Un muro Trombe è un muro esposto al sole utilizzato nella progettazione solare passiva . Brevettato nel 1881 dal suo inventore, Edward Morse, e reso popolare nel 1964 dall'ingegnere francese Félix Trombe e dall'architetto Jacques Michel. È un muro massiccio separato dall'esterno da vetrate e da uno spazio d'aria, che assorbe l'energia solare e la rilascia selettivamente verso l'interno di notte.
Anche il vetro monostrato funziona per questo processo, perché il vetro è trasparente alla luce visibile, ma meno alla radiazione infrarossa (calore). Le varianti moderne includono il vetro isolante per trattenere una maggiore quantità di calore solare immagazzinato e prese d'aria alte e basse, a volte azionabili, per consentire il trasferimento di calore convettivo verso l'interno.
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Progettazione di base attuale
Le pareti Trombe moderne hanno delle prese d'aria aggiunte nella parte superiore e inferiore dell'intercapedine d'aria tra la vetratura e la massa termica . L'aria riscaldata fluisce per convezione all'interno dell'edificio. Le prese d'aria hanno delle alette unidirezionali che impediscono la convezione di notte, rendendo così il flusso di calore fortemente direzionale. Questo tipo di progettazione è un collettore termico passivo indiretto. Spostando il calore dalla superficie di raccolta, riduce notevolmente le perdite termiche di notte e migliora il guadagno di calore netto. In genere, le prese d'aria verso l'interno sono chiuse nei mesi estivi quando non si desidera un guadagno di calore.
Poiché le variazioni di temperatura tendono a propagarsi attraverso materiali di muratura densi (diffusione termica) a una velocità di circa 1 pollice all'ora, il guadagno di calore diurno sarà disponibile sulla superficie interna della massa termica nelle prime ore della sera, quando è necessario. Questa proprietà di ritardo temporale della massa termica, combinata con il suo decremento termico (smorzamento delle variazioni di temperatura), consente l'uso di energia solare diurna fluttuante come fonte di calore notturna più uniforme.
Variazioni comuni
Le modifiche più comuni al muro di Trombe includono:
- Sfiato di scarico vicino alla parte superiore che viene aperto per sfiatare all'esterno durante l'estate. Tale sfiato fa sì che il muro Trombe agisca come un camino solare che pompa aria fresca attraverso la casa durante il giorno, anche se non c'è brezza.
- Finestre nel muro di Trombe. Ciò riduce l'efficienza, ma può essere fatto per motivi di illuminazione naturale o estetici. Se la vetratura esterna ha un'elevata trasmittanza ultravioletta e la finestra nel muro di Trombe è in vetro normale, ciò consente un uso efficiente della luce ultravioletta per il riscaldamento. Allo stesso tempo, protegge le persone e gli arredi dalle radiazioni ultraviolette più di quanto facciano le finestre con elevata trasmittanza ultravioletta.
- Ventilatori elettrici controllati da termostati, per migliorare il flusso di aria e calore.
- Tende fisse o mobili, che possono ridurre le perdite di calore notturne.
- Tralicci per ombreggiare il collettore solare durante i mesi estivi.
- Rivestimento isolante utilizzato di notte sulla superficie vetrata.
- Tubi o serbatoi d'acqua come parte di un sistema solare per l'acqua calda.
- Acquari come massa termica.
- Utilizzo di una superficie selettiva per aumentare l'assorbimento della radiazione solare da parte della massa termica.
Sfide progettuali del muro di Trombe
- Bassa resistenza termica: durante i periodi di basso flusso solare, il flusso di calore viene trasferito dall'interno all'esterno, bilanciando la perdita di calore dall'edificio. [1]
- Flusso termico inverso: i progetti privi di sistemi di ventilazione controllati subiranno flussi di corrente termica inversa durante l'inverno, la notte o le giornate non soleggiate. Quando la temperatura della parete è inferiore a quella dell'interno, la circolazione dell'aria inversa dalla ventola superiore a quella inferiore ridurrà la temperatura interna della stanza. Il rimedio a questa situazione è rappresentato da sistemi di ventilazione automatizzati o unidirezionali che impediscono la corrente inversa. [1]
- Incertezza del trasferimento di calore dovuto al movimento dell'aria. [1]
- Il processo di convezione è influenzato dalla larghezza del canale e dal dimensionamento di ingresso/uscita, con conseguente variazione delle prestazioni di riscaldamento complessive. [1]
- Basso valore estetico (soprattutto senza integrazione delle finestre). [1]
Applicazione nelle regioni in via di sviluppo
In Ladakh, India , il Ladakh Project sta progettando muri Trombe che completano l'architettura tradizionale del Ladakh e ha promosso la loro costruzione nelle case Ladakhi. Ciò ha mostrato ai Ladhaki un'alternativa pulita e affidabile al fuoco come fonte di calore. Il combustibile tradizionale, lo sterco , brucia male e offre scarso sollievo dalle rigide temperature invernali. Lo sterco fumante produce notevoli quantità di fumo che contamina l'aria e causa molti problemi di salute. I muri Trombe offrono sollievo sia dal freddo che dal fumo. Il Ladakh riceve circa 320 giorni di sole all'anno e i materiali da costruzione tradizionali, pietra e mattoni di fango, forniscono la massa termica necessaria per la raccolta del calore in un muro Trombe. [2]
La scuola Druk White Lotus nel Ladakh utilizza i muri Trombe [3] e come parte di "un modello di progettazione e sviluppo appropriati". [4]
Riferimenti
- ↑Vai a:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Chan, Hoy-Yen (2010). "Revisione delle tecnologie di riscaldamento e raffreddamento solare passivo". Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (2): 781-789.
- ↑ Hales, Carolyn (1986). The Ladakh Project. Cultural Survival, 10.3 (autunno 1986) Mountain Peoples. Recuperato da http://www.culturalsurvival.org/publications/cultural-survival-quarterly/hales/ladakh-project .
- ↑ Drukpa Trust (2008). Pagina esempi di progettazione sostenibile. Recuperato da http://www.dwls.org/Sustainable-Design-Examples.html .
- ↑ Drukpa Trust (2008). Panoramica della pagina dei premi. Recuperato da http://www.dwls.org/Overview-Of-Awards.html .