Ο τοίχος Trombe εντάσσεται στα συστήματα παθητικού ηλιακού σχεδιασμού και επιτυγχάνει τη θέρμανση των εσωτερικών χώρων, εκμεταλλευόμενος την άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Πρόκειται για συμπληρωματικό σύστημα άμεσης αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας, που εφαρμόζεται στις νότιες όψεις των κτιρίων, στις οποίες η επίδραση του ήλιου είναι άμεση. Η χρήση των τοίχων Trombe δεν συνιστάται για αποκλίσεις από τη νότια διεύθυνση που υπερβαίνουν τις 30°, καθώς οι απώλειες θα είναι μεγαλύτερες του 10%. Ο τοίχος κατασκευάζεται από υλικά με μεγάλη θερμοχωρητικότητα, όπως σκυρόδεμα και βαριές πέτρες. Στους τοίχους με βαριές πέτρες απαιτείται προσοχή στην πλήρωση των αρμών με συνδετικό κονίαμα, ώστε να αποφεύγονται τα κενά, που λειτουργούν ως εμπόδια στην αγωγή της θερμότητας. Τα βέλτιστα πάχη των τοίχων κυμαίνονται μεταξύ 25 - 40 cm. Συνήθως επιλέγεται το πάχος των 30 cm του υπερμπατικού τοίχου. Η εξωτερική πλευρά του τοίχου βάφεται σε σκούρο χρώμα, ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη δυνατή απορρόφηση θερμότητας, καθώς λόγω χρώματος απορροφά σχεδόν το σύνολο του ορατού φάσματος και λόγω υλικού απορροφά μεγάλο τμήμα του υπεριώδους φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας. Αντίθετα, η εσωτερική πλευρά βάφεται σε ανοιχτό χρώμα, ώστε να έχει υψηλό συντελεστή ακτινοβολίας.
Ο τοίχος Trombe τοποθετείται πίσω από γυάλινο πέτασμα, σε μικρή απόσταση που είναι τουλάχιστον 15 cm. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο τοίχος συλλέγει θερμότητα στη μάζα του και την αποδίδει στο εσωτερικό, μέσω αγωγής. Όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος του τοίχου, τόσο μικρότερη είναι η διακύμανση της θερμοκρασίας στον εσωτερικό χώρο και τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος που απαιτείται για την αγωγή της θερμότητας από τη μια πλευρά του τοίχου στην άλλη.
Στη βάση και στη στέψη του τοίχου υπάρχουν θυρίδες. Οι θυρίδες στη βάση και στη στέψη του τοίχου επιτρέπουν τη μεταφορά μέρους της θερμότητας που εγκλωβίζεται στο διάκενο μεταξύ τοίχου και εξωτερικού υαλοπετάσματος στο εσωτερικό του χώρου, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος τόσο ως προς την ταχύτητα θέρμανσης του χώρου όσο και ως προς την ετήσια ενεργειακή απόδοσή του.
Κατά τη διάρκεια της νύχτας, η παρουσία των θυρίδων προκαλεί την αντίστροφη λειτουργία του φαινομένου, μεταφέροντας ψυχρό αέρα. Για την αποφυγή της ψύξης του χώρου επιλέγεται η φραγή των θυρίδων.
Οι διαστάσεις των ανοιγμάτων αερισμού των τοίχων Τrombe υπολογίζονται σε συνάρτηση με τον προσδοκώμενο συντελεστή εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας. Εφόσον αυτός είναι μικρότερος ή ίσος με 25%, η επιφάνεια των ανοιγμάτων στην κορυφή θα πρέπει να είναι περίπου το 3% της συνολικής επιφάνειας του τοίχου.
Εάν ο συντελεστής κυμαίνεται μεταξύ του 25% και 50% το αντίστοιχο ποσοστό είναι 2%, ενώ για συντελεστή μεταξύ 50% και 75% το αντίστοιχο ποσοστό είναι 1%.
Η σύγχρονη τεχνολογία στο φωτισμό των υπαίθριων αστικών χώρων προσφέρει δυνατότητες τόσο για τον προσανατολισμό τη νύχτα, όσο και για την ανάδειξη και τον έλεγχο των κτιρίων, των οδών και των πάρκων.
Μερικοί πρακτικοί κανόνες φωτισμού υπαίθριων αστικών χώρων είναι οι εξής:
Η κατεύθυνση της φωτεινής δέσμης των υπαίθριων φωτιστικών σωμάτων πρέπει να γίνεται μέσα στα όρια συγκεκριμένων επιφανειών, ώστε να αποφεύγεται η φωτορύπανση. Εάν ο στόχος είναι να αναδειχτεί μια όψη ή να φωτιστεί ένας διάδρομος πεζών, τότε τα φωτιστικά σώματα είναι προτιμότερο να είναι εξοπλισμένα με τέτοιους ανακλαστήρες, ώστε να περιορίζουν τη φωτεινή δέσμη μέσα σ' αυτές τις επιφάνειες τις επιφάνειες αυτές. Αποφεύγεται έτσι η άσκοπη διαφυγή φωτός και ταυτόχρονα εξοικονομείται ενέργεια φωτισμού.
