KOMPARATIVNA ANALIZA

TROMBOVOG I VODENOG ZIDA

EKOLOKI MATERIJALI

Profesor : dr Gordana Toplii uri

Asistenti : mr Nenad Risti

Studenti :

Jelena Veljkovi RA 1464/09

Nevena Markovi RA 1488/09

Darija Stevanovi RA 1501/09

Nataa Stoi RA 1502/09

UVOD

Solarna energija je energija sunevog zraenja koju primeujemo u obliku svetla i

toplote kojom nas naa zvezda svakodnevno obasipa.

Ovo zraenje je odgovorno i za stalno obnavljanje energije vetra, morskih struja,

talasa, vodnih tokova i termalnog gradijenta u okeanima.

Energija koja potie iz posrednog i neposrednog sunevog zraenja se smatra

obnovljivim izvorom energije jer se njenim korienjem ne remeti znaajno

ravnotea toka materije i energije u prirodi.

Danas se u zgradama toplotna energija Sunca koristi pasivnim i aktivnim zahvatom

korienjem arhitektonskih i graevinskih tehnika.

METOD RADA: Napredni nain je neposredna proizvodnja elektrine energije

pomou Trombovog, a zatim i vodenog zida. U ovom radu e se komparativnom

analizom dva, prethodno pomenuta oblika konstrukcija objasniti velika

popularnost solarne energije kao obnovljivog izvora koji sa sobom ne donosi

zagaenje i koji je jedan od ekonominijih vidova toplotnog zagrevanja.

CILJ RADA: Kroz ovaj rad bie prikazan tip konstrukcija koji smanjuje utroak

energije, smanjuje trokove i ini okolinu u kojoj je primenjena zdravijom. Cilj

rada je objanjenje principa funkcionisanja ovih konstrukcija i svih ostalih vidova

ekonominije gradnje.

SOLARNA ENERGIJA U ARHITEKTURI

Korienje suneve energije u arhitekturi je prisutno jo od najranijeg razvoja ljudske civilizacije.

Na osnovu sistematskih arheolokih istraivanja Lepenskog vira je ustanovljeno da je na tom podruju ostvarena najstarija poznata arhitektura.

Rimljani su vodili rauna o solarnim principima u graenju. Jedan od znaajnijih njihovih inovacionih reenja u pogledu korienja suneve energije jesu kupatila.

U doba kolonizacije, u kolonijalnoj Novoj Engleskoj, britanski doseljenici su promenili koncept tradicionalne kue i prilagodili je otroj i ponekad veoma toploj klimi novog prebivalita.

Arhitektura prolog veka nije bila bioklimatski orijentisana, ve je u globalu odlikuje energetska neracionalnost.

U prvoj dekadi dvadesetog veka, kao reakcija na nehigijenske zgrade iz prethodnog perioda i kao preventiva protiv bolesti poput tuberkuloze, nove zgrade koje su graene su bile projektovane sa velikim prozorima koji proputaju dovoljno toplote i svetlosti, sa belim zidovima, krovnim terasama i slino.

PASIVNE SOLARNE KUE

Pod pojmom pasivno solarno grejanje podrazumevaju se tehnologije za

iskorienje sunevog zraenja u cilju zagrevanja objekta. Pasivno solarno

grejanje je jedan od elemenata takozvanog pasivnog solarnog dizajna, koji se

bazira na upotrebi suneve energije za proizvodnju drugih oblika energije, ili

transport toplotne energije putem prirodne konvekcije, kondukcije ili zraenja.

Pasivne solarne kue nisu samo uteda energije ve pre svega, zbog obilja

dnevne svetlosti, zdravo i vedro mesto za ivot.

Solarne kue su otvorene, prostrane, i svetle. Pravilno dizajnirana solarna kua je

udobna, topla zimi, a hladna leti.

Kao to naziv govori, pasivne solarne kue koriste toplotu sunevih zraka za

grejanje kue bez drugih mehanikih uredjaja.

Sutina ovog koncepta u arhitekturi je da se poznavanjem i primenom fizikih i

prirodnih zakona (zagrevanja, hladjenja, cirkulacije vazduha i toplotne izolacije)

postigne da se sama kua ponaa kao regulator toplote.

