Ориентируем дом по Солнцу

В прошлые разы я рассказывал почему дом у нас круглый и почему он вкопан в холм. Сегодня — про строгую ориентацию по Солнцу.

Не знаю как читающего, но у меня слова об ориентации по Солнцу вызывают смешанные чувства. В первую очередь это что-то непонятное, таинственное. Сразу вспоминаются всякие стоунхенджи, пирамиды и храмы, сориентированые не только по Солнцу, но и по звёздам, и будто связаны со всем космосом, всей Вселенной.

Вот так человеческое воображение из-за недостатка информации сгущает краски. А людей пугает непонятное. И, что естественно, ко всему непонятному они относятся с осторожностью. Скептически, короче. Вот так же и с ориентацией домов: при строительстве современного жилья мало кто задумывается где север, а где юг. Даже бояться это делать, что ли…

А зря! Ведь причины задуматься есть, и они лежат не столько в плоскости космически-магического, сколько банально теплотехнического.

Так давайте задумаемся.

Ведь Солнце — первоисточник энергии для протекания всех процессов на Земле. Поток энергии, излучаемый Солнцем в сторону Земли, превышает 20 млн ЭДж в год (экзаджоуль = 10¹² мегаджоулей). Большая часть этой энергии отражается, поглощается атмосферой, излучается в виде длинноволнового инфракрасного излучения. Падающее на поверхность Земли солнечное излучение составляет уже 1,54 млн ЭДж в год.

Но по подсчётам учёных, это количество энергии в 5½ раз превышает энергию всех доступных ресурсов ископаемого топлива органического происхождения, накопленных в течение, как минимум, 100 миллионов лет. Перемножим, получим 550 млн лет — столько лет нам нужно добывать углеводороды, чтобы получить количество энергии, падающее нам на голову за год! Но это цифра по всей поверхности Земли. На каждый же квадратный метр поверхности приходится 100-200 ватт, в зависимости от географических координат. В полдень эта мощность может достигать 400—900 вт/м².

Для отопления дома в 100 м² необходим отопительный прибор мощностью примерно 10 000 ватт. Если у нас дом из стекла, то на 100 м² его площади будет падать…считаем…10 000-20 000 ватт! И в полдень эта цифра будет достигать 40 000-90 000 ватт! Т.е. стеклянный дом совершенно не нуждается в каких-то отопительных приборах, нагреваясь одним Солнцем!

Но, понятное дело, в стеклянном доме жить мало кто согласится. Никакой частной жизни. Поэтому в современной практике строят непрозрачные стены и ограничиваются несколькими окнами, так, для освещения. И направляют эти окна куда попало. А ведь бóльшая часть солнечной энергии падает с юга, а также юго-востока и юго-запада. Именно там нужно располагать большинство окон, и делать их как можно больше по размерам.

И вот так, просто пользуясь энергией Солнца, можно если не ликвидировать, то неплохо снизить свои расходы на отопление. Что в совокупности с круглой формой и вкопанностью в холм должно дать ощутимые результаты!

Но мы пойдём дальше. Мы сориентируем по Солнцу не только окна, но и крышу!

Крыши бывают разные: плоские, односкатные, двускатные, четырёхскатные, вальмовые, шатровые, купольные… Но, какой бы крыша ни была, мало кто задумывается о её ориентации. Здесь дела ещё хуже чем с ориентацией домов.

В прошлый раз я предлагал устраивать огороды на крышах и упоминал о южном уклоне. Ведь это логично. Но кроме этого есть и ещё один аспект.

Как я писал выше, солнечной энергии с неба сыплется цела куча, и мы закрываемся от большей части этой энергии крышей. Но светлым головам приходят в голову мысли, что эту энергию можно употребить. И результатом этому появление солнечных батарей для превращения солнечной энергии в электичество, а также солнечных водонагревателей для…кто бы мог подумать…нагревания воды! :)

Так причём здесь крыша и её южный уклон? А при том, что и панели, и водонагреватели — вещь довольно хрупкая. Поэтому лучше располагать их там, где их случайно не разобьют дети или домашние животные, или даже сами хозяева. И место это — крыша. И если она с южным уклоном — то мы существенно облегчим монтаж любых ориентируемых на Солнце девайсов, ведь они должны смотреть на юг. Даёшь больше солнечного электричества и больше солнечного отопления!

