des économies de matériaux de construction.

Selon le rapport du département américain de l'Énergie "Landscape Architecture for Energy Efficiency" (D0E/G0-10095-046), un paysage bien pensé peut économiser jusqu'à 25 % de la consommation d'énergie d'un ménage. Les arbres sont un moyen efficace de protection contre le soleil pendant les mois d'été, et en hiver, ils deviennent une barrière contre les vents froids. En plus de fournir de l'ombre, les arbres, les buissons et les pelouses peuvent abaisser la température de l'air d'une zone jusqu'à 5°C, car en évaporant l'humidité, les plantes refroidissent l'air ambiant.

Деревья doivent être plantés de manière à fournir de l'ombre en été et à ne pas bloquer la lumière du soleil en hiver. Même les arbres à feuilles caduques qui perdent leurs feuilles en hiver bloquent la lumière du soleil en hiver - quelques arbres nus peuvent bloquer plus de 50 % de la lumière du soleil entrante.

Il est important d'avoir une idée sur flux d'énergieexistant autour de la maison. Pour ce faire, vous devez tenir compte des sources d'eau existantes dans la région, de la végétation, du type de sol et de la direction du vent. Il faut tenir compte de l'effet du soleil sur cette zone. Lors du choix d'un site pour la construction d'un bâtiment solaire passif, toutes les caractéristiques locales ci-dessus doivent être prises en compte. Le futur bâtiment devra être en harmonie avec eux et/ou les compléter. Pendant la saison de chauffage, le bâtiment doit être exposé au soleil de 9h00 à 15h00 sans obstruction.

Comme vous le savez, l'air chaud monte, donc en utilisant les étages supérieurs, vous pouvez économiser suffisamment d'énergie thermique. Pour réduire l'impact du froid hivernal, les zones tampons du bâtiment, c'est-à-dire les pièces non chauffées ou partiellement chauffées (salles de repos, halls, débarras) doivent être orientées au nord. La présence d'un vestibule aux portes d'entrée est également un élément d'économie d'énergie : les vestibules réduisent les déperditions de chaleur et constituent une zone tampon entre l'environnement extérieur et intérieur.

Dans l'hémisphère nord, il est important de respecter le principe des objets orientés vers le sud qui doivent être exposés aux rayons du soleil en premier lieu, comme les serres et les pièces où la plupart des gens se trouvent pendant la journée. En hiver, il est nécessaire d'assurer un accès direct de la lumière du soleil au bâtiment. Si les fenêtres sont orientées au sud au lieu du nord, la possibilité d'utiliser l'énergie solaire est considérablement augmentée. Il est recommandé d'utiliser des fenêtres avec vitrage feuilleté.

masse thermique - maçonnerie, murs, adduction d'eau, etc. - est un élément important du bâtiment, assurant l'absorption de la chaleur ambiante le jour et son utilisation la nuit. L'isolation des bâtiments minimise les pertes de chaleur par les fenêtres, les murs et le toit.

Lors de la conception d'un bâtiment, il convient également de tenir compte de l'utilisation systèmes solaires actifstels que les capteurs solaires et les panneaux photovoltaïques. Cet équipement est installé du côté sud du bâtiment. Pour maximiser la quantité de chaleur en hiver, les capteurs solaires en Europe et en Amérique du Nord doivent être installés à un angle de plus de 50° par rapport à l'horizontale. Les panneaux photovoltaïques fixes reçoivent la plus grande quantité de rayonnement solaire au cours de l'année lorsque l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizon est égal à la latitude géographique à laquelle se trouve le bâtiment. L'angle du toit du bâtiment et son orientation vers le sud sont des aspects importants lors de la conception d'un bâtiment.

Les capteurs solaires pour l'approvisionnement en eau chaude et les panneaux photovoltaïques doivent être situés à proximité immédiate du lieu de consommation d'énergie. Il est important de rappeler que la proximité de la salle de bain et de la cuisine vous permet d'économiser sur l'installation de systèmes solaires actifs (dans ce cas, vous pouvez utiliser un capteur solaire pour deux pièces) et de minimiser les pertes d'énergie pour le transport. Le principal critère de choix d'un équipement est son efficacité.

L'utilisation passive de la lumière du soleil fournit environ 15 % de demande de chauffage des locaux dans un bâtiment standard et constitue une importante source d'économie d'énergie. Lors de la conception d'un bâtiment, il est nécessaire de prendre en compte les principes de la construction solaire passive afin de maximiser l'utilisation de l'énergie solaire. Ces principes peuvent être appliqués partout et pratiquement sans frais supplémentaires.

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