l este artículo refiere a un dispositivo para la ventilación. Para la tecnología de la producción de energía, ver la corriente aérea ascendente solar elevarse .
Una chimenea solar - designado a menudo una chimenea termal - es una manera de mejorar la ventilación natural de los edificios usando la convección del aire calentado por la energía solar pasiva . Una descripción simple de una chimenea solar es la de un eje vertical que utiliza energía solar para realzar la ventilación natural del apilado a través de un edificio.
La chimenea solar ha sido funcionando por siglos, particularmente en el Medio Oriente, así como por los romanos .
Descripción
En su forma más simple, la chimenea solar consiste en una chimenea negro-pintada . Durante día la energía solar calienta la chimenea y el aire dentro de ella, creando una corriente aérea ascendente del aire en la chimenea. La succión creada en la base de la chimenea se puede utilizar para ventilar y para refrescar el edificio abajo. En mayores partes del mundo es más fácil enjaezar las energías eólicas para la ventilación tal como se hace con un Badgir (بادگیر), pero en días sin viento calientes una chimenea solar puede proporcionar la ventilación donde de otra manera no habría ninguno. Hay sin embargo un número de variaciones solares de la chimenea. Los elementos del diseño básico de una chimenea solar son:
el área del colector solar: Esto se puede situar en la parte superior de la chimenea o puede incluir el eje entero. La orientación, el tipo de satinado, el aislamiento y las características termales de este elemento son cruciales para enjaezar, conservar y utilizar aumentos solares
El eje de ventilación principal: La localización, la altura, la sección representativa y las características termales de esta estructura son también muy importantes.
Las aberturas del aire de la entrada y del enchufe: Los tamaños, localización así como aspectos aerodinámicos de estos elementos son también significativos.
Un principio se ha propuesto para la generación de la energía solar, usar un invernadero grande en la base algo que confiando solamente en la calefacción de la chimenea sí mismo. (Para más información en esta edición, ver la corriente aérea ascendente solar elevarse .)
Chimenea solar y arquitectura sostenible
El aire acondicionado y la ventilación mecánica han sido por décadas el método estándar de control del medio ambiente en muchos tipos especialmente oficinas del edificio. El calentamiento del planeta, la contaminación y los suministros de energía de disminución han llevado a un nuevo acercamiento ambiental en diseño del edificio. Las tecnologías innovadoras junto con principios bioclimáticos y estrategias de diseño tradicionales se combinan a menudo para crear nuevas y potencialmente acertadas soluciones del diseño. La chimenea solar es uno de estos conceptos explorados actual por los científicos así como diseñadores, sobre todo con la investigación y la experimentación.Una chimenea solar puede responder a muchos propósitos. El aumento directo calienta el aire dentro de la chimenea que lo hace levantarse hacia fuera la tapa y que extrae el aire adentro de la parte inferior. Este dibujo del aire se puede utilizar para ventilar un hogar o una oficina, para dibujar el aire con un intercambio de calor geotérmico, o para ventilar solamente un área específica tal como un tocador de abonamiento.
La ventilación natural puede ser creada proporcionando respiraderos en el nivel superior de un edificio para permitir que el aire caliente se levante por la convección y se escape al exterior. Al mismo tiempo un aire más fresco se puede dibujar adentro a través de respiraderos en el nivel inferior. Los árboles se pueden plantar en ese lado del edificio para proporcionar la cortina para el refrigerador fuera del aire.
Este proceso de la ventilación natural se puede aumentar por una chimenea solar. La chimenea tiene que ser más alta que el nivel de la azotea, y tiene que ser construida en la pared que hace frente a la dirección del sol. La absorción del calor del sol puede ser aumentada usando una superficie esmaltada en el revestimiento lateral el sol. El material absorbente del calor se puede utilizar en el lado de oposición. El tamaño de la superficie heat-absorbing es más importante que el diámetro de la chimenea. Una superficie grande permite intercambio de un calor más eficaz con el aire necesario para calentar por la radiación solar. La calefacción del aire dentro de la chimenea realzará la convección, y por lo tanto la circulación de aire a través de la chimenea. Las aberturas de los respiraderos en la chimenea deben hacer frente lejos de la dirección del viento predominante .
Para maximizar más lejos el efecto de enfriamiento, el aire entrante se puede llevar a través de subterráneamente canaliza antes de que se permita entrar en el edificio. La chimenea solar puede ser mejorada integrándolo con una pared de Trombe. La ventaja agregada de este diseño es que el sistema se puede invertir durante la estación fría, proporcionando la calefacción solar en lugar de otro.
Una variación del concepto solar de la chimenea es el ático solar . En un clima asoleado caliente el espacio del ático es a menudo blazingly caliente en el verano. En un edificio convencional esto presenta un problema mientras que lleva a la necesidad del aire acondicionado creciente . Integrando el espacio del ático con una chimenea solar, el aire caliente en el ático se puede poner para trabajar. Puede ayudar a la convección en la chimenea, mejorando la ventilación.