Но оно, отопление, актуально зимой. А как же летом?

Я уже говорил, у нас в Амурской области бывает от -40 до +40. Это в пике. И актуален не только нагрев зимой, но и охлаждение летом.

И скептически настроенный читатель скажет мне: «Летом Солнце через ваши окна зажарит и сварит вас заживо!». Уж не знаю какие фильмы ужасов смотрят скептики, но мне почему-то при этой фразе вспоминается второй «Терминатор». Конкретно его концовка, когда Шварцнегера кунают в прорубь по-голливудски.

Вот так и Солнце в воображении скептиков закипятит воду в наших организмах и потом будет зажаривать нас до хрустящей корочки…а хрен им! Никого не зажарит и не сварит!

Не буду вдаваться в астрономические подробности, скажу просто и понятно: зимой Солнце низкое, летом — высокое. См. картинку слева.

Из картинки становится ясно, что для защиты дома от летнего Солнца необходимы соответствующие свесы крыши. Но в их размере важно соблюсти баланс: чтобы и летнее Солнце отсечь, и зимнее не перекрыть.

Рассчитать такие сбалансированные свесы поможет простая методика.

Существует астрономический феномен: Луна движется по небу по той же траектории, по которой через полгода будет двигаться Солнце. Так, в июне можно посмотреть как Солнце пойдёт по небосводу в декабре. Интересная штука.

И некоторые экостроители поступают хитро: они собирают на местности макет дома. Втыкают колья, натягивают верёвки, делают стены из простыней. Там, где будут окна, они оставляют соответствующие проёмы. Над окнами делают изменяемые по размерам свесы из тех же простыней.

И 22-го июня, в день летнего солнцестояния, они наблюдают за Солнцем и Луной. В этот день в полдень Солнце находится в наивысшей точке своей траектории, и ночью Луна (имитирующая траекторию Солнца 22 декабря) — в низшей. Вот так эмпирически вычисляется оптимальный вариант.

Не знаю как читателя, но нас это всё убедило делать только южные, юго-восточные и юго-западные окна, и в большом количестве. Что мы с женой и сделали. Так, южный полукруг стен дома практически на половину площади заполнен окнами. Крыша у нас сложная (круглая полувальмово-шатровая), но мы предусмотрели на ней места, специально предназначенные для крепления разного назначения солнечных агрегатов.

Про свесы скажу честно, мы простынями не баловались. Я просто решил — свесы будут метровые. Цифру я взял не с потолка, а из конструктивных соображений. Но, как чаще всего бывает, учтены были не все факторы и по ходу дела получилось, что свесы уменьшились до 80 см.

На практике же оказалось, что это очень хорошая цифра. К концу сентября, когда ночи уже холодные, да и вообще бывают заморозки, и возникает необходимость подтопить — в окна нашего, тогда ещё не достроенного, домика стало заглядывать Солнце! Т.е. если бы свесы были больше, заглядывать оно стало бы в октябре. Так что считайте нам повезло. :)

Да, я совершенно забыл сказать, что все сторонники больших окон на юг рекоммендуют сделать в доме комнату (или комнаты), где солнечного света будет немного. Это затем, что от такого количества света у некоторых людей устают глаза. Или просто вместо ощущения открытости и простора иногда может захотеться уюта и защищённости. И у нас с этим тоже всё в порядке: мы предусмотрели такую малоосвещённую зону в северной части дома.

В заключение приведу цитату из одной статьи про солнечное отопление:

«Раскопки древнего греческого города Олинфа показали, что весь город и его дома были спроектированы по единому плану и располагались так, чтобы зимой можно было поймать как можно больше солнечных лучей, а летом, наоборот, избегать их. Жилые комнаты обязательно располагались окнами к солнцу, а сами дома имели два этажа: один — для лета, другой — для зимы. В Олинфе, как и позже в Древнем Риме, запрещалось ставить дома так, чтобы они заслоняли от солнца дома соседей, — урок этики для сегодняшних создателей небоскребов!»

В следующий раз порассуждаю про отопление нашего чудо-экодома!

< Предыдущая статья
«Зачем я закопал свой дом?» Следующая статья >
«Отопление. Пассивные дома и водяное отопление»