Роль солнцезащиты в концепции «Умный дом»
С. В. Корниенко
Отличительной особенностью современных СЗУ является их многофункциональность. Основная функция СЗУ — защита помещений от воздействия прямого солнечного излучения в теплый период года (пассивное охлаждение). Считается, что период охлаждения характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха 21 °С и выше. Сфера солнцезащиты охватывает многие регионы России.
Пассивное солнечное охлаждение не требует применения дополнительных инженерных систем, поэтому эксплуатационные затраты снижаются. Наряду с пассивным охлаждением важными функциями СЗУ являются: обеспечение максимальных теплопоступлений в помещения от солнечного излучения в холодный период года (пассивное солнечное отопление); снижение тепловых потерь; создание теплового комфорта в помещениях. СЗУ должны обеспечивать высокий зрительный комфорт, визуальную связь с окружающей средой, быть устойчивыми к ветровым нагрузкам.
Универсальных средств солнцезащиты пока нет. Наиболее эффективны наружные СЗУ — об этом знали еще наши предки, устанавливающие на окна ставни. Ставни, наружные рулонные шторы, жалюзи, маркизы надежно защищают помещения от перегрева летом, обеспечивая солнечные теплопоступления зимой. Но внешние СЗУ, даже в современном конструктивном исполнении, далеко не всегда могут обеспечить высокий уровень зрительного комфорта. Внутренние шторы хорошо защищают от избыточной яркости, однако практически бесполезны с точки зрения пассивного охлаждения. Солнцезащитное остекление обеспечивает хороший визуальный контакт с внешней средой, но почти не влияет на пассивное солнечное отопление.
Для повышения эффективности использования СЗУ необходим поиск новых конструктивных решений.
Пофасадное регулирование.
СЗУ должны обеспечивать пофасадное регулирование климатических воздействий. Солнечное излучение по кругу горизонта неодинаково, поэтому на окнах различных фасадов должны применяться разные типы СЗУ. Для исключения летнего перегрева помещений на южном и юго-западном фасадах здания рекомендуется применять СЗУ с высоким и очень высоким уровнем солнцезащиты. На южном фасаде (отклонение ±30°) максимальный эффект дают горизонтальные регулируемые СЗУ. На фасадах, ориентированных на юго-восток и юго-запад, наиболее предпочтительны комбинированные и сотообразные СЗУ; применение вертикальных устройств солнцезащиты здесь неэффективно. Солнцезащитные кожухи дают возможность обеспечить пассивное охлаждение практически при любом расположении фасада, но могут существенно изменить архитектурный облик здания. Оптимальная форма СЗУ должна обеспечить максимальный затеняющий эффект при различном положении Солнца на небосводе. Наиболее надежно геометрические характеристики солнцезащиты можно определить методом математического моделирования с применением современных компьютерных программ.
Максимальный эффект солнцезащиты достигается при использовании автоматизированных систем контроля и управления. Автоматическое регулирование СЗУ позволяет создать наиболее высокий уровень комфорта в помещениях в течение всего года.
Интеграция с фотоэлектрическими панелями.
Солнце — природный, возобновляемый и экологически безопасный источник энергии. В ближайшей перспективе эффективным методом преобразования солнечной энергии в электрическую может стать преобразование на основе полупроводниковых солнечных батарей. Специалисты утверждают: через 20–30 лет этот тип солнечной энергетики станет экономически сравнимым с другими видами энергетики.
Фотоэлектрические панели могут быть установлены на горизонтальные затеняющие элементы СЗУ, расположенные на южных фасадах зданий. Угол наклона затеняющих элементов к горизонту рекомендуется принимать равным широте местности. Энергия, полученная в процессе преобразования, может быть использована для бытовых целей. Интеграция СЗУ с фотоэлектрическим панелями является весьма перспективным способом пассивно-активного регулирования микроклимата помещений и может обеспечить высокий энергосберегающий эффект. Применение комбинированной солнцезащиты может создать совершенно новую городскую среду.
Сформулированные принципы являются теоретической основой создания умной солнцезащиты, что позволяет выйти на новый уровень комфорта, экологической безопасности и энергоэффективности.
