Pasif Güneş Enerjisi
“Pasif Güneş Enerjisinden Yararlanma” terimi ilk olarak geçen yüzyılın yetmişli yıllarında tanıtıldı. O zamanlar aktif güneş enerjisi uygulamalarını net bir şekilde ayırt etmek için “yardımcı enerji ekleme” kriteri kullanılıyordu. Yardımcı üniteler (fanlar gibi) kullanıldığında sistemler hibrit sistemler olarak anılırdı.
Bununla birlikte, pasif ve aktif sistemler arasındaki sınırlama akıcı kaldı: otomatik gölgeleme cihazlarıyla donatılmış bir pencere için hem pasif hem de hibrittir. Ancak son zamanlarda, “Pasif Güneş Enerjisi Kullanımı” terimi daha gerçekçi ve kesin bir şekilde tanımlanmıştır.
Yeni tanımlara göre pasif güneş enerjisi sistemleri, güneş ışınımını bina yapısının kendisi, yani şeffaf bina kabuğu ve katı depolama elemanları aracılığıyla ısıya dönüştürür.
Pasif güneş enerjisinin kullanılması (genellikle pasif güneş enerjisi mimarisi olarak da anılır), bu nedenle, soğurucu olarak bina kabuğunun ve ısı deposu olarak bina yapısının kullanılmasıyla karakterize edilir. Çoğu durumda, güneş enerjisi herhangi bir ara ısı transfer cihazı olmadan aktarılır. Bununla birlikte, bu tanım da her zaman aktif ve pasif güneş enerjisi kullanımının net bir ayrımına izin vermez.
Prensipler
Bir binada birden fazla enerji akışı gözlenebilir. Enerji birincil olarak alan ısıtma sistemleri aracılığıyla sağlanır, ikinci olarak ısı insanlar, aydınlatma ve ev aletleri tarafından oluşturulur (dahili ısı kazancı olarak adlandırılır) ve üçüncü olarak, şeffaf tarafından oluşturulan ısı gibi pasif güneş ısısı kazançları vardır.
Isı kayıpları veya ısı kazançları (ortam sıcaklığına bağlı olarak) bina kabuğunun ısı iletkenliğinden (yani iletim) kaynaklanmaktadır. Daha fazla ısı kaybı, genellikle belirli bir hava kalitesini korumak ve sistemin öngörülen karbondioksit (CO2) ve diğer zararlı maddeler, hava nemi ve belirli koku seviyelerini aşmasını önlemek için gerekli olan havalandırma ve sızmaya atfedilebilir.
Bina içinde, ek enerji emilebilir veya emilen güneş radyasyonu şeklinde mevcut termal kütle tarafından yeniden ışıyabilir. Termal kütle ayrıca aşırı ısınma durumunda ısıyı emebilir ve ara olarak depolayabilir.
Isı, yalnızca termal kütle oda sıcaklığından daha sıcak hale gelirse açığa çıkar. Aşağıdaki açıklamalar tamamen pasif güneş enerjisinin kullanımına odaklanmaktadır ve bu nedenle bir binadaki enerji akışlarından yalnızca biri için geçerlidir.
Pasif güneş enerjisi kullanımı, kısa dalga güneş radyasyonunun ya binanın iç kısmı tarafından, güneş radyasyonu şeffaf dış yapısal elemanlardan geçerken ya da bina kabuğu tarafından soğurulmasına dayanır.
İlgili yapı elemanları emilen güneş enerjisi ile ısıtılır. Enerji, konveksiyon ve uzun dalga radyasyonu ile dışarıya geri salınır. Radyasyona maruz kalan yüzeylerin soğurulan güneş enerjisi miktarı, yönlerine, gölgeleme ekipmanına ve ilgili soğurucu yüzeyin soğurma katsayısına bağlıdır.
Serbest bırakılan enerjinin miktarı ve zamanlaması, termal iletkenlik, yoğunluk ve emici malzemenin kendisinin ve arkasına yerleştirilen malzemenin özgül termal kapasitesinin yanı sıra çevre sıcaklığındaki farkla belirlenir. Pasif güneş enerjisi kullanımının mevsimsel etkileri, ilgili yüzeylerin veya gölgeleme cihazlarının uygun şekilde yönlendirilmesiyle daha da yoğunlaştırılabilir.
Pasif güneş tasarımı
Pasif güneş sistemleri
Aktif ve pasif sistem nedir
Pasif ısıtma sistemleri
Güneş enerjisi aktif ısıtma sistemleri
Aktif güneş enerjisi Sistemleri
Pasif tasarım Nedir
Pasif sistemler
Tanımlar
Aşağıdaki bölümlerde, pasif güneş enerjisinin kullanımına dahil olan tüm sistem öğeleri açıklanmakta ve gösterilmektedir. Bununla birlikte, açıklamalar mevcut ana hususların bir seçimi ile sınırlıdır. İlk olarak, temel teknik terimlerin bir derlemesi sağlanır.
