Стена тромба построй свой дом

Солнечная стена Тромба в доме — как использовать пассивное солнечное тепло?

В данной публикации мы рассмотрим такое понятие как пассивное солнечное тепло, в частности солнечная стена Тромба.

Применение солнечной стены Тромба — конструкция, советы по реализации

С каждым годом все более становится актуальным применения современных альтернативных источников энергии, которые преобразуют энергию солнечного излучения и наружного воздуха в теплоту. В зависимости от метода получения энергии или теплоты разделяют две системы:

  • активная;
  • пассивная.

Пассивные системы солнечного теплоснабжения основаны на использовании естественной циркуляции нагретого воздуха, фото 1а.

Активные системы солнечного теплоснабжения работают на комбинированном использовании пассивной системы солнечного теплоснабжения и дополнительных источников энергии, фото 1б.

Пассивные системы солнечного теплоснабжения (а) и активная солнечная система теплоснабжения

Фото 1. Пассивные системы солнечного теплоснабжения (а) и активная солнечная система теплоснабжения (один из вариантов): 1 – солнечный коллектор; 2 – бак-аккумулятор; 3 – насос; 4 – электрический подогреватель

К пассивной системе солнечного теплоснабжения относится солнечная стена Тромба.

Что такое солнечная стена Тромба?

Солнечная стена Тромба — это массивная каменная конструкция, которая устанавливается на южной стороне здания за фасадным стекольным ограждением. Эта стена может быть покрыта селективно-поглощающей фольгой или покрашена в черный цвет, фото 2.

Стену Тромба разработал Эдвард Морзе в 1881 г., а французский профессор Феликс Тромб возродил эту идею в 1960 году. Такое устройство стены позволяет собирать и накапливать в себе солнечную энергию за весь солнечный день, а потом это тепло отдавать помещению через определенное время (обычно время отдачи выпадает на ночь). В зависимости от толщины стены Тромба обеспечивается более длительная задержка в отдачи тепла помещению:

  • при толщине стены 20 см – задержка происходит примерно на 5 ч;
  • при толщине стены 40 см – задержка происходит примерно на 10…12 ч.

Стена Тромба может быть нет только бетонной, но и каменной или кирпичной. Чтобы улучшить теплоотдачу стены создаются специальные отверстия внизу и сверху стены для обеспечения естественной конвекции воздуха, а для более эффективной теплоотдачи устанавливают вентиляторы, для принудительной циркуляции.

Схемы устройства пассивной системы солнечного теплоснабжения с применением стены Тромба

Фото 2. Схемы устройства пассивной системы солнечного теплоснабжения (усовершенствованный вариант) с применением стены Тромба: а)-б) работа в зимний период; в)-г) работа в летний период

На фото 2 показано наличие специальных штор и воздушных клапанов (вверху и внизу), которые сокращают теплообмен между массивной стеной и внешней окружающей средой в нужное для того время. Специальные шторы должны быть изготовлены из нетканых тканей и покрыты серебром.

На фото 3 приведены примеры использование стены Тромба в строительстве пассивного дома.

Примеры зданий с использованием стены Тромба

Фото 3. Примеры зданий с использованием стены Тромба

Солнечные лучи проходя через стеклопакет и попадают на бетонную стену, которая устанавливается на расстоянии 100 мм от стеклопакета. Ультрафиолетовые лучи от солнца попадая на поверхность стены нагревают ее, и часть лучей отражаются от стены в виде инфракрасного излучение, которое не проходит сквозь стекла, нагревая, таким образом, еще и воздух.

Рассмотрим кратко режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба, табл. 1.

