ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sistemas solares passivos. Janela. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa A eficácia de qualquer sistema passivo depende do tipo de janelas. O vidro ou outros materiais transparentes permitem a passagem de ondas curtas e bloqueiam ondas longas de radiação de calor em ambientes fechados. As janelas regulam o fluxo de energia de duas maneiras principais: no inverno, fornecem calor à casa, permitindo a entrada de energia solar no edifício, pelo que a temperatura do ar no interior das instalações excede a temperatura exterior; no verão, eles ajudam a resfriar o prédio, reduzindo a quantidade de luz solar que entra pela janela, posicionando-a e sombreando-a bem e usando a ventilação para resfriar a casa. Se usarmos o calor solar, é necessário garantir sua penetração na sala exatamente no momento em que é mais útil. Via de regra, no inverno, os raios solares devem incidir na sala das 9.00h15.00 às XNUMXhXNUMX. É desejável que praticamente não haja obstáculos em seu caminho. Assim, as árvores do local podem obscurecer os cômodos da casa. Isso deve ser levado em consideração durante a construção. Você pode planejar uma casa com janelas voltadas para os dois lados. Ao mesmo tempo, o edifício terá baixo consumo de energia. Ao projetar, a estrutura do edifício, ou seja, as paredes, piso e teto, é mais importante do que a localização das divisórias internas. Se você deseja que a janela fique voltada para o oeste, precisa sombreá-la adequadamente e escolher o tamanho apropriado. O vidro transmite ondas de radiação solar na faixa de 0,4-2,5 mícrons. Como resultado da absorção de luz por objetos opacos localizados dentro da sala e posterior reemissão, seu comprimento de onda aumenta para 11 mícrons. O vidro é uma barreira impenetrável para uma onda eletromagnética desse comprimento. A luz que entra na sala fica presa. A quantidade de luz que passa pelo vidro depende do ângulo de incidência. Ângulo de incidência ideal - 90°. Se a luz do sol atingir o vidro em um ângulo de 30° ou menos, então a maior parte da luz solar é refletida. Espectro de radiação solar e transferência de calor Para escolher o vidro certo, você precisa ter uma ideia sobre luz e calor. O espectro da luz solar que atinge a Terra consiste em ondas de diferentes comprimentos de onda. Vidros diferentes transmitem, absorvem e refletem ondas de radiação solar de maneiras diferentes. Por exemplo, reduzir a luz brilhante (por reflexo ou sombreamento) é útil no local de trabalho. Ao deixar entrar a luz do dia, você pode economizar a energia necessária para a iluminação artificial. O mais favorável para uma pessoa são os raios infravermelhos, que criam uma sensação de conforto. Ao identificar o tipo certo de vidro, você pode transmitir ou refletir a radiação infravermelha. Existem três opções para a passagem do calor pelo material utilizado para o envidraçamento. A primeira é a condutividade térmica: nesse caso, o calor passa pelo vidro. Para sentir o calor, basta tocar no vidro. A segunda forma de transferência de calor é a radiação: ondas eletromagnéticas transferem calor através do vidro. Isso cria a sensação de que a superfície da janela irradia calor. A terceira maneira de mover o calor é a convecção. A convecção move o calor através do movimento do ar, neste caso as correntes de ar. O movimento natural do ar quente para o ar mais frio permite aumentar ou diminuir a temperatura na sala. O índice de resistência térmica do material (valor R) usado para envidraçamento é determinado pelo seu grau de condutividade térmica, radiação e convecção. O valor global do índice de resistência térmica da janela como um todo é afetado pela infiltração do fluxo de ar. A quantidade de calor que passa pelos vidros é tão importante quanto o movimento do calor pelas janelas. A qualidade da fabricação e instalação de toda a janela, incluindo a instalação da moldura, afeta o grau de penetração do ar. Os avanços na tecnologia de janelas afetaram significativamente a eficiência dos edifícios na década de 70 e hoje desempenham um papel importante nos sistemas solares passivos. Aqui estão alguns avanços na tecnologia de janelas:
