كيف يعمل تصميم المنزل المعتمد على الطاقة الشمسية السلبية؟
كيف تعمل التدفئة الشمسية السلبية
يتزايد استهلاك الطاقة باستمرار، وهذا يتطلب استخدام موارد صديقة للبيئة ومثالية. أعتقد أنه من المهم الإشارة هنا إلى أن تصميم الطاقة الشمسية السلبية يستفيد من بعض الأشياء لتقليل استخدام الطاقة، بما في ذلك مساحة البناء، والمناخ، والمواد على وجه الخصوص.
يُعد التصميم أو العمل الهندسي الجيد ذا أهمية خاصة في أي مشروع.الطاقة الشمسيةيُخفّض نظام "هوم فيرست" أحمال التدفئة والتبريد من خلال استراتيجيات توفير الطاقة، ويمنحك نتائج ممتازة. ليس هذا فحسب، بل بفضل الطاقة الشمسية، يُمكننا أيضًا تلبية هذه الأحمال المُخفّضة كليًا أو جزئيًا.
تتطلب المنازل الحديثة جهدًا كبيرًا في التصميم، ونظرًا لانخفاض حمل التدفئة فيها، يجب الحرص على عدم زيادة حجم الزجاج المواجه للجنوب. كما يجب التأكد من توفر الظل المناسب لحماية الزجاج المواجه للجنوب من شدة الحرارة والبرودة المتزايدة في الربيع والخريف.
كفاءة الطاقة في المقدمة:
قبل الشروع فيمشروعلتصميم منزلك الجديد أو دمج أنظمة الطاقة الشمسية في منزلك الحالي، هناك بعض الخطوات الأساسية التي يجب اتخاذها، وتذكر أن أولها هو توفير الطاقة لتقليل فواتير التدفئة والتبريد، وهي استراتيجية فعالة. الطاقة الشمسية السلبية تصميم وبناء المنزل، حاول ألا تبدأ بنفسك بل اختر محترفي البناء ذوي الخبرة؛ فهذا سيفيدك بشكل كبير.
علاوة على ذلك، تعاون معهم (المتخصصون والمهندسون) لتحسين كفاءة الطاقة في منزلك. إذا كنت مالك منزل وتقوم بتجديد منزل قائم، فإن الخطوة الأولى التي يجب عليك اتخاذها هي التأكد من إجراء تدقيق طاقة منزلي لإيجاد أفضل طريقة لتقليل التكلفة وتحقيق أقصى استفادة من الطاقة.
اختيار الموقع:
إذا كنت تخطط لمشروع منزل شمسي سلبي جديد، فتذكر أن اختيار الموقع أمرٌ ضروري. تذكر أنه يجب أن تكون هناك رؤية متواصلة للشمس على الجانب الجنوبي من منزلك، فهذا سيمنحك نتائج جيدة.
فكّر في الاستخدام المستقبلي المُحتمل للأرض الواقعة جنوب موقعك. لا تبقى الأشجار صغيرةً دائمًا إذا زُرعت؛ بل تصبح أشجارًا طويلة، وكذلك يُمكن أن يحجب مبنى متعدد الطوابق في المستقبل أشعة الشمس عن منزلك.
في بعض المناطق، تُطبّق أنظمة تقسيم المناطق أو غيرها من لوائح استخدام الأراضي، مما يُحسّن بشكل كبير وصول مالكي الأراضي إلى الطاقة الشمسية. إذا كانت لديك منطقة لا يتوفر فيها وصول آمن للطاقة الشمسية، فعليك إيجاد مكان عميق من الشمال إلى الجنوب ووضع المنزل في نهاية قطعة الأرض من جهة الشمال.
العمل على تصميم منزل يعمل بالطاقة الشمسية السلبية:
أعتقد أنه من الأفضل هنا تجنب الإفراط في استخدام المصطلحات التقنية. ببساطة، يجمع المنزل الشمسي السلبي الحرارة؛ ويحدث هذا عندما تشرق الشمس عبر النوافذ الجنوبية، وليس هذا فحسب، بل يحفظها أيضًا في مادة تخزن الحرارة، والتي تُسمى عادةً الكتلة الحرارية.
يُطلق على جزء من الحمل الحراري للمنزل الذي يُمكن أن يفي به تصميم الطاقة الشمسية السلبية عادةً اسم "الجزء الشمسي السلبي"، وعند النظر إليه بتفصيل، فإنه يعتمد على مساحة الزجاج وكمية الكتلة الحرارية. وتختلف النسبة المثالية للزجاج والكتلة الحرارية قليلاً تبعًا للمناخ بشكل عام.
