Ściany Trombe’a

Ściany Trombe’a, podobnie jak powietrzne kolektory słoneczne, to sposób na pasywne wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania budynków. Tak naprawdę, ściana Trombe’a jest połączeniem kolektora słonecznego i akumulatora ciepła w jednym obiekcie. Jest to jedno z rozwiązań pozwalających na pasywne ogrzewanie słoneczne.

Nazwa tej ściany pochodzi od nazwiska francuskiego inżyniera, Felixa Trombe’a, który w latach 1960-tych spopularyzował to rozwiązanie. Trochę niesłusznie przylgnęło do nazwy akurat to nazwisko, bo samą ścianę wymyślił i opatentował w 1881 roku Edward Morse. Tu nawet można obejrzeć oryginalny patent. 🙂

O co chodzi? Budowę i zasadę działania ściany Trombe’a przedstawia rysunek na dole wpisu.

Ściana Trombe’a to tak naprawdę kawałek ściany osłoniętej z zewnątrz nie klasyczną izolacją termiczną (styropianem lub wełną mineralną), tylko szkłem. Taka ściana umieszczona jest w południowej elewacji budynku.

Szkło zapewnia przepuszczalność promieni słonecznych, które docierają do zewnętrznej powierzchni grubej ściany wykonanej z materiału dobrze akumulującego ciepło, na przykład betonu. Dzięki temu ściana nagrzewa się, a ciepło nie jest wypromieniowywane na zewnątrz.

Oryginalny projekt przewidywał, że ciepło będzie po prostu przenikać przez ścianę i ogrzewać pomieszczenie po jej drugiej stronie. Przy odpowiedniej grubości ściany umożliwia to przekazywanie ciepła dopiero po zachodzie słońca. W dzisiejszych domach ściany Trombe’a posiadają otwory w górnej i dolnej części, które pozwalają na cyrkulację powietrza w przestrzeni między ścianą a oknem. Dzięki temu możliwe jest odbieranie ciepła od ściany już w czasie jej nagrzewania.

Można zaprojektować ścianę Trombe’a tak, by wspomagała wentylację domu albo nawet jego chłodzenie. Wykonanie dodatkowych otworów w przeszklonej powierzchni umożliwia pracę w dwóch kolejnych trybach:

• wentylacji – tj. zimne powietrze pobierane jest dolnym otworem z zewnątrz, a następnie podgrzewa się od powierzchni ściany i wpływa do pomieszczenia,
• chłodzenia – gdy powietrze pobierane jest z budynku, ogrzewane przez ścianę, i odprowadzane do otoczenia przez górny otwór w powierzchni zewnętrznej, a następnie zastępowane przez chłodniejsze powietrze z gruntowego wymiennika ciepła.

Jak widać, prądy konwekcyjne wywoływane przez ścianę Trombe’a mają znacznie więcej funkcji, niż tylko ogrzewanie budynku.

Praktyczne wykorzystanie ścian Trombe’a

Dziś w Polsce w pasywnych domach nie stosuje się ścian Trombe’a, co mnie nie dziwi ze względu na kłopotliwość jej wykonania. Znacznie łatwiej jest wstawić w ścianę duże nieotwieralne okno pasywne, co pozwala pozyskiwać energię słoneczną. Mimo to, ściany Trombe’a z pewnością zyskają na popularności.

Przede wszystkim mogą one być z łatwością wykorzystane do po poprawy efektywności energetycznej starych budynków. Łatwo sobie można bowiem wyobrazić sytuację, w której część starej murowanej ściany jest ocieplana styropianem a część osłonięta szkłem i zamieniona w ścianę Trombe’a. W przypadku nowobudowanych ścian tego typu wydaje się za uzasadnione by odizolować je od pozostałych ścian choćby przekładką z materiału budowlanego o mniejszym współczynniku przenikania ciepła (np. gazobeton), aby ciepło zmagazynowane w ścianie Trombe’a nie rozpływało się po ścianach całego budynku, co powodowałoby wystąpienie mostków cieplnych na styku tej ściany z resztą ścian nośnych.

Zobacz także