Domy energooszczędne

Dom i otoczenie harmonizujące z naturalnym krajobrazem symbolizują związek z naturą. Budynek może być postawiony w taki sposób, aby stanowi! kontynuację swoistego łańcucha ekologicznego, na który składają się następujące ogniwa – wegetacja roślin, woda, zwierzyna. Usytuowanie większości domów oddziałuje jednak negatywnie na środowisko i jeśli odpowiednie kroki zabezpieczające naturalny ekosystem nie zostaną podjęte, może stanowić to zagrożenie dla środowiska naturalnego.

Jeżeli chce się, aby nowo wybudowany dom mial nie tylko odpowiedni klimat (patrz str. 82), ale również był energooszczędny, musi we właściwy sposób korespondować z otoczeniem. Bardzo ważna jest właściwa lokalizacja i usytuowanie względem stron świata, gdyż można wtedy maksymalnie wykorzystać energię słoneczną, co ma ogromne znaczenie szczególnie w zimie, a także zapewnić cień podczas gorących miesięcy letnich. W dobrze usytuowanym domu można wykorzystać naturalny układ terenu i ograniczyć zapotrzebowanie na energię, dzięki czemu w mniejszym stopniu zakłóca się naturalną równowagę środowiska.

Jakiekolwiek byłyby uwarunkowania klimatyczne -zimno, temperatury umiarkowane bądź upały – dom przyjazny człowiekowi i środowisku musi być usytuowany tak, aby w pełni dostosowywał się do otaczających warunków klimatycznych.

Wymiana ciepła

Wymiana ciepia może następować przez przewodnictwo, konwekcję (czyli unoszenie) i promieniowanie cieplne. Dwa pierwsze sposoby mogą zachodzić tylko w ośrodku materialnym, a trzeci – również w próżni, ponieważ promieniowanie cieplne, tak jak światło, jest promieniowaniem elektromagnetycznym. Promieniowanie cieplne, dochodzące do nas od Słońca, podobnie jak wysyłane przez grzejniki, jest pochłaniane (absorbowane) przez przedmioty, na które pada zwiększając ich temperaturę. Stopień absorpcji (lub odbicia) promieniowania zależy od rodzaju powierzchni, na którą pada. Ciemne powierzchnie pochłaniają bardziej (najbardziej czarne) niż jasne (najmniej białe). Tak ogrzane przedmioty emitują promieniowanie cieplne we wszystkich kierunkach, ogrzewając z kolei przedmioty chłodniejsze, dopóki nie nastąpi wyrównanie temperatury. Takie „lokalne” nagrzewanie, np. przez promienie słoneczne, może spowodować, że poczujemy się przegrzani, choć temperatura otoczenia jest umiarkowana. Jeśli temperatura otoczenia jest zbyt niska, nasze ciało wypromieniowuje zbyt dużą ilość ciepła i odczuwamy zimno. Ciepło naszego ciała jest również wymieniane z otoczeniem przez przewodnictwo. Możemy się ogrzać lub oziębić, stykając się z ciepłą lub zimną powierzchnią albo otaczającym nas ośrodkiem (powietrzem, wodą). Przewodnictwo cieplne polega na tym, że cząsteczki ośrodka o wyższej temperaturze, poruszające się szybciej (mające większą energię kinetyczną), przy zetknięciu z ośrodkiem o niższej temperaturze przekazują swoją energię kinetyczną aż do momentu wyrównania temperatur obu ośrodków. To, jak dana substancja przewodzi ciepło, zależy od charakteryzującego ją parametru – przewodności cieplnej. Najmniejszą przewodność cieplną mają gazy (najgorzej przewodzą ciepło), a największą ciała stałe, przy czym substancje porowate i włókniste przewodzą ciepło znacznie gorzej, niż metale (najlepsze przewodniki ciepła). Materiały porowate i włókniste – drewno, pianki, wata, tkaniny, dzianiny -mają w swojej strukturze przestrzenie wypełnione powietrzem o małej przewodności cieplnej i dlatego stanowią dobrą izolację. Ośrodkiem, za pośrednictwem którego odbywa się wymiana ciepła w pomieszczeniu, jest powietrze. Stykając się z przedmiotami o wyższej temperaturze, np. grzejnikiem czy ogrzaną słońcem powierzchnią, przejmuje od nich ciepło drogą przewodnictwa. Ciepłe powietrze jest lżejsze i unosi się do góry; napotykając przedmioty o niższej temperaturze ochładza się i opada. Jest to wymiana ciepła przez konwekcję. Im szybciej przepływa strumień powietrza, tym szybsza jest wymiana ciepła. Wymiana ciepła między budynkiem a otoczeniem odbywa się na te trzy sposoby. Całkowity opór cieplny -czyli odporność na utratę ciepła – oznacza się przez R, a zdolność do wymiany ciepła – współczynnikiem U. Im wyższe R lub niższe U, tym mniej ciepła jest tracone.