Ściany wodne - technologia pozyskiwania energii słonecznej

Tradycyjny kierunek oszczędzania energii w budownictwie polega na ograniczaniu strat cieplnych poprzez zwiększanie izolacyjności przegród. Ta droga oznacza zawsze ujemny bilans cieplny przegrody, niezależnie jak grubą zastosujemy izolację. Koncepcja ścian wodnych zmierza do równoległego wykorzystania zysków energii od słońca w celu osiągnięcia bilansu dodatniego.

Ściany wodne - budowa

Ze względu na skrajnie nierównomierny rozkład energii słonecznej w czasie, kluczowym zadaniem jest zbudowanie magazynu ciepła, do którego promieniowanie wpadało by możliwie bezpośrednio. Do tego celu wykorzystujemy przezroczyste pojemniki z wodą ustawione za osłoną termiczną z zestawu szyb. Woda ma 5-krotnie większą pojemność cieplną niż beton w przeliczeniu na masę i 3-krotnie objętościowo. W konsekwencji zbiorniki o pojemności ok.100 litrów/m2 odpowiadają ścianie betonowej o grubości 30 cm.

Z przechwytywaniem energii słońca nierozerwalnie wiąże się zagadnienie ochrony budynku przed nadmiarem energii w okresach ciepłych. Obecnie zajmujemy się wypracowaniem metod efektywnego budowania ścian wodnych o południowej orientacji i systemu zacieniania ich w lecie.

Prawidłowo zacienione ściany wodne działają w lecie jak klimatyzacja. Szczególnie mocno poprawiają mikroklimat w pomieszczeniach o małej pojemności cieplnej: na poddaszach i w lekkich, szkieletowych konstrukcjach.

Ściany wodne - cena

Z ekonomicznego punktu widzenia kluczową sprawą jest cena pojemników na wodę. Na 1 mb ściany potrzeba 6 pojemników o średnicy 16cm i wysokości ok.230 cm. Przy produkcji technologią rozdmuchu lub zgrzewania z PET cena rynkowa 1 szt. nie powinna przekraczać 10 zł, co daje 25 zł/m2. Przy takiej cenie pojemników koszt wzniesienia ściany wodnej nie przewyższałby kosztów typowej ściany o konstrukcji szkieletowej z izolacją z wełny mineralnej (U=0,2Wm2K).

Badane przez nas przegrody o orientacji południowej mają dodatni bilans energetyczny nawet w skali 2 najzimniejszych miesięcy w roku. W skali 4 miesięcy zimy nadwyżka energii z 1m2 pozwala pokryć straty 4 m2 przegród tradycyjnych o współczynniku U=0,2W/m2K. Liczymy na pozyskanie 80% energii do ogrzewania budynków ze słońca przy nieznacznym wzroście kosztów wzniesienia ścian (lub bez wzrostu).

źródło i zdjęcia: Dworek Polski