Таблица 1

Режимы работы пассивной системы солнечного теплоснабжения с использованием стены Тромба

Период года

Режим работы

Положение устройств

Описание процессов отопления

Зимний период (отопление)

1. Солнечный деньШтора поднята, клапаны открыты, фото 2а.Нагревается стены Тромба через стеклянную перегородку и нагревает воздух, находящегося в прослойке между стеклянной перегородкой и стеной. Теплота поступает в помещение от нагретой стены и нагретого в прослойке воздуха, циркулирующего через прослойку и помещение под воздействием гравитационных сил, вызванных разностью плотностей воздуха при разных температурах (естественная циркуляция).
2. Ночь, вечер или пасмурный день.Штора опущена, клапаны закрыты, фото 2б.Теплооттоки во внешнюю среду значительно сокращаются. Температура в помещении поддерживается за счет поступления теплоты от массивной стены, накопившей эту теплоту от солнечного излучения.

Летний период (охлаждение)

1. Солнечный деньШтора опущена, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2в.Штора предохраняет нагрев массивной стены от солнечного излучения. Наружный воздух поступает в помещение с затененной стороны дома и выходит через прослойку между стеклянной перегородкой и стеной в окружающую среду.
2. Ночь, вечер или пасмурный день.Штора поднята, нижние клапаны открыты, верхние – закрыты, фото 2г.Наружный воздух поступает в помещение с противоположной стороны дома и выходит в окружающую среду через прослойку между стеклянной перегородкой и массивной стеной. Стена охлаждается в результате конвективного теплообмена с воздухом, проходящим через прослойку, и за счет оттока теплоты излучением в окружающую среду. Охлажденная стена в дневное время поддерживает необходимый температурный режим в помещении.
Читайте также:  Arma 2 dayz как построить дом

Рекомендации по строительству пассивного дома со стеной Тромба

  1. Ориентировать дом следует на юг, т.е. стена Тромба должна находиться на южном фасаде дома. Допускается поворачивать дом относительно юга на запад или восток в пределах 30°, что конечно немного снизит эффективность применения стены Тромба, фото 4.

Ориентация пассивного солнечного дома на юг с применением стены Тромба

Фото 4. Ориентация пассивного солнечного дома на юг с применением стены Тромба

  1. В стене Тромба можно устраивать смотровые полноценные окна.
  2. Стену Тромба можно применять при проектировании двухэтажных домов, однако при этом энергия теплоты будет более распространяться на верхний этаж, т.е. на нижнем этаже будет более прохладно, а на верхнем — более тепло.

Поэтому при проектировании дома, в частности его планировке следует эту особенность учесть, и расположить на втором этаже такие помещения, в которых обитатели дома будут больше проводить время: а это может быть:

  • кухня;
  • гостиная;
  • игровая комната;
  • личный кабинет.

На первом этаже можно расположить спальни, подсобные помещения – кладовки и гардеробные.

  1. Расположение стены под углом 10…20° к поверхности повысит эффективность устройства.
  2. При расположении дома на участке следует учитывать следующие факторы:
  • особенности ландшафта;
  • наличие соседних построек;
  • наличие деревьев.
  1. Как уже выше отмечалось, что вместо темного окрашивания стены можно наклеить селективное покрытие, которое более эффективно поглощает солнечные лучи (эффективность достигает 90% по сравнению с 60% для окрашенной стены). Селективное покрытие представляет собой тонкий лист медной фольги, на который наносится слой хрома и слой окиси меди черного цвета, для которого свойственна высокая поглощающая способность солнечного света.
  2. В зависимости от покрытия стены Тромба применяется разное ограждающее остекление:
  • селективное покрытие – однослойное остекление стены;
  • окрашенная поверхность – двойное остекление стены.
  1. Оптимальная толщина стены Тромба составляет 30 см, но в зависимости от материала из которого сделана стена, толщину можно принимать в соответствии с данными в табл. 2.