Principais tipos de vidro Os materiais utilizados para o envidraçamento são: vidro, fibras acrílicas, fibra de vidro, etc. Embora diferentes materiais tenham diferentes aplicações, o mais comum é o uso de vidro. Vários tipos de vidro permitem ao projetista desenvolver uma casa solar passiva que atenda a todos os requisitos do cliente. Painel único é o mais simples de todos os tipos de vidro e é o bloco de construção para vidros de maior qualidade. O vidro comum tem alta transparência à luz do sol, mas isolamento térmico ruim - o coeficiente de resistência térmica é de aproximadamente 1,0. O vidro de janela comum pode desempenhar seu papel de forma eficaz quando usado em vidros duplos ou vidros duplos, em edifícios localizados em regiões de clima quente (a menos que o ar condicionado também seja usado), em alguns tipos de coletores solares e em estufas sazonais. Estruturas que usam painéis de vidro simples geralmente estão sujeitas a grandes flutuações de temperatura, correntes de ar, condensação e não bloqueiam bem o ar frio do lado de fora. A estrutura mais comum usada na construção hoje é a janela de vidro duplo. Uma janela com vidros duplos são dois vidros reunidos em um único produto. Os vidros individuais (termovidro) são conectados em uma única estrutura por uma barra intermediária, composta por um material que absorve a umidade. Esse design geralmente é selado com silicone. Um espaço de ar fechado é formado entre os vidros, o que contribui para o aumento da resistência térmica, cujo coeficiente para uma janela com vidro duplo é de aproximadamente 1,8-2,1. A prática mostrou que a melhor distância entre os óculos para o espaço aéreo é de 1 a 2 centímetros. Uma distância maior entre os vidros não aumentará muito o coeficiente de resistência térmica. De fato, um grande espaço de ar pode aumentar a convecção em uma unidade de vidro isolante e, como resultado, diminuir a temperatura. Claro, você pode aumentar a distância entre os óculos em até 10-12 centímetros sem criar um fluxo de convecção, mas o produto ficará muito volumoso. A crescente demanda por eficiência energética em edifícios fez com que as janelas com vidros duplos se tornassem o padrão na construção. Com boa transparência para energia solar e isolamento térmico de alta qualidade, essas janelas representam um avanço significativo em comparação com uma janela convencional. As janelas com vidros duplos são utilizadas na produção de janelas, portas, para a construção de telhados envidraçados, solários e em muitas outras áreas. vidro de alta qualidade O vidro de alta qualidade tem maior coeficiente de resistência térmica e boa transparência para energia solar. Ao aumentar a capacidade de isolamento do vidro, o design do edifício pode ser melhorado ao mesmo tempo. As instalações anteriormente fechadas por paredes podem ser convertidas nas chamadas salas solares com iluminação solar passiva (janelas no telhado e no teto). Os quartos escuros serão preenchidos com luz natural, calor solar e vistas maravilhosas da janela também podem se abrir. Com um aumento relativamente pequeno no custo, é possível melhorar a eficiência energética, proporcionar maior resistência à umidade e proteção UV. E como resultado - uma variedade de projetos de construção. Hoje, uma grande variedade de vidros de alta qualidade está disponível para os consumidores. Quais são as vantagens desse vidro? O vidro com baixa emissividade (baixa capacidade do material de transmitir radiação infravermelha (térmica)) aumenta a eficiência energética de uma unidade de vidro isolante. Quanto maior a emissividade, mais calor o material transmite. Por outro lado, quanto menor esse coeficiente, mais calor é refletido pelo material. Os revestimentos com baixa emissividade irão refletir ou irradiar novamente a radiação infravermelha de volta para a sala, aumentando assim a temperatura. Quando convertido para o coeficiente de arrasto, o último será 2,6-3,2. Para climas mais quentes, as janelas dos prédios podem ser modificadas para irradiar o calor infravermelho de volta para o exterior, mantendo a temperatura dentro da casa mais baixa. O vidro de baixa emissividade possui alta resistência térmica, proteção UV e resistência à umidade. As janelas preenchidas com gás inerte têm um coeficiente de resistência térmica mais alto, seu índice aumenta em cerca de 1,0. O ar dentro da janela isolante é substituído por um gás inerte com melhor desempenho isolante. Os gases mais usados são o criptônio e o argônio. cortinas de janela Além de desempenhar funções decorativas, as cortinas podem reduzir a perda de calor durante os meses frios ou evitar que a temperatura suba durante a estação quente. Uma cornija feita, por exemplo, de compensado impedirá que o ar quente sob o teto se mova para o espaço entre a janela e a cortina. Para alcançar o resultado desejado, as cortinas devem ser pelo menos 30 cm mais longas que a altura da janela, embora seja mais ideal quando forem até o chão. Veja outros artigos seção Fontes de energia alternativa. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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