Dizajn pasivnih solarnih kua se znasiva na dve jednostavne injenice:

-Zimi Sunce izlazi na jugoistoku, ostaje nisko na junom horizontu, i zalazi na

jugozapadu. Samo juna strana kue dobija punu sunevu svetlost, cilj je da to je

mogue vea koliina sunevih zraka prodre u unutranjost kue.

-Leti Sunce izlazi na severoistoku, podie se visoko na horizontu, i zalazi na

severozapadu. Istoni zid i krov dobijaju najvie sunevog zraenja, leti je naravno

cilj da to manje direktnog sunevog zraenja, a time i toplote prodre u kuu.

AKTIVNO I PASIVNO

KORIENJE SUNEVE

ENERGIJE U ZGRADAMA

TROMBOV ZID

Trombov zid je zidna konstrukcija licem okrenuta ka suncu. Ovaj zid je od

spoljnih uticaja odvojen staklom i vazdunim prostorom, koji apsorbuju solarnu

energiju i prenose je selektivno ka enterijeru objekta tokom noi.

Sutinu i prvobitnu ideju razradio je Edvard S. Mors i patentirao je 1881. godine.

Edward Sylvester Morse (18. jun 1838 20. decembar 1925) bio je istaknuti

ameriki zoolog i orijentolog.

U mestu Odeju u Pirinejima u Francuskoj, Felix Tromb je 1965. godine sagradio

kuu sa tamnim zidom na junoj strani, koji je po njemu dobio naziv Trombov

zid.

PRINCIP RADA

Ovaj koncept radi po principu akumulacije suneve toplote i njenog emitovanja u unutranjost objekta u toku noi.

Sa spoljanje strane tog masivnog zida, poput staklene fasade postavlja se dobro izolovana staklena povrina, dok izmeu ova dva zida, masivnog i staklenog, ostaje prazan vazduni prostor. Zajedno sa ventilacionim sistemom ovaj kompletan sistem se ponaa kao solarni kolektor.

Trombov zid, vodeni zid i zid sa transparentnom izolacijom pripadaju grupi solarnih fasadnih zidova koji energiju Sunevog zraenja transformiu u toplotu putem indirektnog solarnog zahvata.

Osnovni poloaj Trombovog zida je na fasadi, mada se ovaj element moe pozicionirati i izmeu staklenika i unutranjeg prostora zgrade. Trombov zid jeste akumulacioni zid sa unapreenim toplotnim karakteristikama i konstrolisanim ponaanjem, ime je efikasnost u zahvatu energije poveana. Zid je u stvari kombinacija dve tehnike- akumulacionog zida i staklenika.

Osnovni element Trombovog zida je masivni, tamno obojeni zid od opeke ili betona, koji u sebi moe da uskladi energiju Sunca dospelu tokoma dana. Ispred masivnog zida se postavlja staklo sa ulogom spreavanja toplotnih gubitaka: staklo pravi efekat staklenika i formira tampon-zonu tj. vazduni meusloj u kojem se vazfuh zagreva. U meuprostor se mogu ugraditi ventilatori koji poboljavaju cirkulisanje vazduha. Efikasnost sistema e biti vea ukoliko se, umesto tamnom bojom, zid sa spoljne strane obloi selektivnim slojem (kao to je metalna folija).

Pri uvoenju Trombovog zida u vidu manjih delova ili itave june fasade treba obratiti posebnu panju na ispunjenje i drugih uslova komfora: kontakta sa spoljnom sredinom, vizura i pristupa.

KONSTRUKCIJA TROMBOVOG ZIDA

Tipini Trombov zid sastoji se od 10-41cm debelog, juno orijentisanog zidarskog materijala (opeka, beton), sa tamnim materijalom koji apsorbuje toplotu sa spoljne stran

Staklo je postavljeno na do 2-5cm od zida kako bi kreiralo mali provetreni prostor.e nakon ega se postavlja jednostruko ili duplo staklo.

