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.

Ściana Trombe’a pracująca w trybie ogrzewczym.

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.

Opublikował 03.08.2010 mgr inż. Krzysztof Lis i oznaczył hasłami

6 komentarzy do artykułu “Ściany Trombe’a”

  1. Piszesz, że „Przede wszystkim mogą one być z łatwością wykorzystane do po poprawy efektywności energetycznej starych budynków.”. Z tą łatwością to chyba nie tak do końca. Aby cały projekt miał ręce i nogi musi być ładnie wkomponowany w istniejącą zabudowę. Nie wyobrażam sobie po prostu obudowania szkłem stary drewniany dom. Puszkowe kolektory powietrzne zamontowanie gdzieś dyskretnie – owszem. I tak jak Ty – myślę, że zyski mogą być duże. Samo pozbycie się zbyt dużej ilości wilgoci da duży + w komforcie użytkowania takiego domu.

  2. @Piotrek: nie przesadzajmy. Nie chodzi o obudowanie całego domu, tylko jednej elewacji, po prostu zamontowanie szklanej tafli w odległości kilku centymetrów od ściany, i wykucie kilku dziur. Moim zdaniem nie jest to żaden techniczny problem, którego nie dałoby się dość łatwo rozwiązać.

  3. Mam trochę ścian wystawionych na południe. Masz może jakieś linki do takich zrealizowanych projektów? Z chęcią bym podpatrzył jak to zrobili inni.

  4. Spodobało mi się to z tym chłodzeniem. Dobre

  5. Czy ściana działowa odsunięta od okna o metr-półtora (równoległa do ściany zewnętrznej z oknem) nie zadziała w podobny sposób?

    Gdyby podłoga między tymi ścianami miała małą akumulacyjność cieplną, a ściana dużą to słońce świecące w lato raczej na podłogę nie nagrzewałoby zbyt mocno podłogi, a świecące zimą raczej na ścianę pozwalałoby więcej ciepła zmagazynować (ze względu na kąt padania promieni słonecznych). Mylę się?

  6. @ms: to rzeczywiście mogłoby w ograniczonym zakresie zadziałać. Do akumulacji ciepła wykorzystuje się też czasem po prostu obiekty ustawiane bezpośrednio przy oknie zimą, np. kosze z kamieniami czy beczki z wodą.

Pozostaw komentarz

Subscribe without commenting