Vodič

Sončna energija za ogrevanje stavb

Pozimi, ko je najbolj hladno, si skoraj ne predstavljamo, da je stanovanjsko stavbo možno ogrevati samo s soncem. Vendar je to v dokajšnjem delu Slovenije izvedljivo, če je postavljena na ugodni lokaciji, ima stavba dovolj dobitkov sončne energije, zelo majhne izgube toplote in toplotno akumulacijo, ki premosti oblačne dni.

Sprejemniki sončne energije

Osnovni element sončnega ogrevanja stavbe je okno. To je gradbeni element, ki omogoča precej več kot razgled. Pomembni indikatorji okna so:

  • toplotna prehodnost (W/m2K), ki označuje intenzivnost uhajanja toplote,
  • prepustnost zraka na pripirah (t.i. zrakotesnost okna),
  •  prepustnost stekla za energijo sončnega sevanja (izjemno pomembna lastnost), 
  • svetlobna prepustnost, ki vpliva na kakovost bivanja v prostoru in ne nazadnje,
  • okno nudi pričakovane rezultate le, če je pravilno vgrajeno.
Vendar pretiravanje z velikostjo oken poveča toplotne izgube, ko ni sonca, ob preobilju sonca pa povzroči težave s pregrevanjem prostorov. Zato so indirektni sistemi, s katerimi lahko kratkotrajno skladiščimo toploto sonca ali jo enostavno vrnemo v okolico, odlično dopolnilo direktnim sistemom. Pogosto so naprave za sprejem sončne energije tudi del ovoja stavbe, zgrajene kot posebni toplozračni sprejemniki sončne energije. Najbolj znani elementi zajemanja toplote sonca so Trombejev zid, zid s prosojno toplotno izolacijo, dvojna steklena ali prezračevana fasada, dvojna streha, toplozračni sprejemnik sončne energije, steklenjak in toplotna dioda. Kar naenkrat se meja med pasivnimi in aktivnimi elementi briše, pasivni in aktivni elementi se dopolnjujejo, združujejo... Ti elementi rabe sončne energije so lahko navpični ali poševni, lahko torej nadomeščajo klasično fasado ali streho stavb. Dopolnjujejo prezračevalne sisteme in ogrevanje sanitarne vode, zagotavljajo senčenja v poletnem času ter element hlajenja z nočnim prezračevanjem ali s sevanjem v jasnih poletnih nočeh, pa tudi aktivno hlajenje s sončno toploto.

Toplotni ovoj

Naslednji pogoj za sončno hišo so majhne toplotne izgube. Znamo projektirati in graditi stavbe brez toplotnih mostov in zelo majhnimi toplotnimi izgubami, z okni, ki več energije sprejmejo v hišo kot oddajo v okolico in s prezračevalnim sistemom, ki v bivalnih prostorih zagotavlja svež zrak z minimalnimi izgubami toplote. Hkrati pa mora ta hiša prijetno delovati tudi v poletni vročini, ko so razmere ravno obratne: okna morajo biti tisti element, ki odda več energije kot jo sprejme, zato so obvezna zunanja senčila, prezračevalnemu sistemu pa mora pomagati tudi princip naravnega nočnega hlajenja. Načela nizkoenergijske gradnje so stara že tisočletja, sodobni gradbeni materiali pa omogočajo ob majhni rabi energije tudi odlične bivalne pogoje.

Shranjevanje toplote

Sončni dobitki toplote in majhne toplotne izgube so zadostna kombinacija ob stalnem sončnem obsevanju. Kaj pa ob daljšem oblačnem vremenu? Takrat pa je potrebno vključiti toplotno akumulacijo, ki oddaja višek shranjene toplote. Toplotno akumulacijo lahko predstavlja masivna konstrukcija stavbe, tekočinski ali zemeljski hranilniki toplote, stenske obloge iz fazno spremenljivih materialov, ali pa se sestavni del sprejemnika toplote, recimo v Trombe Michelovih stenah.

Če je energijska bilanca stavbe negativna in je več toplotnih izgub kot dobitkov, kljub odličnim pasivnim elementom zajema sončne energije in majhnim toplotnim izgubam skozi toplotni ovoj, kjer niti toplotna akumulacija in notranji toplotni viri ne zadoščajo, pogosto pomaga vgradnja aktivnih toplovodnih sprejemnikov sončne energije. Vakuumski SSE so ob slabših pogojih delovanja (nižje zunanje temperature, manj intenzivno sevanje) energijsko učinkovitejši od ploščatih, zato so primerno dopolnilo ogrevalnemu sistemu dobre nizkoenergijske stavbe.

Kako na neugodnih lokacijah?

Nikakor pa ni primerno pričakovati, da bo sončna hiša delovala tudi na neugodni lokaciji. Zaprta dolina, v katerih tudi več zimskih tednov zapored ne posije sončni žarek zaradi visokih hribov, ki jo obdajajo ali zaradi pogoste megle, ki se šele na pomlad razkadi, ne nudi možnosti za ogrevanje stavb s soncem. Na taki legi je potrebno poleg načela sončne arhitekture predvideti tudi ogrevalni sistem, ki naj bo, če je le mogoče, tudi iz obnovljivih virov energije. Masivna lončena peč na drva, v kateri se zakuri enkrat tedensko, se ponovno vrača v naše hiše. Tiste, ki pa prisegajo na visokotehnološke rešitve, pa v taki stavbi dodatno greje toplotna črpalka.

Matjaž Valenčič,
energetski svetovalec,
[email protected]

Nastanek besedila avgust 2012.

Vir: SLONEP

Dodaj v:

Preberite še:

Nazaj
Seznam
PImenik ponudnikov AAKCIJE
KSLONEP katalog
Sistemi za vodo in deževnico