Budynek słoneczny

Budynek solarny
Solar Building, Albuquerque NM.jpg
Budynek solarny, maj 2010
Lokalizacja 213 Truman St. NE, Albuquerque, Nowy Meksyk
Współrzędne Współrzędne :
Wybudowany 1956
Architekt Stanleya i Wrighta
Nr referencyjny NRHP 89001589
Nr NMSRCP 1171
Znaczące daty
Dodano do NRHP 10 października 1989
Wyznaczony NMSRCP 17 maja 1985

Solar Building , zlokalizowany w Albuquerque w stanie Nowy Meksyk , był pierwszym na świecie budynkiem komercyjnym ogrzewanym głównie energią słoneczną . Został zbudowany w 1956 roku jako siedziba firmy inżynieryjnej Bridgers & Paxton, która była odpowiedzialna za projekt systemu grzewczego. Nowatorski budynek zyskał szerokie zainteresowanie, dzięki artykułom w publikacjach krajowych, takich jak Life i Popular Mechanics , i był przedmiotem projektu badawczego finansowanego przez National Science Foundation w latach 70. Został dodany do Stanowy Rejestr Dóbr Kultury stanu Nowy Meksyk w 1985 r. i Krajowy Rejestr Miejsc Historycznych w 1989 r., zaledwie 33 lata po jego wybudowaniu.

Historia

Firma Bridgers & Paxton Consulting Engineers została założona w 1951 roku przez Franka Bridgersa (1922–2005) i Donalda Paxtona (1912–2007), z których obaj interesowali się potencjalnymi zastosowaniami energii słonecznej . Początkowo działający w garażu za domem Bridgers, obaj mężczyźni wymyślili nowy budynek biurowy dla swojej firmy, który obejmowałby eksperymentalny system ogrzewania słonecznego. Wierzyli, że taki system nie tylko pozwoli zaoszczędzić pieniądze, ale także pozwoli im gromadzić cenne dane do przyszłych projektów. W 1954 roku udało im się wprowadzić w życie niektóre ze swoich pomysłów dzięki innowacyjnemu systemowi ogrzewania i chłodzenia dla Simms Building , który wykorzystał skierowaną na południe szklaną ścianę osłonową budynku do ogrzewania słonecznego w zimie. Jednak w większości warunków nadal wymagane było dodatkowe ogrzewanie lub chłodzenie.

Bridgers i Paxton rozpoczęli poważne prace projektowe nad budynkiem Solar Building na początku 1954 roku, który został zbudowany w okresie od marca do sierpnia 1956 roku. Architektami budynku byli Stanley & Wright. Całkowity koszt wyniósł 58 500 USD, z czego system ogrzewania i chłodzenia stanowił około 15 000 USD - mniej więcej dwa razy więcej niż koszt konwencjonalnego systemu. Jednak Bridgers i Paxton wierzyli, że obniżone koszty operacyjne przyniosą oszczędności w dłuższej perspektywie. Nowatorski budynek wzbudził duże zainteresowanie, otrzymując opisy w wielu krajowych publikacjach, w tym Architectural Forum , Life , Architectural Record , Progressive Architecture i Popular Mechanics i bezpośrednio zainspirowały szereg późniejszych aktywnych systemów ogrzewania słonecznego.

Pomimo drobnych problemów system ogrzewania budynku działał z powodzeniem przez sześć lat, nawet w wyjątkowo zimnym i pochmurnym miesiącu styczniu 1957 r., w którym odnotowano tylko trzy słoneczne dni. Jednak nie było to tak ekonomiczne, jak oczekiwali Bridgers i Paxton, głównie ze względu na wyjątkowo niski koszt paliwa w tamtym czasie. Kiedy budynek został rozbudowany w 1962 roku, zrezygnowano z kolektorów słonecznych na rzecz konwencjonalnego systemu kotłowego, chociaż wyposażenie pozostawiono nienaruszone do ewentualnego wykorzystania w przyszłości. Ta decyzja opłaciła się zaledwie kilka lat później, kiedy kryzys naftowy z 1973 roku spowodował ponowne zainteresowanie energią słoneczną i zwrócił nową uwagę na Solar Building. Na początku 1974 r. Stanley Gilman, badacz z Penn State , otrzymał grant National Science Foundation na przywrócenie systemu ogrzewania słonecznego budynku i jego obsługę w ramach wieloletnich badań terenowych mających na celu określenie optymalnych kryteriów projektowych dla takich systemów. Po zakończeniu projektu system ogrzewania słonecznego pozostał w użyciu.

Bridgers & Paxton ostatecznie przerósł budynek, przenosząc się do nowej lokalizacji w 1985 r. Budynek Solar został dodany do Państwowego Rejestru Dóbr Kultury Nowego Meksyku w 1985 r. I Krajowego Rejestru miejsc o znaczeniu historycznym w 1989 r. Budynek uznano za „wyjątkowo znaczący” , uzasadniającą wpisanie jej do Krajowego Rejestru, mimo że miała wówczas zaledwie 33 lata.

