Utilizarea energiei solare in constructii. Campul solar - Sporul casei - Soluţii şi idei pentru casă şi grădină Utilizarea energiei solare in constructii. Campul solar - Sporul casei - Soluţii şi idei pentru casă şi grădină

Utilizarea energiei solare in constructii. Campul solar

In arhitectura solara, campul solar indeplineste simultan urmatoarele conditii:

  • are limitare exterioara transparenta
  • are legatura cu cel putin o incapere incalzita din cladire
  • este accesibil din cladire
  • nu are incalzire artificiala

Astfel, se numeste camp solar si sera care este alcatuita din trei pereti transparenti si cu acoperis transparent, racordat la o fatada gata-facuta, dar si campul construit in masa cladirii, integrat total in aceasta, care are numai o suprafata exterioara transparenta – poate fi in locul unei camere din casa, sau o curte acoperita cu sticla. Rolul unui camp solar il poate juca si o mansarda cu executia membranei transparenta, o veranda sau un balcon cu geamuri.

Cele mai cunoscute forme ale campului solar: extern si incorporat in cladire:

sunspace1sunspace2

 

 

 

 

Procese termotehnice desfasurate in campul solar

Campul solar este o incapere neincalzita aflata intre cladirea propriu-zisa si mediul exterior. Acest fapt in sine, fara alte efecte (raze solare, sarcina termica interioara), produce asa-numitul efect-tampon.

Valoarea temperaturii din campul solar se afla intre valoarea temperaturii din interioarul cladirii si valoarea temperaturii din mediul extern.

Daca Q cladire principala X Q suprafata despartitoare dintre cladire si campul solar = Q mediu extern X Q suprafata despartitoare dintre campul solar si mediul extern, atunci Temperatura in campul solar = (temp interioara cladire + temperatura mediu extern ) / 2.

Daca Q cladire principala X Q suprafata despartitoare dintre cladire si campul solar ? Q mediu extern X Q suprafata despartitoare dintre campul solar si mediul extern, Atunci Temperatura camului solar este mai mare in directia in care unul dintre cele 2 rezultate este mai mare.

Unde Q = coeficient de conductivitate termica

De exemplu daca la o fatada racordam un camp solar cu geamuri pe trei laturi si acoperis de sticla, atunci produsul dintre Q mediu extern X Q suprafata despartitoare dintre camp si mediu extern > Q cladirii principale X Q suprafata despartitoare dintre cladire si camp, deci temperatura campului va fi mai aproape de temperatura exterioara. In plus, pe suprafata despartitoare dintre campul solar si cladire, se micsoreaza pierderea termica a cladirii, tocmai pentru ca in acest caz, temperatura in campul solar este mai mare decat tempertura externa.

Campul termal si incalzirea masei termale

O parte din raditatiile patrunse in campul solar ajung pe pardoseala campului si pe structura de perete tare dintre camp si restul cladirii, iar aici sunt absorbite de catre structura. Suprafetele de absorbtie se incalzesc, iar prin transfer termic incalzesc si aerul campului solar, imbunatatind astfel efectul tampon: spre campul solar cu temperatura mare va fi mai mica pierderea termica a cladirii principale. In unele cazuri temperatura campului solar devine mai mare decat cea a cladirii principale, in acest caz cladirea principala obtinand profit termic.

De pe suprafata pardoselii incalzite porneste transmiterea de flux termic spre straturile aflate mai jos, acestea incalzindu-se in timpul zilei, o parte din caldura absorbita se inmagazineaza, urmand ca noptea, sub influenta frigului din atmosfera, sa fie emisa inapoi.

Peretele construit dintre cladirea prioncipala si campul solar are un rol asemanator cu pardoseala, deoarece se comporta ca un asa-zis perete de masa: o parte din caldura absorbita ajunge prin conductie, prin perete, in cladirea principala.

Acelasi proces de absorbtie si distributie are loc si la nivelul mobilei si a altor obiecte aflate in campul solar, dar acestea, avand masa mai mica, nu pot inmagazina caldura, ci o difuzeaza imediat in aerul campului, incalzindu-l.

In urma fenomenelor relatate mai sus, temperatura din campul solar depaseste in anumite perioade temperatura din cladirea principala. Daca se deschide calea intre campul solar si cladirea principala, prin circulatia natural formata a aerului, profitul termic se transmite in cladirea principala, care poate scadea, astfel, consumurile generate de sistemul de incalzire.