Таблица 2

Допустимая толщина стены Тромба в зависимости от материала

Материал

Плотность, г/см3

Толщина, м

Бетон

2,2

0,2…0,6

Бетонный блок

2,1

1,18…0,46

Глиняный кирпич

1,9

0,18…0,41

Пустотный бетонный блок

1,8

0,15…0,3

Кирпич-сырец

1,6

0,15…0,3

  1. Если дом проектируется в холодной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет -1…-7°С тогда следует принимать:
  • двойное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 40…100% от площади пола жилого помещения.
  1. Если дом проектируется в умеренной климатической зоне, где средняя температура зимой составляет +2…+7°С тогда следует принимать:
  • двойное или одинарное остекление;
  • стену выполнять из камня с площадью наружной поверхности в пределах 20…70% от площади пола жилого помещения.

Преимущества пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:

  1. Относительно низкая стоимость устройства.
  2. Конструкция простая в обслуживании.
  3. Долговечность и надежность конструкции.

Недостатки пассивных солнечных систем теплоснабжения с применением стены Тромба:

  1. Точность расчетов невысокая, поэтому данной системы теплоснабжения может быть не достаточно для полного обогрева здания.

В Черниговской области (Украина) был построен в 2005 г. двухэтажный дом из соломы с применением стены Тромба, фото 5. Толщина стен составляет 0,46…0,5 м. Применение стены Тромба позволило владельцам такого дома сократить на 40% расходы на отопление, а на кондиционирование на 100%. В зимнее время основным источником тепла является печь, а ранней весной и поздней осенью – стена Тромба. Тепло от стены Тромба поступает в помещения через специальные отверстия – воздуховоды.

Дом из соломы с применением стены Тромба

Фото 5. Дом из соломы с применением стены Тромба

Автор публикации – эксперт GIDproekt

Конев Александр Анатольевич

Источник

Стена тромба, в -15 за окном, стена +40

реклама:

Страница 1 из 4

1

2

3

4

Вперёд >

  1. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    Хочу поделиться своим опытом со стеной тромба.
    Еще на стадии проекта дома, я относился к затеи со «стеной тромба» скептически, но сейчас увидел и почувствовал как она работает.
    Коротко, для тех кто не в теме, «стена тромба» это стена отделанная черным керамогранитом, либо выкрашенная в черный цвет, находящаяся в помещении, нагреваемая солнечными лучами, которая при нагреве отдает тепло в дом. Точно такой же эффект как в машине, черная( темная) панель нагревается под стеклом и в машине тепло, особенно это заметно в межсезонье.
    Свою стенку мы сделали из хорошего кирпича марки 200, толщиной 400 мм. 2300мм высотой и 1300 мм в ширину. Этого оказалось достаточно чтоб прогреть 50 квадратов ( детской комнаты, гостиной с кухней) до 26 градусов, без отопления дома. Для эксперимента, дом не топили 3 дня вообще, так как у дома мин тепло потери, остудить ниже 10 градусов нам не удалось. В солнечный день стена прогрела комнаты свыше 20 градусов. В солнечные дни дом не топится. Ночью остывает на 3 градуса( без отопления).
    Видео которое подтверждает нагрев стены тут

    .

    Вложения:

    • image.jpg

      Размер файла: 429,4 КБПросмотров: 154

    Последнее редактирование модератором: 9 фев 2015

  2. house4u
    Администратор
    Команда форума

    Действительно прикольная штука. А какие тепловые потери через такое количество остекления ночью? Не получается так, что за ночь теряется больше, чем получили за день, с учетом что зимой ночи длинные, а дни короткие плюс зимой самого солнца мало?

  3. Эта тема действительно не плохая, при хороших окнах, но есть минусы что помещения должны быть в глубине и желательно без окон на другие части света, для максимального эффекта кроме того, в данном доме летом эту стену нужно чем то закрывать, в идеальном варианте дта стена делается полностью отделенной от остальных помещений и там делается зимний сад, в котором летом можно полностью по открывать все окна и чтобы помещение проветривалось и не перегревало дом. Тоже когда то интересовался этим, и думаю по возможности применю в своем доме мечты. Вот как делать нужно

  4. интересно, а если использовать со стеной и жалюзи, с одной стороны покрашены в черный цвет (на обогрев) в другой в белый (летом для отражения). Жалюзи будет больше площадь и быстрее нагрев воздуха.