Architektura

Solar Building to parterowy budynek w stylu międzynarodowym , składający się z dwóch głównych części. Skrzydło północne, w którym znajdowała się główna kreślarnia oraz urządzenia do ogrzewania energią słoneczną, stanowiło główną część pierwotnego budynku. Ma nieregularny czworoboczny przekrój poprzeczny z dachem i południową ścianą nachylonymi (odpowiednio pod kątem 20 i 30 stopni), aby zapewnić wysoką ekspozycję kolektorów słonecznych na południe. Skrzydło jest obramowane siedmioma stalowymi łukami konstrukcyjnymi , rozmieszczone w odległości 18 stóp (5,5 m) od siebie i wypełnione drewnianymi belkami stropowymi i murem. Ściana północna ma wąski, ciągły pas okien biegnących tuż pod linią dachu, które oświetlają kreślarnię, podczas gdy elewacja wschodnia od strony ulicy jest z cegły bez okien. Skrzydło południowe to niska konstrukcja z płaskim dachem, zawierająca pomieszczenia biurowe. Jest częściowo licowany cegłą, wyznaczając pierwotną rozpiętość budynku; został później rozbudowany o dodatek w 1962 roku. Wejście główne znajduje się na przecięciu dwóch skrzydeł.

System grzewczy

Elewacja budynku przy ulicy Trumana, pokazująca lokalizację kolektorów słonecznych (obecnie zakryta)

Aktywny system ogrzewania słonecznego budynku wykorzystywał układ 56 kolektorów słonecznych o łącznej powierzchni 800 stóp kwadratowych (74 m2 ) . Tablicę umieszczono na południowej ścianie zewnętrznej, która była nachylona pod kątem 30 stopni do pionu, aby wychwycić maksymalną ilość zimowego światła słonecznego. Kolektory były wykonanymi na zamówienie aluminiowymi panelami z wbudowanymi kanałami przepływowymi, przez które przepływała woda. Powierzchnia każdego kolektora została pokryta czarną farbą o niskim współczynniku odbicia i warstwą szkła, aby uchwycić maksymalną ilość energii cieplnej.

Przy słonecznej pogodzie woda przepływająca przez kolektory osiągała maksymalną temperaturę 140 ° F (60 ° C), zanim została osadzona w izolowanym podziemnym zbiorniku o pojemności 6000 galonów, który zapewniał rezerwę ciepłej wody na okres do trzech dni pochmurnej pogody. W normalnych warunkach (około 90% przeciętnego sezonu grzewczego) woda w zbiorniku byłaby wystarczająco ciepła, aby bezpośrednio ogrzewać budynek poprzez krążenie jej przez panele promiennikowe w podłodze i suficie. Jeśli temperatura w zbiorniku spadła z powodu przedłużającej się pochmurnej pogody, pompę ciepła , aby utrzymać dopływ ciepłej wody do paneli. Pompa ciepła była standardową reklamą wody lodowej , ale z przeznaczeniem do ogrzewania, a nie chłodzenia — schładzania wody w zbiorniku i dostarczania ciepła „odpadowego” do strumienia gorącej wody. Pompa ciepła może nadal działać, dopóki temperatura w zbiorniku będzie przekraczać 35°F (2°C).

Latem system mógłby również zapewniać chłodzenie poprzez cyrkulację zimnej wody w budynku zamiast ciepłej wody. W tym trybie zasobnik stał się rezerwuarem zimnej wody, co pozwoliło systemowi oszczędzać energię przy łagodniejszej pogodzie poprzez magazynowanie ciepła w ciągu dnia i oddawanie go w nocy, gdy temperatury na zewnątrz były niższe. W większości przypadków wodę w zbiorniku można było schłodzić tylko za pomocą chłodnicy wyparnej . Jeśli woda w zbiorniku za bardzo się rozgrzała, pompa ciepła ponownie załączyłaby się, aby dalej przekazywać ciepło ze strumienia zimnej wody do zasobnika. Możliwa była również praca w trybie chłodzenia w ciągu dnia przy jednoczesnym magazynowaniu ciepłej wody z kolektorów słonecznych i pompy ciepła do ogrzewania budynku w nocy.

W trakcie eksploatacji dokonano niewielkich zmian w systemie. Jednym z pierwszych problemów, jakie się pojawiły, była korozja paneli kolektorów, które pierwotnie miały integralne kanały przepływowe utworzone z dwóch połączonych ze sobą arkuszy aluminium. Gdy zaczęły pojawiać się wycieki, kanały przepływowe zastąpiono miedzianymi rurkami przymocowanymi z tyłu paneli. Gilman dokonał dodatkowych modyfikacji układu w latach 70., m.in. zmieniając płyn roboczy w pętli kolektora na glikol etylenowy (w celu zapobieżenia zamarzaniu) oraz ponowne lutowanie paneli kolektorów dla lepszego kontaktu termicznego. Gilman zainstalował również zautomatyzowany system sterowania i zmodernizował sprzęt do uzdatniania powietrza, aby umożliwić indywidualną kontrolę temperatury w każdym biurze. Pomimo modyfikacji system pozostaje w większości nienaruszony, zgodnie z pierwotnym projektem.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Solar_Building&oldid=1015092967 ”