Zyski słoneczne w budynku pasywnym
Aby budynek pasywny, mógł spełniać swoje zadania musi być już odpowiednio przemyślany już na etapie projektu architektoniczno – budowlanego. Jest to uzasadnione faktem iż niskie zapotrzebowanie na energię potrzebną dla celów ogrzewania i chłodzenia uzyskuje się dzięki pasywnym zyskom słonecznym. Można to uzyskać dzięki odpowiedniej orientacji budynku względem stron świata oraz odpowiedniemu usytuowaniu okien na zewnętrznej elewacji budynku.
Ściślej mówiąc należy, w miarę możliwości, starać się skierować jedną ze ścian na stronę południową, ponieważ największe natężenie promieniowania słonecznego uzyskuje się właśnie od strony południowej, a zatem ta strona budynku powinna być tak zaprojektowana aby maksymalnie ograniczyć możliwość zacieniania tej części budynku. Wiadomym jest, że nie może to być przypadkowa ściana. W przypadku budownictwa jednorodzinnego powinna to być ściana umożliwiająca oświetlenie salonu. W budynkach biurowych będą to oczywiście okna pomieszczeń w których przebywają pracownicy. Orientacja musi być więc dobrze przemyślana.
Powinno dążyć się do możliwie jak największego przeszklenia południowej ściany budynku, ponieważ umożliwia to czerpanie zysków od promieniowania słonecznego. Po pierwsze wpadające do budynku promienie słoneczne oświetlają pomieszczenie, dzięki czemu niema potrzeby dodatkowego doświetlania pomieszczeń światłem sztucznym, a więc zyski słoneczne przekładają się na oszczędności w elektryczności pożytkowanej na cele oświetleniowe. Po drugie wpadające promienie słoneczne powodują podwyższenie temperatury powietrza w pomieszczeniu, dzięki czemu nie trzeba go dogrzewać, co przekłada się bezpośrednio na oszczędności w ogrzewaniu domu.
Warto jest przy tym wspomnieć, że maksymalizację zysków słonecznych otrzyma się wyłącznie w przypadku stosowania okien o odpowiednio niskim współczynniku przenikania ciepła (w przypadku budynków pasywnych powinno być to nie więcej niż 0,8 W/m2K dla całego okna, przy czym dla szyby nie więcej niż 0,5 W/m2K). Odpowiednio niskie współczynniki spowodują bowiem, że ciepło które dostanie się do pomieszczenia z promieniami słonecznymi nie wydostanie się z niego powrotem na zewnątrz lub przynajmniej wydostanie się go jak najmniej.
Ponieważ liczba godzin słonecznych w cyklu dobowym (tzw. usłonecznienie) nie jest równa 24 oraz dodatkowo zmniejsza się w okresach jesiennych i zimowych, to jasnym jest, że może ona być niewystarczająca do utrzymania przez całą dobę temperatury w pomieszczeniu zapewniającej komfort cieplny. Wobec tego bardzo korzystne jest stosowanie wszelkich metod umożliwiających magazynowanie energii w ciągu dnia i oddawanie jej w czasie poza godzinami słonecznymi. Duże przeszklenie jest dodatkowo korzystne, ponieważ umożliwia maksymalizację wartości energii akumulowanej. Jedną z metod najczęściej spotykanych w budynkach pasywnych jest akumulacja ciepła słonecznego w ścianie wykonanej z materiałów dobrze akumulujących ciepło lub zawierającej materiał zmiennofazowy. Ściana taka charakteryzuje się najczęściej dużą powierzchnią w całości lub dużej części wystawionej na działanie promieniowania słonecznego. Ściana taka magazynuje energię w dzień, a oddaje ją w nocy, gdy promieniowanie słoneczne nie dociera już do pomieszczenia.
Oczywiście maksymalne przeszklenie od strony południowej nie jest rozwiązaniem optymalnym, może ono bowiem doprowadzić do nadmiernych zysków promieniowania słonecznego od tej strony a to w konsekwencji doprowadzi do przegrzewania się ściany południowej w okresie letnim, co zupełnie zakłóci komfort cieplny użytkowników budynku. Można temu zapobiec przewidując już na etapie projektu odpowiednie zacienienie np. projekt zieleni lub odpowiednie elementy architektoniczne takie jak np. okapy zacieniające. Oczywiście rozwiązania takie powinno dobierać się indywidualnie, w zależności od lokalizacji budynku i lokalnych warunków klimatycznych. Odpowiednio dobrane elementy zacieniające wykorzystują różnicę położenia słońca na niebie w zależności od pory roku i, odpowiednio dobrane, blokują docieranie promieni latem, a przepuszczają promienie słoneczne zimą.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski.
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