  5. Испытыва похожую идею, работоспособна. Последняя мысль — два стеклопакета между ними жалюзи одна сторона зеркальная(лето) другая черная (зима) над и по окно заслонки, передние заслонки открываються летом внутренние зимой. Над жалюзями нагнитающие вентиляторы

  6. Стеклопакет с жалюзями это да, но должна быть стена которая накапливает тепло и удерживает в течении суток или больше как у автора видео. Я думаю они жалюзи обязательно сделают, в идеале автоматизированные. Также когда изучал эту тему. Пришел к выводу что было бы еще круче разработать раздвижную систему из сэндвич панели(из утеплителя), которая ночью закрывала бы всю плоскость окна герметично. Думаю это реально но пока аналогов не видел.

  7. а какой смысл двух стеклопакетов? Если жалюзи со стороны комнаты будут и так отдавать тепло? Ради вентилятора? ну это будет да лучше для теплосьема, но без него ничем не хуже должно быть, они будут работать как батареи. Да и гемора и денег с 2мя стеклопакетами =)
    Vitalls, смысл жалюзей быстро нагреть комнату с первых лучей, а стены — накопить тепло дабы вечерком отдавать. Использовать надо вместе жалюзи и стену «тромбу».

  8. я в этом году летом поцепил отражающую пленку в нурти помещения чтоб сонце комнату неперегревало, так от нее внутри пмещения толку мало, нагреваеться как батарея(зимой это хорошо но летом у меня в комнате +37 и не очень комфортно) а если снаружи то другое дело. Два стеклопакета для того чтоб летом гарячий воздух на улицу выпускать а зимй внутри оставлять ну и как дополнительная изоляция, больше всего тепла через окна уходит так вот на ночь все отвертия зимой закрываються

  9. так а чем вам стены здания не нравяться? у вас вы думаете в комнате только воздух грееться?

  10. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    В летнее время нет необходимости закрывать стенку, козырек крыши был с проектирован так, что бы летнее солнце вообще не попадало в дом! ) солнышко летом будет только освещать, и попадать на террасу перед витражом. С окнами вообще отдельная история, в ближайшее время уделю этому отдельную тему. В кратце: окна деревянные, тройной энергосберегающий пакет. Потери через стекло конечно же есть, я специально замерял воздух между стенкой и пакетом, и воздуха в комнате, разница в 1-1,5 градуса. Я планирую на ночь задвигать плотные шторы. Или если будут деньги, со стороны улицы сделать ролетные ставни.
    Конечно эта стена не является основным или очень важным элементом отопления. Если честно я кое как согласился оставить эту стенку)) 10 раз планировал ее снести, так как есть пару важных минусов:
    1) это звук! Стена разделяет гостиную и детскую комнату, стенка должна отдавать естественной конвекцией тепло в обе комнаты, теперь ломаю голову, как изолировать звук и в тоже время эффективность стены. Есть вариант одни, потом расскажу отдельно.
    2) это квадратные метры, неудобство мыть окно))

  11. а можно и деревце посаить)))) эфект тотже что и с козырьком, но козырек правильное решение

  12. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    В дополнение, при желании отапливать дом за счет солнечной энергии, мы решили максимально избавится от тепло потерь и чем больше вспомогательных элементов, такие как стена тромба, в моем случае, это витраж, через который солнышко своими лучами прогревает почти 50 квадратов пола из темного керамогранита, кирпичные стены работающие как аккумулятор( зимой отдают тепло, летом прохладу). И дом построен на фундаментной плите, отделенная от земли 100 мм дорожной экструзией. Соприкосновений с землей стен дома, плиты и всего каменного массива НЕТ. Промерзании исключены.

