Система Barra — это пассивная солнечная технология строительства, разработанная Горацио Барра в Италии. Он использует стенку коллектора для улавливания солнечной радиации в виде тепла. Он также использует эффект термосифона для распределения нагретого воздуха по каналам, встроенным в железобетонные перекрытия, нагревая полы и, следовательно, здание. Альтернативно, в жаркую погоду прохладный ночной воздух можно пропускать через полы и охлаждать их с помощью кондиционера.
Многие успешные системы были построены в Европе, но Барра, кажется, практически неизвестен в других странах.
Для косвенного преобразования солнечного света в тепло на солнечной стороне стен дома строится отдельное изолированное пространство. Глядя снаружи и пройдя через поперечное сечение, можно увидеть внешний прозрачный слой. Традиционно он строился из стекла, но с появлением дешевого и прочного поликарбонатного остекления в большинстве конструкций используются поликарбонатные тепличные листы с двойными или тройными стенками. Обычно остекление предназначено для пропускания видимого света, но блокирует ИК-излучение для уменьшения потерь и блокирует УФ-излучение для защиты строительных материалов.
Следующий слой — пространство поглощения. Он поглощает большую часть света, попадающего в коллектор. Обычно он состоит из воздушного зазора толщиной около 10 см с одной или несколькими поглощающими сетками, подвешенными вертикально в пространстве. Часто используется оконная сетка от мух или садовая теневая ткань. Сама сетка может удерживать очень мало тепла и быстро нагревается на свету. Тепло поглощается воздухом, проходящим вокруг сетки и через нее, поэтому сетка подвешивается с воздушным зазором как на передней, так и на задней стороне.
Наконец, между поглощающим пространством и домом находится слой изоляции. Обычно это обычное утепление дома с использованием таких материалов, как пенополиизоцианурат, минеральная вата, фольга и полистирол.
Этот коллектор очень отзывчивый – на солнце он быстро нагревается и воздух внутри начинает конвекционно работать. Если бы коллектор был напрямую подключен к зданию через отверстие возле пола и отверстие возле потолка, была бы создана система косвенного получения солнечной энергии. Одна из проблем заключается в том, что, как и в случае со стенами Тромба, ночью тепло будет излучаться обратно наружу, а конвекционный поток охлаждает комнату ночью. Вместо этого движение воздуха можно остановить с помощью автоматических заслонок, подобных тем, которые используются для вентиляции фундаментных помещений в холодном климате, или заслонок из пластиковой пленки, которые блокируют поток воздуха в одном направлении с помощью очень легкой пластиковой заслонки. Добавление демпфера делает конструкцию эффективной изолированной системой усиления солнечной энергии.
Чтобы хранить тепловую энергию от коллектора, система Barra подвешивает бетонную плиту в качестве потолка для хранения тепла. Это довольно дорого и требует сильной поддержки. Альтернативой является использование воды, которая может хранить в 5 раз больше тепла при заданном весе. Простой, дешевый и эффективный способ — хранить воду в герметичной ливневой трубе из ПВХ диаметром 100 мм с торцевыми заглушками.
Независимо от того, используется ли вода или бетон, тепло в течение дня передается из воздуха в коллекторе в аккумулирующий материал, а ночью выпускается по требованию с помощью потолочного вентилятора в помещение.
Там, где используются плиты «спанкрит», потолок также нагревает дом за счет излучения. В некоторых домах установлены жалюзи (аналогичные тем, что используются на спутниках) для регулирования передачи излучения. Теплый воздух проходит через туннели из плит с юга на север, откуда он выходит и возвращается на юг через большую часть помещения к входному отверстию воздухонагревателя возле пола.
В большинстве мест система, рассчитанная на 5 последовательных дней отсутствия солнца, обеспечивает достаточно места для хранения, за исключением нескольких дней в сотне лет. Тепло можно сохранять в течение нескольких дней, используя большой контейнер с водой. В 8-футовом кубе воды в подвале может храниться 15 литров воды, которая нагревается с помощью медной трубки с ребрами в коллекторе. Производительность этого можно еще больше улучшить, поместив ребристую трубку внутри еще одного слоя остекления в задней части основного коллектора, что позволит температуре расти больше, чем поток окружающего воздуха. В пасмурные дни тепло передается обратно из магазина для обогрева дома.