Солнечная энергетика. Дневной свет для освещения - как использовать максимально

12.01.2018

Раньше было:

Сила, энергия и мощность.
Возобновляемая энергия. Введение
Эффективность и побочные эффекты использования ископаемых топлив

Солнечная тепловая энергия
1. Введение
2. Солнечный водонагреватель на крыше
3. Природа и пригодность солнечного излучения
4. Солнечная радиация и времена года
5. Удивительные свойства стекла
6. Использование низкотемпературного оборудования на солнечной энергии - 1, 2
7. Активное солнечное нагревание
8. Пассивное солнечное нагревание - 1, 2, 3

Дневной свет

Дневной свет мы все считаем естественным благом. Замена его на искусственное освещение до средины двадцатого столетия была дорогостоящей. Когда электричество стало дешевле, дневной свет перестали считать важным при проектировании административных зданий – сделали ставки на электрическое освещение.

А вот в жилых домах проектирование обязательно проводится с учетом использования естественного дневного света. Большинство домов, где это не было учтено, обозначили как трущобы и снесли. В Великобритании в 2000 году местное освещение потребляет примерно 3% от использования электроэнергии, и этот показатель можно значительно снизить за счет использования флуоресцентных ламп низкой энергии.

В некоторых коммерческих офисах, однако, на освещение может тратиться до 30% используемой электроэнергии. Современные фабричные корпуса и здания супермаркетов строят с недостаточно большими окнами или без окон. В административных зданиях "глубокой планировки" есть офисы, центральные коридоры и лестничные клетки, которые требуют непрерывного искусственного освещения, даже когда солнце ярко сияет на небе. Вот пример такого здания - башня Канэри-Уорф в Лондоне:

Не смотря на то, что "глубокая планировка" предполагает большое расстояние многих помещений здания от окон, через которые проникает солнечный свет, они иногда приводит к перегреву летом. И вот почему. Зимой тепло солнечного света высоко востребовано для обогрева, летом солнечный свет в избытке, но при освещении тоже выделяется тепло, а здания хорошо утеплены.

Солнечный свет при правильном использовании может удовлетворить потребности в обогреве и кондиционировании помещений, а при правильном проектировании зданий позволяет значительно экономить электроэнергию. Это заставляет работать над методами более эффективного использования доступного дневного света. Многие такие решения присутствуют в лучших качественных постройках девятнадцатого столетия. Традиционные методы включают:
- проект «неглубокой планировки», который позволяет дневному свету проникнуть во все комнаты и коридоры;
- световые колодцы в центре зданий;
- прозрачные крыши;
- высокие окна, которые позволяют солнечному свету проникнуть вглубь комнат;
- использование точек освещения непосредственно над рабочим местом вместо освещения всего интерьера.

Многие из этих методов были использованы в новой больнице в Вансбеке (Wаnsbeck), в Нортамберленде, которая изображена на фото:

Другие экспериментальные методы включают использование управляемых зеркал, чтобы направить свет в световые колодцы, и использование оптических волокон и световых трубок.

Зеркала, используемые для улавливания ценного дневного света в узких лондонских улицах перед Второй мировой войной.

Когда используется искусственное освещение, важно убедиться, что оно используется эффективно и выключается, как только становится доступно естественное освещение. Для этого ставят контрольные системы – они сокращают расход электроэнергии на искусственное освещение. Оно выключается, когда фотоэлектрические ячейки обнаруживают достаточный уровень естественного освещения. Время окупаемости при этих методах сокращается и энергосбережение увеличивается на 50% и более.

При проектировании новостроек есть некоторые противоречия между требованиями наилучшего освещения и отопления. Административные здания «глубокой планировки» имеют меньшую внешнюю площадь на единицу объема, чем здания «неглубокой планировки». Им будет нужно меньше нагрева зимой. Как это всегда бывает с архитектурой, для решения всех задач одновременно приходится идти на компромисы.

При проектировании новостроек есть некоторые противоречия между требованиями наилучшего освещения и отопления. Административные здания «глубокой планировки» имеют меньшую внешнюю площадь на единицу объема, чем здания «неглубокой планировки». Им будет нужно меньше нагрева зимой. Как это всегда бывает с архитектурой, для решения всех задач одновременно приходится идти на компромиссы.

Обсудить в моем Живом журнале

Каталог 3-х первых разделов учебника