  13. house4u
    Администратор
    Команда форума

  14. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    Ясенодня ночую у тещи)) завтра выложу подробные фотографии постройки плиты, со всем описанием. Правда по расчетам нагрузки ничего сказать не смогу, сразу, так как мне весь дом рассчитывал наш местный Университет )))

  15. Ну в Вашем случае возможно и без стены было бы нормально если на пол постелить это керамогранит и сделать теплый пол. У меня хоть и песчанник (камень) на полу в доме но там где солнце на него падает даже зимой хорошо нагревается, но аккумулировать конечно не на чем. А где дом находится, город? Мне как архитектору, интересно, не дорого как для Вас обошелся изгиб на кровле, я так понимаю это из клееного бруса, можно же сделать и ровным козырек?

  16. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    Город Магнитогорск, Челябинская область. Уральские горы в 20 км от города. По климату по разному, бывает лето жаркое, солнце по месяцу по два стоит без дождей, а бывает солнца нету по 2 месяца, одни дожди)). В этом году как не странно зима довольно теплая, обычно январь-февраль морозы ппц!
    Крыша сделана из грутоклеянного бруса, продольные балки получились по 16 метров. Изначально крыша планировалась без изгиба, но с мин уклоном( для того чтобы снег оставался на крыше, в качестве утеплителя тоже) и стена тромба в этом случае была одна из несущей, поэтому ее нельзя было извлечь из проекта. Позже решили с проектировать изогнутую крышу, в этом случае мы получаем напряженную конструкцию, которая может выдерживать колоссальные нагрузки и никаких дополнительных несущих конструкций не нужно. Правда обошлась мне это крыша в 1 000 000 руб. Какой курс гривны был на торт период 2013 года я не знаю. Дорогая крыша получилась еще потому, что утеплитель я использовал тоже экструзию плотности 100( дорожная), толщина 200 мм, два слоя с перехлестом по 100 мм.

  18. Эльдар_f
    Интересующийся

    Симпатии:
    16
    Из:
    Магнитогорск

    Я не правильно выразился, конечно же поперечные балки по 16 метров, они держат всю крышу, опираясь на края стен, есть еще опирание, может их на фото видно будет. Продольные на козырьке гнуто клеенные, все остальное балки 200*70, длинна 5 метров. По цене за изогнутую крышу переплатили хорошо)) думали что выйдет меньше. Переделали проект потому, что так вроде посимпатичней смотрится и конечно же прочней.
    Про крышу открою отдельную тему.

  19. house4u
    Администратор
    Команда форума

    Да, лучше создать отдельную тему про ваш домик, как советовал @Vitalls

  20. agere
    Житель форума

    Симпатии:
    110
    Из:
    Lutsk, Ukraine

    Прошу понять новичка, заводить новую тему не решился. Буду рад ответу здесь или переносу в новую тему администраторами. Далее будет необычный вопрос — но поверьте это не шутка.
    Огромная просьба к тов. Авиатор проанализировать с помощью мат. аппарата вариант южной стены Тромба из глинобита 40 см толщиной, теплоизоляция и остекление — баллоны електролампочек 25-40 Вт (в них вакуум нужной величины разрежения, в более мощных аргон и т.д.). Возможен второй слой остекления или пленки (фторопласт)на дистанции 2,5-7 см от стены. Выступающая из стены часть лампы чистая, прозрачная.
    Баллоны лампочек обращены цоколем в стену, обмазаны битумом или покрыты сажесодержащей окраской(штукатуркой). углублены до границы наибольшего сечения баллона лампы.
    плотность «набивки» стены лампочками-зазор несколько мм между баллонами(компенсировать тепловые расширения и минимизировать «незащищенную вакуумной изоляцией площадь стены).
    Глина местный материал, лампы-заводской брак(обрыв нитей кривая и т.д.)

    Последнее редактирование: 25 апр 2015

    agnat и kivik71 нравится это.

Страница 1 из 4

Читайте также:  Как лучше построить фундамент для дома

1

2

3

4

Вперёд >

реклама:

Источник