Dům s dvojitou obálkou - Double envelope house - Wikipedia

A dům s dvojitou obálkou je design pasivního solárního domu, který sbírá sluneční energii v soláriu a pasivně umožňuje cirkulaci teplého vzduchu kolem domu mezi dvěma sadami stěn, dvojitou stavební plášť. Tento design pochází z roku 1975 od Lee Porter Butlera ve Spojených státech.

Dějiny

Návrh Lee Porter Butler z roku 1975 Double Envelope (Shell) ^[1] získal širokou publicitu poté, co byly v roce 1978 vytvořeny kredity na daň ze solární energie v USA. Verze byly na obálce Lepší domy a zahrady a Populární věda ^[2] časopisy.

Butler byl umělecký / ekologický stavební designér, samozvaný „Ekotect“. ^[3] Než vstoupil na státní univerzitu v Severní Karolíně, aby studoval architekturu, Lee nedisponoval formální kvalifikací energetického inženýra. Lee postavil stovky domů, nákupních center a obchodních budov včetně bank a škol. Vystudoval inženýrství na Georgia Institute of Technology. Lee neměl ani maturitu, ale nakonec učil svůj vynález „gravitační geotermální obálky“ na Kalifornské univerzitě v Berkeley na Graduate School of design and Planning. Lee chodil do školy kvůli vzdělání, ne kvůli diplomu. Byl požádán, aby promluvil na Royal College of Science v Londýně, kde přednesl sir Isaac Newton Principia.

Leeova zdvořilá a zvědavá mysl ho celý život vedla k tomu, aby zpochybňoval metody, kterými by lidstvo mohlo žít na Zemi v souladu se Zemí i mezi sebou navzájem. Jeho poslední příspěvek pro lidstvo „Ekotecture“ je zcela soběstačný způsob, jak žít v harmonii na planetě a chránit lidský život bez ohledu na vnější podmínky. Lee cítil, že když mluvíme o udržitelnosti, musíme hovořit nejen o udržení Země, ale o udržení lidského života. Mezi jeho příspěvky patří metoda, podle níž může lidstvo ve spolupráci pokojně a bezpečně žít na planetě.

Design a teorie

Butlerův experimentální design byl formou izolované pasivní solární design který zahrnoval pasivní systém distribuce tepla. Pokusila se řešit problém nerovnoměrného rozložení tepla, který byl spojen s některými systémy s přímým ziskem. [1]. Tento jev je pozorován zejména u konstrukcí s nedostatečnou tepelnou hmotou, špatnou příčnou ventilací a nadměrným polárním oknem.^[4]

Butlerův návrh se v zásadě skládal z domu v domě. Tepelná energie byla zachycena z jihu solárium a teplo cirkulovalo přírodní proudění průtokovou smyčku v dutině mezi dvěma obálkami budovy a subpodlahou nebo přes zemní chladicí trubky.^[5]

Cesta recirkulačního vzduchu vyplynula z toho, že teplý (méně hustý) vzduch stoupal v soláriu na jižní straně a chladnější (hustší) vzduch padal na severní stranu a vytvářel tlakové rozdíly, které automaticky přesunovaly nadměrný solární tepelný zisk z jihu na severní straně budovy bez systémů nucené konvekce. Proud vzduchu byl úměrný teplotním rozdílům mezi oběma konvekčními cestami.

V létě stínící zařízení vylučují veškerý přímý sluneční zisk. V horní části se otevírají větrací otvory, které odvádějí horký vzduch. Přívod čerstvého vzduchu využívá Zemi k ochlazení a odvlhčení náhradního vzduchu na základně.

V zimě je vzduch v dutině tlumen teplem Země o teplotě okolí pod podlahou (která je během každého zimního dne částečně dobíjena přirozenou konvekční proudovou smyčkou). V létě je konvekční proudění nahrazeno chladnějším zemním vzduchem pro výměnu Země při teplotě blízké okolní teplotě a teplý vzduch je odváděn přirozenou konvekcí.

Kritiky

Původním vysvětlením jeho účinnosti byl tepelný nárazník, který existoval v dutině dvojité obálky. Pozorovatelé však také poznamenali, že celková izolace konstrukce je vyšší, pokud jde o dvě stěny namísto pouze jedné.^[5]

Zatímco design může fungovat lépe než běžný domov, formální monitorování výkonu naznačuje, že s původním designem byly nějaké problémy. [2].

