Живот в оранжерия
Сара Балкоум
Със съкращения от списание SOLAR TODAY nov/dec 2002, издавано от Американското общество за слънчева енергия.
Ние живеем в малко общество наречено Фърст Вилидж, развито от Уейн и Сюзан Никълс. Всички домове в селото са слънчеви. От петте съществуващи къщи, едната е с активни слънчеви системи, три използват различни комбинации на стени Trombe и пряко използване на слънчевата радиация. Нашият дом е хибридна разработка.
Пасивен Слънчев Хибрид
Основното отопление и цялостното охлаждане се осигуряват пасивно, но има и активен компонент. Оранжерия с площ 37 кв. м. нагрява нашия дом, и е неразделна част на къщата. Тя е с височината на двата етажа и към нея са ориентирани главните помещения на къщата с обща площ от 186 кв.м. Топлината се съхранява в кирпичена стена (от непечени тухли) с дебелина 35 см, която формира северната стена на оранжерията и южната стена на жилищното пространство.
Тази стена ни служи по няколко начина. През зимата слънцето я огрява през целия ден, но поради голямата топлинна инерция на кирпича, съхранената топлина се предава в дневната през нощта, когато това е най-необходимо. Нужни са 10 часа на топлината да премине през стената, и така през нощта ние поддържаме температура от 27°.
Второ, основният начин, по който оранжерията затопля жилищното пространство е чрез естествен въздушен поток директно през отворените врати през деня, когато оранжерията е по-топла отколкото останалата част от къщата. През нощта ние просто затваряме вратите, и оранжерията се охлажда без да изстудява дома.
Трето, стената служи като буфер, който предпазва жилищната част от крайните температурни колебания в оранжерията. В средата на зимата не е необичайно температурата за оранжерията да се колебае около 1-2° за 24-часов период. Тези температури са поносими от растенията, но не и от хората, и голямата масата на стената, комбинирана с добро изолиране на прозорци и врати, ефективно ни защитава от тези колебания. Трябва да се отбележи, че тази стена, заедно с пода от плочи и почвата в лехите, също така осигуряват достатъчно приемливите температури за растенията през цялата година без въобще да е необходимо допълнително отопление.
Накрая, пасивните елементи на сградата осигуряват достатъчна термична инерция за поддържане на много стабилни температури в жилищното пространство. Необходими са няколко дни на промененото навън време за да въздействува на температурата в къщата. През целия месец декември 1977, температурата в жилищната част варира само с 2° ( от 19° до 21°) и много рядко колебанието за 24-часов период надвишава тази стойност. Така оранжерията е нашата главна система за отопление – без бутони за включване, без нищо за преместване или регулиране, без никаква промяна на параметри.
Тези пасивни ефекти (топлинно съхранение, проводимост през стената и конвекция през вратите) работят добре. В нашата къща те са подпомогнати и от активна система, която прави къщата хибрид. В горната част на оранжерията има две въздухуводни тръби, всяка с малък (1/3 конска сила) вентилатор. Топлият въздух се отвежда до два топлинни “хамбара” от камъни, разположени направо под пода на първия етаж на всяко крило на къщата, и охладен се връща обратно. Диференциални термостати управляват вентилаторите, и те се включват само когато въздухът в оранжерията е по-топъл с поне 3° (около 4 часа на ден). Тази активна система съхранява около 10 000 джаула/час. Къщата усвоява топлината от каменните “хамбари” пасивно, чрез провеждане през подовете. Работата на тази система не се влияе от използването на килими, и в допълнение към 27° от стената ние имаме допълнително 21° от пода, които поддържат топлината в жилището.
Има достатъчна маса (63 тона в стената и 25 тона в всеки “хамбар”), която да осигурява топлинен комфорт през поне три облачни дни. Разбира се, тъй като къщата е предимно пасивна, ние оползотворяваме всичката светлина, която влиза, и така получаваме измерима печалба дори и в облачно време.
Комфорт, Удобство & Икономика
Добре проектираният слънчев дом е напълно способен да поддържа удобни температури с минимум спомагателно отопление или активно участие на собственика. Всъщност, както демонстрира и нашата къща, слънчевият дом може да осигури повече комфорт и повече икономии, отколкото дом с традиционно отопление.
Трудно е да се опише качеството на топлината, която ние получаваме от нашата пасивна система. Това е естествена топлина. Няма горещи повърхности и циркулация на сух въздух в къщата. За нас вече не са проблем много от стандартните неудобства, асоциирани със зимата – изстиване на краката, статично електричество, суха кожа, сутрешни болки в гърлото.