El uso de una chimenea solar puede beneficiar a la ventilación natural y las estrategias de enfriamiento pasivas de edificios ayudan así a reducir uso de energía, emisiones de CO2 y la contaminación en general. Las ventajas potenciales con respecto la ventilación natural y al uso de chimeneas solares son:
Tarifas de ventilación mejoradas encendido aún, días calientes
Confianza reducida en el viento y la ventilación conducida viento
Control mejorado del flujo de aire sin embargo un edificio
Mayor opción de la toma de aire (es decir lado de sotavento del edificio)
Calidad del aire mejorada y niveles de ruidos reducidos en zonas urbanas
Tarifas de ventilación crecientes de la noche
Permitir la ventilación de espacios estrechos, pequeños con la exposición mínima a los elementos externos
Las ventajas potenciales con respecto el enfriamiento de la voz pasiva pueden incluir:
Enfriamiento pasivo mejorado durante la estación caliente (sobre todo encendido aún, días calientes)
Tarifas de enfriamiento mejoradas de la noche
Funcionamiento realzado de la masa termal (almacenaje de enfriamiento, fresco)
Comodidad termal mejorada (control de flujo mejorado de aire, bosquejos reducidos)
Estudio precedente: El edificio ambiental
El edificio de oficinas británico (BRE) del establecimiento de investigación en Garston, incorpora apilados pasivos asistidos solares de la ventilación como parte de su estrategia de la ventilación.Diseñado por los arquitectos Feilden Clegg Bradley, las oficinas de BRE apuntan reducir el consumo de energía y emisiones de CO2 por el 30% de pautas actuales de la mejor práctica y sostener condiciones ambientales cómodas sin el uso del aire acondicionado. Los apilados pasivos de la ventilación, el shading solar, y los bloques de cemento huecos con encajado bajo enfriamiento del piso son características dominantes de este edificio. Los sistemas de la ventilación y de calefacción son controlados por el sistema de gestión del edificio (BMS) mientras que un grado de invalidación del usuario se proporciona para ajustar condiciones a las necesidades de los inquilinos.
El edificio utiliza cinco ejes verticales como parte integrante de la estrategia de la ventilación y del enfriamiento. Los componentes principales de tesis que los apilados son orientados hacia el Sur vidrio-bloquean la pared, las paredes totales termales y los extractores redondos del acero inoxidable levantándose algunos metros sobre nivel de la azotea. Las chimeneas están conectadas con las losas de piso concretas huecos curvadas que se refrescan vía la ventilación de la noche. Las pipas encajadas en el piso pueden proporcionar el agua subterránea que utiliza de enfriamiento adicional.
En días ventosos calientes el aire se dibuja adentro a través de pasos en las losas de piso concretas huecos curvadas. La ventilación del apilado que se levanta naturalmente hacia fuera a través de las chimeneas del acero inoxidable realza el aire atraviesa el edificio. El movimiento del aire a través de las tapas de chimenea realza el efecto del apilado. Durante caliente, aún los días, el edificio confía sobre todo en el efecto del apilado mientras que el aire se toma del lado norte sombrío del edificio. Los ventiladores de poca energía en las tapas de los apilados se pueden también utilizar para mejorar la circulación de aire.
Durante la noche, los sistemas de control permiten las trayectorias de la ventilación a través del bloque de cemento hueco que quita el calor almacenado durante el día y que almacena el coolth del `' para el día siguiente. El techo curvado expuesto da más superficie que un techo plano, actuando como radiador fresco del `', proporcionando otra vez el enfriamiento del verano. La investigación basada en las medidas de funcionamiento real de los apilados de la voz pasiva encontró que realzaron la ventilación de enfriamiento del espacio durante caliente y aún los días y puede también tener el potencial para asistir al enfriamiento de la noche debido a su estructura termal masiva.
Cooltower pasivo de la corriente descendente
Una tecnología estrechamente vinculada a la chimenea solar es el cooltower evaporativo de la corriente descendente. En áreas con un clima caliente, árido que este acercamiento puede contribuir a una manera sostenible de proporcionar el aire acondicionado para los edificios.La evaporación de la humedad de los cojines encima de los edificios de Toguna construidos por la población de Dogon de Malí, África contribuye al serenidad sentido por los hombres que se reclinan debajo. Los edificios de las mujeres en las cercanías de la ciudad son funcionales como chimeneas solares más convencionales.
El principio es permitir que el agua se evapore en la tapa de una torre, usando los cojines de la refrigeración por evaporación o rociando el agua. La evaporación refresca el aire entrante, causando una corriente descendente del aire fresco que derribe la temperatura dentro del edificio. La circulación de aire puede ser aumentada usando una chimenea solar en el lado opuesto del edificio para ayudar en aire caliente de la expresión al exterior. Este concepto se ha utilizado para el centro del visitante del parque nacional de Zion. El centro del visitante fue diseñado por la investigación de edificios del alto rendimiento del laboratorio nacional (NREL) de las energías renovables.
El principio del cooltower de la corriente descendente se ha propuesto para la generación de energía solar también. (Véase la torre de la energía para más información.)
Ver también
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