Пассивная солнечная энергия

Потоки тепловой энергии, связанные с излучением, кондукцией и естественной конвекцией, являются основными естественными процессами, которые используются в архитектуре. Если на здание падает солнечный свет, то в зависимости от использованных материалов происходит отражение, перенос или поглощение солнечного излучения. Образовавшееся от солнца тепло вызывает движение воздуха. Влияние солнечного света побудило людей проектировать дома, использовать строительные материалы и выбирать место для строительства так, чтобы влияние нагревания и охлаждения можно было максимально использовать.

Такие архитектурные принципы использовались со времен первых поселений. Примеры этого можно увидеть в деревнях и в старых районах городов. Например, в старых эстонских хуторских домах на северной стороне было меньше всего окон или они вовсе там отсутствовали. Входная дверь никогда не выходила на север, чулан примыкал, как правило, к северной стене и т.д.
Технология пассивной солнечной энергии улучшает комфортабельность в помещении, так как препятствует нежелательному влиянию солнечного излучения. Температура в комнатах становится равномернее, прежде всего, в случае использования естественной вентиляции.

Преимущества
Преимущества архитектуры пассивной солнечной энергии:
• летом отсутствует перегрев, вызванный солнечным излучением, и поэтому уменьшается необходимость охлаждения;
• зимой солнечное излучение используется максимально, уменьшая необходимость отопления;
• при планировании домов используются только пассивные решения, такие как расположение и величина окон, расположение здания по отношению к странам света и т.д., поэтому не происходит дополнительного энергопотребления и загрязнения окружающей среды;
• является экономически целесообразным, так как пассивные, являющиеся частью здания компоненты служат столько же, сколько само здание;
• поскольку используются традиционные архитектурные элементы, это не влияет на внешний облик здания;
• уменьшает использование фоссильного топлива;
• препятствует дальнейшему развитию климатических изменений;
• уменьшает необходимость использования технологии в доме.

Недостатки
Недостатки архитектуры пассивной солнечной энергии:
• архитектуру пассивной солнечной энергии следует учитывать при проектировании здания;
• здание может иметь невыгодное для максимального использования солнечного излучения местоположение;
• в случае зданий, находящихся под защитой, могут возникнуть препятствия при изменении внешнего вида здания;
• строительные конструкции некоторых типов не позволяют использовать компоненты пассивной солнечной энергии.

Принципы
Если солнечный свет падает на здание, часть его отражается обратно. Отражательная способность стены зависит от ее цвета:
• белые стены отражают больше всего тепла; чтобы избежать перегрева вследствие солнечного излучения, в Южной Европе здания, как правило, белые;• темные цвета отражают меньше тепла, а поглощают больше, поэтому для улавливания большего количества тепла, в Северной Европе дома зачастую красят в традиционный красный цвет.
Теплота перемещается из более теплой части здания в более холодную следующими путями:
• путем кондукции через наружную стену здания на внутреннюю;
• путем конвекции в помещении, перемещаясь из более теплой части в более холодную, или при движении воздуха через открытые окна и двери.

Традиционные архитектурные формы способствуют или препятствуют потокам теплоты, изменяя один или более этих процессов.