Ние купихме тази къща два месеца преди да се преместим в нея и тъй като аз повярвах на разказите, които чух за температурни колебания в слънчевите домове, похарчиха доста средства за закупуване на вълнени неща и други удобства, за да ни е топло през зимата. Аз никога не се нуждая от тях, с изключение случаите, когато посещавам приятели, живеещи в къщи с газово отопление - поради високите си сметки те намаляват термостатите.
Нашите нива на изключителен комфорт са частично резултат от факта, че къщата е извънредно добре изолирана (външните стени са 20 см рамкова дървена конструкция с пълна изолация), и всички прозорци са със стъклопакет. Благодарение на тази висока енергийна ефективност, ние съхраняваме максималното количество събрана топлина.
Пасивният слънчев дом не означава само отопление - нашата къща също така поддържа много удобна температура през лятото. Покривът и балконът на втория етажен засенчват кирпичената стена така, че тя не се огрява от слънцето и остава прохладна. Голям отдушник в покрива позволява излизането на топлия въздух от оранжерията, а през вратите в предната част навлиза свеж въздух. В резултат на това, температурата в оранжерията никога не превишава външната температура, а когато повее дори слаб вятър, температурата вътре е с няколко градуса по-ниска.
Тъй като кирпичената стена служи за буфер, през цялото време температурата в жилищната част остава близка до 22° . Най-високата стойност в жилищната зона през миналото лято достигна 25°, и това в ден когато навън бе 36°. В обикновените къщи такива показатели могат да се осигурят с няколко конвенционалните въздушни климатични инсталации.
Ние се наслаждаваме и на допълнителни ползи на слънчевата оранжерия – рози и гардении цъфтят на Коледа, приятната миризма на свежа зеленина, звук на ромолящата вода в малкия фонтан и свежи плодове и зеленчуци през цялата година. Не е необходимо човек да бъде всеотдаен градинар за да им се радва. Необходими са само около пет часа седмично за да се поддържа такава оранжерия.
В допълнение към превъзходният нов вид комфорт, пасивният слънчев дом осигурява независимост от изчерпващите се и поскъпващи изкопаеми горива. Собственици на такъв дом не се тревожат за замръзнали тръби, спиране на електрозахранването, температурни аномалии, регулиране на термостати и увеличени на сметки.
Всъщност, пасивният слънчев дом отнема по-малко от моето време отколкото предишната ни къща, отоплявана с газ. Не трябва да сменям филтри на печката, да регулирам термостати, и къщата е така добре построена, че не е необходимо да се грижа за отваряне на и затваряне на завеси, жалузи и капаци. Има да се направи само едно просто сезонно регулиране - отваряне на отдушника в покрива на оранжерията за лятна вентилация, който остава отворен през цялото лято.
Икономиите от строителство и живеене в пасивни слънчеви домове все още не са добре разбрани. Потребителите не разглеждат жизнения цикъл като ценност и когато те купуват домовете си, гледат преди всичко да икономисат в покупната цена и в краткосрочните експлоатационни разходи.
В нашия дом като допълнително отопление използваме плоски електрически радиатори, всеки с отделен термостат (в нашата област няма газ). Общото годишно потребление на електричество (от февруари 1977 до февруари 1978) за поддържане на температура над 18° възлезе на 857 киловат/часа или $38. По същото време сметките на някои хора са по-големи от ипотечните им вноски и това е нещо, което всичко могат да оценят.
Слънчевият дом предлага комфорт, удобство, икономичност и превъзходна естетика. Слънчевият живот способства за задълбочаване на чувство за хармония с природата, времето и сезоните. Слънчевите домове са несъмнено част от отговора на световните енергийни проблеми.
Бележка на редактора:
По времето, когато пише тази статия Сара Балкоум (1938-2002) е заместник председател на Асоциацията за слънчева енергия в Ню-Мексико, САЩ.
ТЕКСТ КЪМ СНИМКИТЕ
(1) Топлият въздух се отвежда до два топлинни “хамбара” от камъни (оцветени в жълто), разположени направо под пода на първия етаж на всяко крило на къщата, и охладен се връща в оранжерията. Къщата усвоява топлината от каменните “хамбари” пасивно, чрез провеждане през подовете.
(2) През целия месец декември 1977, температурата в жилищната част варира само с 2° ( от 19° до 21°) и много рядко колебанието за 24-часов период надвишава тази стойност.
(3) Топлината се съхранява в кирпичена стена (от непечени тухли) с дебелина 35 см, която формира северната стена на оранжерията и южната стена на жилищното пространство.
(4)(5) Освен, че е пример за енергийна ефективност, къщата е красиво и удобно място за живот.
(6) Оранжерия от 37 кв. м. нагрява нашия дом, и е неразделна част от къщата с обща площ 186 кв.м.