Kao arhitektonski detalj, staklo moe da limitira vidljivost ka tamnom delu gledano od spolja, a da pritom ne menja i smanjuje transmisiju toplote.

Primenjivanjem propustljive povrine na Trombov zid poboljava i pospeuje rad, tako to smanjuje koliinu infracrvene energije koja zrai unazad kroz staklo.

Velika mo apsorbcije pretvara svetlosnu energiju u toplotu na samoj povrini zida, i mala emisija zraka spreava vraanje toplote kroz staklo.

Arhitekte upotrebljavaju Tombove zidove prilikom povezivanja sa prozorima, nadstrenicama i drugim elementima gradnje kako bi balansirali raznoenje solarne toplotne energije.

U praksi se koriste dve konstrukcione varijante Trombovog zida:

-bez otvora

-sa otvorima pri osnovi i vrhu zida.

Popreni presek kue sa Trombovim zidom:

1) dvostruka stakla,

2) vazduni prostor,

3) odzrani ventil,

4) Trombov zid,

5) hladan vazduh,

6) topao vazduh,

7) toplotno izolovan pod.

Trombov zid bez otvora za cirkulaciju vazduha:

l) prednje staklo,

2) unutranje staklo,

3) Trombov zid

Trombov zid sa unutranjim zastorom:

1) prednje staklo,

2) unutranje staklo,

3) unutranji zastor

Trombov zid sa spoljanjim zastorom

1) prednje staklo,

2) unutranje staklo,

3) unutranji zastor

VODENI ZID

Vodeni termalni zidovi su najee najatraktivniji oblici pasivnih solarnih

konstrukcija.

Kljuni element pasivne solarne kue je termalna masa, i voda koja proizvodi tu

masu po manjoj ceni u odnosu na bilo kojku drugu konstrukciju.

Prvi vodeni zid na svetu je sagraen u Institutu Tehnologije u Masausetsu 1947.

godine.

Nakon nekog vremena u sklopu graenja vie kola u Meksiku koristili su se

veliki kontejneri sa vodom.

Vodeni zidovi su ponovo postali aktuelni 1972. godine u Nju Meksiku

zahvaljujui Steve Baer-u. Juni zidovi su bili prefarbani, i sa samo jednim staklom,

a imali reflektivne pokrivae koji su za vreme sunanih dana i zimi a zatvarani.

PRINCIP RADA

Jednu varijantu Trombovog zida predstavlja i zid bez otvora za vazduh. Ukoliko

se sistemu Trombovog zida akumulaciona masa iza spoljnog zida zameni vodom

smetenom u kontejnerima tamne boje, dobija se vodeni zid.

Sistem vodenih zidova se u praksi ne primenjuje u veoj meri, prvenstveno zbog

velike teine, a zahteva i redovno odravanje i kontrolu i rizika od pojave teta

usled oteenja na kontejnerima.

KONSTRUKCIJA VODENOG ZIDA

Vodeni zidovi mogu biti istaknuti bojom ili nevidljivi.

Vodeni kontejneri mogu biti instalirani uz sam zid, a mogu biti i deo neke druge

pasivne konstrukcije.

Pasivni solarni sistemi koji koriste vodene zidove, zahtevaju veliku konstrukciju,

ugradnju i ulaganje, radi postizanja boljeg i kvalitetnijeg glaziranja, radi boljeg

prihvatanja suneve energije, kontrola smanjenja toplote vri se pomou zaklona

i zavesa, ili poveanja toplote preko glazirane povrine.

Za vodeni zid uglavnom se koriste tube od fiberglasa koje su elegantne izgledom

i svetle, iako su kontejneri pravih ivica pogodniji.

Kontejneri od elika su uglavnom dmenzija 0.6x0.45x2.0m.

KOMPARATIVNA ANALIZA TROMBOVOG I VODENOG ZIDA

Prednosti Trombovog zida:

-Proizvode komfortabilnu toplotu, ravnomerno rasporeenu po celoj prostoriji. Prostorije koje su zagrejane ovim putem su udobnije za boravak od onih koje se greju uz pomo elektrinih grejnih tela. Zrae infracrvenim toplotnim talasima, koji su mnogo prijatniji nego vazduh iz grejnih tela.

