Ориентация обвалованного дома

Один из наиболее важных аспектов выбора местоположения здания — его ориентация. Хотя здание называется заглубленным, не следует полагать, что оно полностью засыпано землей, так как по многим соображениям представляется необходимым наличие оконных и дверных проемов. Группировка проемов и определение направления, куда они будут выходить, могут быть названы ориентацией здания на площадке. Тремя важнейшими элементами, определяющими ориентацию, являются солнце, ветер и вид на местность. Правильная ориентация здания по отношению к солнцу и ветру может обеспечить значительную экономию энергии дополнительно к тому количеству, которое обусловлено засыпкой. Вид на местность— это важный эстетический и психологический элемент ориентации. 

Солнце — один из наиболее важных элементов, который следует учитывать при проектировании энергетически эффективных зданий. Энергия солнечной радиации может быть использована для получения тепла в здании как в активной, так и в пассивной форме. Большинство активных систем использования солнечной энергии имеют плоские коллекторы, которые могут быть установлены непосредственно на здании или по соседству с ним. Расположение системы солнечных коллекторов на здании оказывает непосредственное влияние на ориентацию и проектные решения заглубленного жилища. Обычно коллектор должен быть ориентирован строго на юг, но в зависимости от каждой конкретной системы допустимы различные варианты.

Солнце

Рис. 1.1. Углы стояния солнца над горизонтом на 45° северной широты а — высота стояния солнца над горизонтом в 12 ч — 68°30'; б — высота стояния солнца над горизонтом в 12 ч — 12°30'

Все пассивные методы использования солнечной энергии основаны на применении энергии солнечной радиации, которая попадает в дом через окна. Пассивное использование солнечной энергии в энергетически эффективном доме весьма желательно, так как оно не требует капитальных затрат, которые необходимы при активных методах, и в то же время позволяет экономить значительное количество энергии. Согласно последним исследованиям в области применения пассивных методов использования солнечной энергии, двойное остекление окон, ориентированных на юг, позволит получить определенную экономию энергии даже без использования портьер или жалюзи в ночное время. Это доступное тепло солнечной радиации следует рассматривать как весьма важный фактор при выборе местоположения заглубленного здания, у которого оконные проемы обычно располагаются по одному фасаду, чтобы обеспечить максимальную засыпку здания. Если исходить из оптимального использования солнечного освещения, то следует признать целесообразной ориентацию всех оконных проемов на юг, оставив, таким образом, три стены полностью под засыпку. Количество энергии, получаемой путем пассивного использования солнечной радиации, значительно уменьшается при окнах, ориентированных на восток и запад, и полностью исключается при окнах, ориентированных на север.

Необходимо сознавать, что условия площадки и некоторые другие условия проектирования могут ограничивать принятие выгодных решений. В этих случаях допустимы альтернативные решения, которые позволят использовать максимальное количество солнечной энергии. Применение верхнего света (световых фонарей), например, может быть использовано в целях накопления (пассивной) солнечной энергии, однако проектирование таких элементов должно быть выполнено весьма тщательно, так как они могут стать причиной потерь энергии. Важно также отметить, что солнечный свет, желательный во время отопительного сезона, нежелателен в помещении в теплое время года, когда возникает потребность в охлаждении воздуха. Существуют различные способы уменьшения поступления солнечного тепла, например, использование растений, навесов или жалюзи. 

Ветер и его влияние

Влияние ветра на ориентацию заглубленного здания — серьезный энергетический фактор. Из-за того, что непосредственное воздействие холодных зимних ветров увеличивает потери тепла в здании в результате инфильтрации и охлаждающего эффекта воздушного потока, желательно защитить здание от этого воздействия любыми доступными способами. В северном полушарии преобладают северо-западные ветры. Уменьшение площади оконных и дверных проемов на северном и западном фасадах здания может улучшить его энергетическую эффективность.

Заглубление здания дает возможность полностью исключить воздействие господствующих зимних ветров, так как земля защищает конструкцию от ветра. Заглубленные здания, в том числе с внутренними двориками, могут быть в значительной степени защищены от ветров.

Рис. 1.2 Земляная засыпка

Рис. 1.3. Влияние ветра: а — здание защищено засыпкой от зимних ветров; б — может сказаться турбулентность; в — сквозная вентиляция летом; г — вентиляция через проем в крыше

Характер турбуленции зависит от многих особенностей проекта: размера внутренних двориков, деталей ограждающих конструкций и особенностей рельефа.

В летнее время для естественной вентиляции желательно использовать господствующие бризы. Обычно они дуют с северо-востока, но иногда направление может быть иное в зависимости от местных условий, характера растительности и топографических особенностей. К сожалению, ориентация заглубленного здания окнами на юг не позволяет обеспечить необходимую вентиляцию. Некоторые проемы, например окна или вытяжки, должны быть сделаны на северной стороне или в крыше здания с целью создания естественной сквозной вентиляции. Существует множество различных решений, обеспечивающих хорошую естественную вентиляцию. Если проектировщик считает целесообразным сделать максимальную изоляцию здания грунтом, уменьшив при этом объем естественной вентиляции, то в таком случае может быть применена механическая вентиляция. Основные положения о взаимосвязи вентиляции и создания комфортных условий приведены в гл 3.

Вид из окон — одна из наиболее важных характеристик заглубленного здания. При проектировании здания на живописном ландшафте следует учитывать два серьезных соображения. Допустим, желаемый вид из окна ориентирован не на юг. Такая ориентация оконных проемов не позволит использовать дополнительное тепло, которое можно получить непосредственно от солнца. Второе соображение заключается в том, что вид из окон заглубленного здания может быть более ограничен, чем из обычного. Это не имеет существенного значения при проектировании здания на «падающем» рельефе. Однако при проектировании его на спокойном рельефе предусмотрен ряд решений, которые позволяют расширить обзор из заглубленного здания.

В случае нежелательного вида из окон, например, на магистраль или на соседние застройки, важное значение приобретает выбор другой ориентации окон (в частности, весьма эффективна ориентация во внутренний дворик).