Η διεύθυνση, το εύρος και το σχήμα της φωτεινής δέσμης των υπαίθριων φωτιστικών σωμάτων πρέπει να είναι ανάλογο με το αντικείμενο που αναδεικνύεται. Εάν ο στόχος είναι να αναδειχτεί ένα δέντρο, η φωτεινή δέσμη είναι καλό ν’ ακολουθεί το περίγραμμα του δέντρου. Οι φωτεινές οθόνες μπορούν να αναδείξουν τα καλύτερα σημεία μιας διακόσμησης, την υφή των επιφανειών ή τη χαμηλή βλάστηση ενός πάρκου. Οι φωτεινές δέσμες μικρού εύρους παρέχουν κυρίως διακοσμητικό παρά λειτουργικό φωτισμό.
Η ανάδειξη της βλάστησης γίνεται με προβολείς τοποθετημένους σε διάφορα υψόμετρα και με κατεύθυνση της φωτεινής δέσμης προς τα επάνω. Ο φωτισμός τροφοδοτείται με χαμηλή τάση, οι λαμπτήρες είναι πυρακτώσεως, ατμών νατρίου, υδραργύρου ή μεταλλικών αλογονιδίων και η φωτεινή τους στάθμη πρέπει να είναι τέτοια, ώστε να μη βλάπτει τη βλάστηση ούτε να διαταράσσει τη ζωή των νυκτόβιων πουλιών.
Ορισμοί
• Συντελεστής θερμοπερατότητας
Ο συντελεστής θερμοπερατότητας U ορίζεται ως η ποσότητα της θερμότητας, που περνά κάθε ώρα μέσα από 1 m² ενός στοιχείου μιας κατασκευής με πάχος d (m), όταν η διαφορά θερμοκρασίας του ακίνητου αέρα που εφάπτεται στις δύο επιφάνειες του στοιχείου διατηρείται σταθερή και ίση με 1°C. Ο συντελεστής θερμοπερατότητας μετράται συνήθως σε W/(m²K). Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή αυτού του συντελεστή , τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμομονωτική ικανότητα του δομικού στοιχείου.
• Συντελεστής σκίασης
(shading coefficient)
Ο συντελεστής σκίασης είναι ίσος με το λόγο της ηλιακής θερμικής ενέργειας που διαπερνά έναν υαλοπίνακα προς την ηλιακή θερμική ενέργεια που διαπερνά το διάφανο γυαλί πάχους 3 mm.
• Συντελεστής ηλιακού θερμικού
κέρδους (solar heat gain coefficient)
O συντελεστής ηλιακής θερμικής απολαβής είναι ίσος με το λόγο της θερμικής ηλιακής ενέργειας που διαπερνά έναν υαλοπίνακα προς το συνολικό ποσό της ηλιακής θερμικής ενέργειας που προσπίπτει στον υαλοπίνακα. Η τιμή του κυμαίνεται από 0 έως 1. Αυτός ο συντελεστής είναι σχετικά καινούριος στην τεχνική ορολογία και τείνει να αντικαταστήσει την έννοια του συντελεστή σκίασης. Οι τιμές των δύο μεγεθών παρουσιάζουν αναλογίες.
• Φωτοδιαπερατότητα
Η φωτοδιαπερατότητα είναι ίση με το ποσοστό της ορατής ηλιακής ακτινοβολίας που διαπερνά έναν υαλοπίνακα. Γενικά, η επιθυμητή φωτοδιαπερατότητα είναι ίση με 70%.
Για την επίτευξη θερμικής άνεσης απαιτείται η εφαρμογή διπλών ή άλλων θερμομονωτικών υαλοπινάκων. Ο συντελεστής θερμοδιαπερατότητας στους διπλούς υαλοπίνακες εξαρτάται από:
• το εύρος του ενδιάμεσου κενού,
• την ανακλαστική εξωτερική επιφάνεια,
• την πλήρωση του κενού με αέρια χαμηλής αγωγιμότητας ή την επίτευξη κενού αέρα στο διάκενο,
• τη θερμοαγωγιμότητα του αποστατικού προφίλ.
Υαλοπίνακες με χαμηλούς συντελεστές ηλιακού θερμικού κέρδους προτιμώνται σε κατασκευές που έχουν μεγάλες απαιτήσεις για κλιματισμό, ενώ υαλοπίνακες με υψηλό συντελεστή ηλιακού θερμικού κέρδους και χαμηλό συντελεστή θερμοπερατότητας προτιμώνται στην περίπτωση κατασκευών, στις οποίες εφαρμόζονται οι αρχές της παθητικής ηλιακής θέρμανσης (κυρίως νότιες όψεις). Η χρήση υαλοπινάκων με χαμηλό συντελεστή ηλιακού θερμικού κέρδους είναι ιδανική επιλογή για τις ανατολικές και δυτικές όψεις κατοικιών, καθώς έτσι επιτυγχάνεται ικανοποιητικός έλεγχος της ηλιακής θερμικής ενέργειας και ικανοποιητικές συνθήκες οπτικής άνεσης. Σε μεγάλες εγκαταστάσεις (κτίρια εμπορικής ή βιομηχανικής χρήσης) μπορεί να θεωρηθεί καλή η επιλογή τέτοιων υαλοπινάκων και για τις νότιες όψεις, ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις δεν χρειάζεται η εφαρμογή τους στις βόρειες όψεις των κατασκευών, οι οποίες δεν επιβαρύνονται από την ηλιακή ακτινοβολία, παρά ελάχιστα το καλοκαίρι.