في المستقبل، ستتعلم أهمية التصميم الأمثل عندما تكتشف أن منازل الطاقة الشمسية السلبية المصممة جيدًا توفر الراحة في ضوء النهار والطقس البارد ليلًا على مدار السنة بفضل التهوية الجيدة. ولنجاح مخطط الطاقة الشمسية السلبية، يجب أن يتضمن تصميمه عناصر أساسية مترابطة تحقق نتائج جيدة، وهي مذكورة أدناه:
1. يجب أن يكون نظام التشغيل ويندوز موجهًا بشكل صحيح:
بشكل عام، يجب وضع النوافذ أو غيرها من الأجهزة التي تجمع الطاقة الشمسية ضمن مسافة 30 درجة من الجنوب الفعلي. ومن الضروري مراقبة أوقات محددة خلال فصل الصيف، من الساعة 9 صباحًا حتى 3 عصرًا، لتجنب تظليل المباني أو الأشجار الأخرى.
خلال فصلي الربيع والخريف والفصول الباردة، غطِّ النوافذ بستائر لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. والأهم هو العناية بالنظافة بشكل خاص، وبالتالي الحفاظ على نظافة زجاج النوافذ.
2. الكتلة الحرارية في التصميم الشمسي السلبي:
الكتلة الحرارية في الحالة السلبيةطاقة شمسيةيعمل المنزل بكفاءة عالية. عادةً ما يمتص الحرارة من الطوب والخرسانة والحجر والبلاط، بينما يمتص حرارة أشعة الشمس خلال موسم التدفئة. أما في موسم التبريد، حيث لا تشرق الشمس طويلًا، فيمتص الحرارة من هواء المنزل الدافئ. وإذا نظرنا إلى مواد الكتلة الحرارية الأخرى، مثل الماء ومنتجات تغير الطور، نجد أنها أكثر كفاءة في تخزين الحرارة.
للمناخات المعتدلة فوائد عظيمة، وفي المنازل المعزولة جيدًا، قد تكون الكتلة الحرارية المضمنة في الجدران الجافة وأثاث المنزل كافية؛ فهي تقلل الحاجة إلى مواد تخزين حرارية إضافية. ولكن يجب اتخاذ خطوات لضمان عدم حجب أشعة الشمس عن المواد الحرارية.
3. آليات التوزيع المتبعة في المشروع:
تنتقل الحرارة الشمسية عادةً من مكان محدد، مثل مكان تجميعها وتخزينها، إلى اتجاهات متعددة في المنزل عن طريق الحمل الحراري والانتقال والإشعاع. تختلف آلية التوزيع في بعض المنازل، وتساعد المراوح الصغيرة والمنفاخات على توزيع الحرارة في اتجاهات مختلفة. ومع ذلك، يكشف النظر عن كثب في عملية الانتقال أن الحرارة تنتقل بين جسمين عادةً ما يكونان على اتصال مباشر. على سبيل المثال، عندما تكون الشمس مشرقة وأنت على أرضية دافئة، لا يمكنك المشي حافي القدمين لأنها تُدفئ قدميك.
عندما يتعلق الأمر بالحمل الحراري، تنتقل الحرارة عبر سوائل كالماء أو الهواء، وغالبًا ما تستخدم المنازل الشمسية السلبية الحمل الحراري لنقل الهواء من المناطق الحارة. أما الإشعاع الحراري، فهو سهل الوصف نسبيًا؛ فهو ما تشعر به عند الوقوف بجوار نافذة مشمسة أو موقد حطب، حيث تشعر بحرارة شديدة على بشرتك.
4. استراتيجيات تصميم الطاقة الشمسية السلبية:
مع بداية أشهر الصيف، يمكن لأسقف السقف ذات الحجم المناسب أن توفر ظلًا كافيًا للنوافذ الجنوبية العمودية. وتشمل استراتيجيات التحكم الأخرى أجهزة استشعار إلكترونية، مثل منظم حرارة تفاضلي يعمل كجهاز تحكم عن بُعد، ويحث المروحة على تشغيل فتحات تهوية ومخمدات متحركة تحد من تدفق الحرارة أو تسمح به.
الكلمات النهائية:
معظم التفاصيل حول سلبيمنزل يعمل بالطاقة الشمسيةتصميم تم الكشف عنها أعلاه. مع ذلك، سأحاول أيضًا تحسين الخطة، بما في ذلك المكسب المباشر، والمكسب غير المباشر، والمكسب المعزول. يمكنك أيضًا التعليق على هذه المشاركة إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن راحة تصميم منزل يعمل بالطاقة الشمسية السلبية لموسم الصيف؛ وسأكشف عن المتطلبات الدقيقة.