Difuzarea aerului cald in cladire:  Natural  si Mecanic
sunspace4   sunspace5

 

 

 

 

Chiar daca temperatura campului solar nu depaseste intotdeauna temperatura cladirii principale, tot este mai mare decat temperatura exteriora. Daca aerul necesar pentru aerisire patrunde mai intai in campul solar, atunci necesarul de incalzire din sistemul centralizat al cladirii scade.

Cum se formeaza un camp solar eficient

Evident, cu cat este mai mare suprafata campului solar si cladirea are gemuri cu conductivitate mai mare, cu atat mai multa radiatie ajunge in campul solar. Din acest punct de vedere cea mai potrivita pare structura cu un strat simplu de sticla cu cadru metalic, dar aceasta, din cauza fluxului termic mare si a condensului asociate crearii puntii termice, este defapt cea mai nepotrivita.

Structurile cu straturi mai groase, cu cadru din lemn si geamuri duble, de exemplu, micsoreaza proportia de radiatie transmisa, dar imbunatatesc efectul tampon si diminueaza problemele cauzate de puntile termice si condensare.

Masura profitului energetic direct patruns in camera alaturata campului temic este influentata de marimea, structura de cadru si geamurile ce separa campul solar de cladirea principala. Profitul direct este mai mare cu cat aceasta suprafata de gemuri este mai mare, dar cresc totodata si pierderile de caldura din cladirea principala prin acest perete vitrat. Totodata, daca pe acest strat despartitor peretele este in suprafata mica, scade si capacitatea de absorbtie si inmagazinare a campului solar.

Daca in structura de pardoseala exista un strat termoizolator, la procesul de inmagazinare a caldurii iau parte numai straturile situate deasupra stratului termoizolator, in schimb este mai mica pierderea spre sol.

In acest proces un rol important il joaca coeficientul de absorbtie al pardoselii. Alegerea invelisului de pardoseala trebuie sa tina cont de faptul ca invelisul de culoare inchisa are absortia mai eficienta, iar culoarea deschisa este avantajoasa din punct de vederea al luminii naturale. Calitatea si culoarea pardoselii nu au importnata daca campul solar este incarcat de mobila si plante: in acest caz mobila si plantele sunt suprafete abrodante, iar pardoseala face parte din procesul de inmagazinare doar prin intermediul aerului.

Acoperisul campului solar

Evaluarea acoperisului campului solar este simpla: structura cu geam este mai avantajoasa iarna, in schimb vara exista pericol de supraincalzire. Daca acoperisul va fi netransparent, campul solar este cu atat mai redus cu cat este marchiza mai prelungita, iar lumina naturala si profitul direct al incaperii alaturate au de suferit.

Neajunsurile induse de acoperisul mat pot fi indepartate prin inaltimea mai mare a campului solar, mai ales pe zona lipita de cladirea principala. Astfel se mareste suprafata protejata a cladirii, iar raditiile patrund in campul solar pe o suprafata mai mare. In acest caz insa poate aparea fenomenul de stratificare (aerul cald are tendinta sa urce, in timp ce aerul rece se aduna in parte a de jos), dar acest lucru poate fi valorificat daca spre campul solar se deschid incaperi de pe 2 niveluri, sau cu ajutorul unui ventilator.

Orientarea campului solar

In ceea ce priveste orientarea campurilor solare, directiile cele mai apropiate de sud sunt cele mai potrivite. Daca acest lucru nu este posibil, atunci trebuie construit in asa fel incat efectul tampon sa fie valorificat cat mai eficient.

Incaperile racordate la campul solar primesc lumina si ventilatie prin intermediul acestuia (uneori exclusiv) , de aceea functionalitatile lor trebui sa fie asemanatoare, deoarece leaga intre ele aceste incaperi atat din punct de vedere acustic cat si al mirosurilor, prafului si temperaturii.

Mai multe detalii despre campul solar, dar si despre izolatiile temice in general, veti gasi in volumul Izolatii termice, de Ozstroluczky Miklos.

izolatii_termice

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Citeşte şi:

Când este indicat să torni şapă autonivelantă sub parchet

Când ne gândim la la pardoseli, ne vine în minte  de obicei partea decorativă a …