Komentátoři kritizovali design z různých důvodů:^{[Citace je zapotřebí ]}

Skalní dno pod domem narušovalo geotermální noční efekt a ráno zpomalovalo oteplování.
Střešní sklo (viz sluneční cesta ) ztěžovalo řízení letních tepelných zisků a zimních tepelných ztrát.
Veranda na rovníku příliš zastínila spodní podlaží před slunečním ziskem
Dodatečná dutina na severní stěně byla vyloučena z upraveného prostoru (a vytvořila potenciální nebezpečí požáru).
Tmavé střechy a chybějící sálavá bariéra nebyly dostatečné k tomu, aby bránily letnímu slunečnímu zisku
Zdrojem konvekčních tepelných ztrát byla přítomnost krbu, komína a sušičky na prádlo
Návrh nebyl adekvátní pro fungování v polárním podnebí.
Obavy z kondenzace a vlhkosti, které se tvoří v konvekční smyčce, což vede k problémům s údržbou nebo zdravím.
Dodatečné materiály a tepelná hmota použité ve stavebnictví
Teplý vzduch stoupá přirozenou konvekcí. To nejde dolů a kolem. Jsou to ohnivé pasti a jsou proti stavebním předpisům na místech, jako je Aurora CO.

Následné úpravy se pokusily tyto problémy vyřešit.[3]

Dům tepelné nárazníkové zóny

Byla popsána modifikace založená na Butlerově původním návrhu^[6] ale dosud formálně nevyhodnoceno. Pokusilo se odstranit některé z počátečních problémů.

Důležitým rozdílem je, že polární konvekce konvekční smyčky (tepelná nárazníková zóna / TBZ) se používá jako užitková oblast, např. prádelna, skříně, spíž a úložný prostor. Prádelna se také zdvojnásobila jako oblast pro sušení prádla.

Na polární straně je umístěno vnější okénko, které lze v létě otevřít pro přívod mírného vzduchu do TBZ. Rovné boční obytné prostory odděluje další vnitřní okno. Lze jej otevřít, aby umožnil vstup teplého zimního vzduchu ze solária přímo do polárních místností.

Návrhář uvádí, že v chladných zimních dnech může být TBZ temperovaný solárně ohřátým vzduchem často nad 85 stupňů F, zatímco venkovní vzduch byl pod bodem mrazu.

Hodnocení výkonnosti

Současná technologie ztěžuje modelování účinků těchto návrhů konvekčního toku, protože software pro simulaci výkonu počítače v současné době tyto procesy do svých výpočtů nezahrnuje.

Viz také

Pasivní solární designové koncepty

Solární designéři

Kategorie: Návrháři solárních budov
Seznam průkopnických solárních budov

Reference

^ http://www.motherearthnews.com/Green-Home-Building/1982-03/01/The-Double-Envelope-House.aspx
^ https://web.archive.org/web/20091026191932/http://geocities.com/betadolphin/
^ https://www.webcitation.org/query?url=http://www.geocities.com/betadolphin/LeePorterButlerVitae.html&date=2009-10-25+13:28:55
^ Chiras, D. Solární dům: Pasivní vytápění a chlazení. Nakladatelství Chelsea Green; 2002.
^ ^A ^b Dům s dvojitou obálkou
^ Techniky pasivního solárního chlazení společnosti Zero Energy Design, bohatá energie v souladu s přírodou

[1] ttp://www.motherearthnews.com/Green-Home-Building/1982-03/01/The-Double-Envelope-House.aspx

[2] ttps://web.archive.org/web/20091026191932/http://geocities.com/betadolphin/

[3] ttps://www.webcitation.org/query?url=http://www.geocities.com/betadolphin/LeePorterButlerVitae.html&date=2009-10-25+13:28:55

[4] Chiras, D. Solární dům: Pasivní vytápění a chlazení. Nakladatelství Chelsea Green; 2002.

[The_Double-Envelope_House-5] A ^b Dům s dvojitou obálkou

[6] Techniky pasivního solárního chlazení společnosti Zero Energy Design, bohatá energie v souladu s přírodou

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]