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Pesquisadora nas áreas de sustentabilidade e saúde da habitação. Tem como objetivo projetar e prestar consultoria a clientes com interesse na busca pelo Viver Saudável, uma interação equilibrada entre meio ambiente, pessoas  e o Lar em que habitam.

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Muita Luz e Amor,

Celina Lago

12 de out de 2011

Casa Coletora Solar

Uso eficiente da energia do sol não é necessariamente um fenômeno moderno. Muitos séculos atrás, os índios Anasazi do Sul do Colorado encontraram uma maneira de captar os raios oblíquos do sol de inverno. Eles simplesmente construíram suas casas de pedra na encosta sul das paredes do cânion. Os restos mortais de suas habitações solares ainda estão conosco hoje.

Durante o solstício verão, a luz brilha através de uma vigia e atinge o canto oriental da porta de um quarto. Quando o sol se põe no solstício de inverno, a luz brilha através de diferentes aberturas do canto da porta de entrada para a torre. O movimento dos raios do sol ao longo da parede é visível bem antes do solstício, assim os sacerdotes Anasazi teriam tempo para planejar suas cerimônias. Quando a primeira luz se torna visível na sala no início de abril, os Anasazi sabem então, que é hora de se preparar para plantar suas lavouras em primeiro lugar. 


Infelizmente, não podemos viver na base da face sul da parede do Canyon. Para se viver no Sudoeste podemos decidir viver em uma moradia alternativa passiva solar chamada de Adobe. Estas são casas feitas de tijolos de barro que têm uma tremenda capacidade de absorção de calor. A radiação solar é absorvida durante o dia e liberada gradualmente durante as noites frias.

O aquecimento solar passivo é realizado por coletar e distribuir o calor do sol, sem mecânica externa de sistemas de bombeamento. Armazenamento eficiente de calor exige a separação de coletores de cofres de armazenamento de calor. Sistemas passivos são geralmente de baixa tecnologia e baixo preço. Pode ser tão simples como uma janela virada ao sul com uma máscara que é desenhada à noite para evitar a perda de calor ou, tão complexo como um retrofit de uma estufa solar com uma parede maciça como dissipador de calor.

Algumas pessoas dizem que sistemas passivos são melhores do que os sistemas ativos porque eles custam menos e não usam fonte de energia externa. Sistemas práticos fazem uso de componentes ativos e passivos. Vamos primeiro considerar esta simples estufa solar passiva do JC  Solar Home Kit.


Esta estufa solar passiva seria um lugar aconchegante para ir em um ensolarado dia de janeiro, que é frio na América do Norte. De certa maneira, pode ser muito acolhedor. Na área de NY Plattsburgh Eu gravei interna temperaturas estufa solar com mais de 160 F durante o dia temperaturas fora menos de 20 F. 

O que acontece à noite?  

Bem, a temperatura externa em uma noite de janeiro típico em Plattsburgh pode facilmente cair abaixo de -20° F. 
E sobre a temperatura no interior? 
Bem um simples efeito estufa solar como este sem meios externos de aquecimento, e nenhum sistema de armazenamento de calor, perderia a maior parte do calor rapidamente. Poucas horas depois do por do sol a temperatura interna seria próximo de 0° F. 
É possível reter algum deste calor? 
Sim. Um simples sistema de armazenamento de efeito estufa consiste de tambores 55gallon cheios de água. A água é um excelente meio de armazenamento de baixo custo de calor. Concreto também é bom para armazenar calor, desde que seja isolado do chão. Cobrir o vidro depois que o sol se põe também ajudaria a manter o ganho de calor do dia. 
Soa um pouco bruto você ter alguma coisa um pouco mais do que uma casa para abrigo de inverno? 
Claro. O que acha de uma estufa solar em forma de octaedro?

Parece um lugar divertido para se visitar, mas você tem algo um pouco mais quadrado? 

Que tal uma casa convencional quadrada, com uma estufa solar no telhado?

Agora isso está começando a se parecer com uma casa real, embora a área habitável pareça um pouco confinada. Quantos metros quadrados de espaço habitável eu poderia esperar de uma casa cúbica como esta? 

Esta casa cúbica é projetada para ter 16 metros de largura e 16 metros de comprimento para que o espaço de vida combinado do primeiro com o e segundo andar seja cerca de 500 m². O sótão de efeito estufa acrescentaria mais 100 m² para esta estimativa, mas não vamos chamar este espaço de habitável devido às variações extremas de temperatura prevista para o sótão. 

Como faço para obter este calor fora do sótão e na minha zona de habitação principal? 

Um fã faria o truque. 

Se você usa um ventilador para bombear ar quente para dentro da casa ele não é mais passivo? 