-Ovaj sistem zagrevanja je pasivan. Nema pokretljivih delova, i ne zahteva gotovo nikakvo dodatno odravanje.

-Zidovi bazirani su na lakim i jevtinim konstrukcijama. Trombovi zidovi su relativno laki za pripajanje ve postojeoj strukturi ili kao dodatak novoj konstrukciji. Materijali za izradu su uglavnom zidarska opeka, beton, zatim staklo, koji nisu skupi.

-Trombov zid znaajno smanjuje grejne trokove, naroito zbog toga to su elektrina grejna tela manje upotrebljavana.

Nedostaci Trombovog zida:

-Jedina ozbiljnija komplikacija koja je izazvana Trombovim zidom jeste to

to moe postati izvor gubitka energije tokom oblanog i kiovitog

vremenskog perioda. Insolacija moe biti dodata izmeu kolektora i zida

kako bi se izbegao problem. Ovaj problem javlja se iskljuivo kod spoljnih

zidova, ne i u unutranjosti objekta.

KOMPARATIVNA ANALIZA TROMBOVOG I VODENOG ZIDA

Prednosti vodenog zida:

- Mogu se ugraditi u ve postojee konstrukcije veoma lako i ekonomino

- to se zagrevanja i hlaenja tie mnogo su praktiniji i jevtiniji od zidanih zidova u

podrujima sa hladnim noima

- Korisnici ih mogu naruiti u estetski primamljivijim oblicima, a mogu biti i

praktino neupadljivi.

- Rade ak i kada nema elektrine energije

- Nije im potrebno redovno odravanje, a dugo traju

- Montiraju se lako bez potrebe za specijalnom opremom i radnom snagom

Prednosti vodenog zida:

U stambenim objektima su manje zastupljeni zbog potrebne kontrole i odravanja,

kako ne bi dolo do tete ili pucanja kontejnera sa vodom.

KOMPARATIVNA ANALIZA TROMBOVOG I VODENOG ZIDA

Pri samoj gradnji Trombov zid je daleko laki za izvoenje i ne zahteva

intervenciju stunog lica, dok je kod vodenog zida izvoenje i nabavka

odgovarajuih materijala tea.

Vodeni zid se manje primenjuje, jer bez obzira na njegove toplotne kvalitete,

moe doi do pucanja vodenih kontejnera, i do izlivanja vode. Ova konstrukcija

je lepo prihvaena i u enterijeru.

Najvea mana Trombovog zida je ta, to u kiovitom oblanom periodu moe

doi do velikog gubitka toplote, i zamene toplog vazduha hladnim. Kod vodenog

zuda ovakva vrsta propusta se ne moe javiti.

I jedna i druga konstrukcija su jednako primenjivane u graditeljstvu, bez obzira

na prethodno navedene loe i dobre karakteristike.

KOMPARATIVNA ANALIZA TROMBOVOG I VODENOG ZIDA

ZAKLJUAK Ranjivost naih graevina, naroito kua i zgrada, prepoznata je u svetu i sve su

ei glasovi analitiara koji pozivaju na preispitivanje naih koncepata gradnje. Niko

ne kae da treba da gradimo bunkere ili Nojeve barke, ali podvlai se da ne postoji

razlog da ne unapredimo svoje graevine u znatnoj meri.

Postavljena su i prva naela projektovanja bezbednijih zgrada koje mogu biti

operativnije u uslovima dueg nestanka struje ili vode, goriva za transport hrane,

ekstremnih temperatura, i drugih. Kljune elemente zgrada prilagoenih pasivnom

preivljavanju iznete su na vodeim sajtovim koji propagiraju poveanje izgradnje

energetski efikasnih objekata.

Trombov i vodeni zid su samo jedan od primera i deo ogromnog broja

konstrukcija i sistema koji mogu na lak nain da zamene dosadanje nezahvalne

naine izgradnje. Oni ujedno pokazuju kako sa malo novanih sredstava ovek

moe da sebi uini boravak u kui manje skupim i zahtevnim, a zdravijim za

boravak.