Şartlar
Duvarların yarı saydamlığı genellikle opak, saydam ve yarı saydam terimleriyle ve güneş açıklığı yüzeyiyle tanımlanır. Opak bina kabuğuna ışık nüfuz etmez ve örneğin tuğla duvarlar veya kiremit kaplı bir çatı içerir.
Binanın şeffaf ve yarı saydam kısımları (örn. pencereler) güneş radyasyonu geçirgendir. Saydam kelimesi genel olarak açık anlamına gelirken, binanın yarı saydam bölümlerinin içi görülemez.
Güneş enerjisinden faydalanma açısından şeffaf kelimesi, sadece görünür ışıkla değil, aynı zamanda diğer ışıklarla da geçirgenliğini ifade etmek için, binanın içinden görülebilen ancak net olmayan dış kısımlarını tanımlamak için de kullanılır. Güneş spektrumunun bileşenleri.
Güneş açıklığı yüzeyi terimi, güneş enerjisi kullanımı için uygun yarı saydam kaplama yüzeyini ifade eder.
İletim katsayısı
İletim katsayısı τe, camdan binaya kısa dalga radyasyon olarak iletilen, ışınlanmış yapısal eleman üzerindeki küresel radyasyon olayının payını gösterir. Ayrıca güneş radyasyonunun görünmeyen dalga boylarını da dikkate alır. İletim katsayısı dikey radyasyon insidansını ifade ediyorsa, τe* olarak belirtilir.
İkincil ısı akışı
İkincil ısı akış faktörü qi, yapısal bir eleman tarafından emilen ve binaya uzun dalga radyasyonu ve konveksiyon şeklinde yeniden yayılan küresel radyasyonun Gg payını gösterir. Şeffaf elemanlar (camlar) ayrıca emilen gelen radyasyonla biraz ısınır ve böylece ikincil bir ısı akışı da sunar.
Enerji iletim faktörü (g-değeri)
Radyasyon iletimi tarafından sağlanan enerjiye ek olarak (yani iletim katsayısı τe’ye ek olarak), g-değeri g veya enerji iletim faktörü aynı zamanda ikincil ısı akışı qi’yi de içerir. Yapısal elemanın /3-2/ her iki tarafında dikey bir radyasyon insidansı ve aynı sıcaklıklar için tanımlanmıştır.
Şeffaf bina parçaları (camlar) için, dikey bir radyasyon insidansı varsayılarak iletim katsayısı τe* ve ikincil ısı akışı qi’den oluşur. qin, yapısal elemana eklenen ısı akışını temsil eder. İkincil ısı akışı qi, bu eklenen ısı akışı ve küresel radyasyon Gg aracılığıyla hesaplanır.
Yaygın enerji iletim faktörü (yaygın g-değeri)
Zamana ve mevsime bağlı olarak güneş radyasyonu şeffaf yapı elemanlarına çok farklı açılardan çarpar. Ortalama olarak, şeffaf yüzeyler üzerindeki güneş ışığı bu nedenle dikey değildir. Ayrıca, ılıman iklim, toplam gelen güneş radyasyonunun yaklaşık %60’ına tekabül eden ve yaklaşık 60°’lik bir ortalama geliş açısı sunan yüksek bir dağınık radyasyon payı ile karakterize edilir.
Dağınık g-değeri gdiffuse, azalan enerji iletim faktörünü veya dikey geliş durumunda yaklaşık %10 /3-3/ tutarındaki g-değerini dikkate alır. Geleneksel g-değeri g ile karşılaştırıldığında, yaygın g-değeri gdiffuse, daha gerçekçi sonuçlar sağlar.
Termal geçirgenlik katsayısı (U değeri)
U-değeri veya termal geçirgenlik katsayısı, 1 m2’lik bir alan ve 1 K’lik bir sıcaklık farkı varsayılarak, bir cephenin ön tarafından içeriye iletilen ısının bir ölçüsüdür. elemanın bir tarafında hava, yapı elemanı içindeki ısı iletkenliği ve elemanın diğer tarafından havaya ısı iletimidir.
Çift cam durumunda, ısı iki cam levha arasında uzun dalga radyasyon ve konveksiyon ile iletilir. Pencereler için, yalnızca camla ilgili olan UG-değeri ile pencere çerçevesinin ısı kayıplarını da dikkate alan ve dolayısıyla tüm pencereyi ifade eden UW-değerini ayırıyoruz.