É isso mesmo? 
Por que é bom? 
Bem, é bom porque o ventilador usa menos energia para aquecer a sua casa do que um queimador de óleo, e se você deve ter uma casa passiva aquecida você poderia ter tecnicamente o ventilador alimentado por um sistema fotovoltaico. É bom porque você está fazendo bom uso de seu telhado para a coleta de calor e, é bom porque você tem a separação de área de coletor de área de armazenamento. 
Existe alguma coisa ruim sobre este sistema de aquecimento que eu deva saber? 
Sim, ar é um meio de transporte de calor pobres médias empresas. Paredes de concreto isolada do lado de fora poderia ser usado como um dissipador de calor para moderar a temperatura espaço de vida, porém já que o ar é um meio de transporte deficiente de calor não recomendo este sistema.

Que tipo de sistema de aquecimento solar passivo que você recomendaria? 

Bem, se você deve usar um sistema passivo para aquecer a sua casa Eu recomendo usar um acessório estufa solar no piso térreo. Abas de plástico permitem que a luz e o ar quente entrem em sua casa durante o dia e evitam a fuga de calor durante à noite. A estufa solar poderia ser algo como isto:

É engraçado olhar. Tem certeza que isso é uma estufa? 

É engraçado olhar, porque é uma estufa solar. Ele foi projetado para maximizar o ganho de calor. O ângulo do vidro é projetado para ser perpendicular aos raios do sol na época mais fria do ano. A radiação ultravioleta do sol é transformada em radiação infravermelha quando atinge uma superfície escura no interior da estufa. Esta radiação infravermelha ou de calor fica preso atrás do vidro. Como sabemos, o ar quente é mais leve que o ar frio por isso, vai subir e se concentrar no ápice do efeito estufa. Se permitirmos que esse ar quente flua naturalmente para dentro de casa temos um clássico sistema de ar quente solar passivo. 

Um sistema melhor e mais agressivo seria o de bombear o ar quente em um cofre de armazenamento baixa de concreto forrado. O calor armazenado em um local baixo é mais valioso, uma vez que tem uma tendência a crescer em um ambiente de ar frio.
Eu poderia ver o que este efeito estufa pode parecer anexado a uma casa? 

Claro. Este é o meu modelo B., casa com 80 pés de comprimento. O efeito estufa é de 40 metros de comprimento e 12 metros de altura com uma superfície de vidro de 400 metros quadrados.

Observe que a parte de trás da casa tem poucas janelas. Isto é feito para reduzir a perda de calor onde não há ganho de calor possível.

Isso é muito bom, mas você tem alguma coisa um pouco menos grandiosa que caberia no meu edifício? 

Tenho o Modelo D? É simples e barato, fácil de construir, e puramente passivo:

 
Muito radical. Você tem algo um pouco mais atraente e um pouco mais convencional? 

Bem, eu vou tentar.  

O modelo C é uma casa com quarenta pés longos, de dois andares com uma estufa solar no piso térreo. O calor circula em todo o primeiro andar durante o dia. O primeiro andar funciona como um cofre de simples armazenamento de calor. À noite, o calor armazenado mantém o quarto quente. Parece com este:

Bem, o teto é mais interessante do que o seu modelo D, mas eu estou procurando algo mais convencional. Você tem algum sistema passivo simples, sem todos os negócios de efeito estufa deste modelo solar? 

Você é um cliente difícil, mas estou aqui para agradar. Confira o modelo H com a mesma cúpula, como telhado que você gostou no modelo C. É uma história de três, quatro quartos uma casa com uma entrada traseira para um apartamento de dois quartos, com cozinha completa no primeiro andar e sala de estar. A casa é de aproximadamente 40 metros de comprimento e 30 metros de largura. Em vez de uma estufa solar tem grandes janelas verticais para o sul que podem ser isoladas à noite.

Modelo H


Dando uma olhada no primeiro andar. 


Observe a área atrás das janelas da frente. Esta área seria ótima para pendurar plantas. O fogão a lenha, na sala de estar, é cercado com tijolo como um dissipador de calor. A madeira pode ser armazenada em cada lado do fogão, a lenha colocada nos compartimentos para facilitar o armazenamento, aquecimento e secagem dos logs.

Essa é uma casa prática?  

Bem, se você não se importa de queimar madeira para se aquecer é uma casa muito prática. O ganho de calor solar seria mínima.


Mais sobre sistemas solares ativos? Quão práticos são eles? 

Vamos apenas dizer que é mais fácil separar a área de coleta de calor da área de armazenamento de calor com um sistema de aquecimento solar ativo. Os projetos modulares são baseados em frames hexagonais com telhados no formato de um octaedro. Projetos tradicionais podem ser modificados para serem compatívis com a captação solar. 
Fonte: JC-Solar Homes