Dom (miejsce zamieszkania) jest podstawową potrzebą każdego człowieka. Od zarania dziejów był schronieniem przed działaniem warunków atmosferycznych. W różnych miejscach na świecie doskonale widać jak tradycyjna architektura dostosowana jest do panującego klimatu.
W strefie równikowej występuje nadmiar promieniowania słonecznego i jest bardzo wysoka temperatura powietrza przez cały rok. Dlatego też w klimatach gorących dąży się do zmniejszenia dopływu promieniowania słonecznego i zminimalizowania odczucia gorąca. Buduje się domy o lekkiej konstrukcji bez okien. Drewniany szkielet wypełniany jest w zależności od kultury plemiennej i posiadanych materiałów: gliną, mułem, trawą, krowim łajnem (kultura Masajów) lub matami i skórami zwierząt. Domy budowane są w miarę możliwości w pobliżu drzew. Ponieważ w tej strefie w godzinach około południowych promienie słoneczne dochodzą do powierzchni Ziemi prawie pod kątem prostym, ściany domu zabezpiecza się przed nadmiernym nasłonecznieniem i nagrzaniem przedłużając dach poza bryłę domu. Miejsce przy ścianach stanowi dla ludzi i zwierząt miejsce odpoczynku od upału i palącego słońca (ryc.1).
W krajach o klimacie monsunowym, w których panuje wysoka temperatura, duża wilgotność
i jest parno, a w porze monsunu występują obfite deszcze, buduje się domy na wysokich palach. Domy mają szczelne, spadziste dachy, zrobione z trzciny i traw (ryc. 2). Wewnątrz domu zapewniona jest stała wentylacja dzięki szczelinom w ścianach frontowych i działowych. W czasie pory suchej pod domem toczy się życie, magazynowana jest żywność, rodziny odpoczywają w cieniu. Podczas pory deszczowej, w zalanym przyziemiu domu, do pali przymocowuje się łodzie, które są środkiem transportu dla mieszkańców i turystów (ryc. 3).
W klimacie zwrotnikowym temperatura najcieplejszego miesiąca jest wyższa niż we wszystkich pozostałych strefach klimatycznych (często przekracza 30 do 35°C). Natężenie promieniowania słonecznego jest bardzo duże, dlatego istnieje potrzeba cienia i eliminacji promieniowania na ściany wschodnie i zachodnie. Zatem budynek musi być tak ustawiony, by ściany o tej orientacji miały jak najmniejszą powierzchnię. Jeśli zastosuje się różnego rodzaju osłony ocieniające, dopuszczalny jest inny kształt budynku, ale wykorzystuje się wówczas takie ustawienie, by zapewnić maksimum naturalnej wentylacji. Budynki mają grube mury, małe okna, płaskie dachy, niekiedy porowate fasady (fot. 4). Płaskie dachy często pokryte są warstwą wody, która parując ochładza wnętrze domu. Okna posiadają okiennice i rolety, które są zasłaniane w czasie sjesty. W miastach charakterystyczna jest zwarta zabudowa i regularny układ urbanistyczny, który ułatwia wentylację miasta. Wąskie uliczki zapewniają cień, w celu ochrony mieszkańców przed słońcem.
W klimacie śródziemnomorskim niebo najczęściej jest bezchmurne, promienie słoneczne „palą” i od godzin rannych panuje upał. Intensywna zabudowana miejska, wąskie ulice, wysoka zabudowa zapewniają cień w lecie, biały kolor ścian odbija znaczną ilość promieni słonecznych, regularny układ szachownicowy ulic usprawnia wentylację (ryc. 5). Budynki cechują grube mury, zewnętrzna ściana domów jest gładka i nie posiada okien. W ochronie przed słońcem, okna i wejścia, znajdują się od strony dziedzińca, ale są duże by usprawnić wentylację. Śródziemnomorski dom ma wewnętrzny, otoczony arkadami zacieniony dziedziniec. Patio pokrywa roślinność, często z fontanną lub basenem, co daje efekt świeżego powietrza. Okna posiadają okiennice i rolety, które są zasłaniane w dzień, w czasie największej insolacji.
W polskim klimacie (strefa umiarkowana) o wiele trudniej zaprojektować dom niż w innych strefach klimatycznych ponieważ trzeba uwzględnić zarówno nadmiar promieniowania słonecznego i wysoką temperaturę powietrza w lecie, jak i niską temperaturę i możliwość wystąpienia opadów śniegu w zimie. W strefie umiarkowanej buduje się stosunkowo duże domy, ponieważ przez długi okres roku stanowią one miejsce wszelkich czynności życiowych. Najbardziej korzystny jest kształt domu na planie kwadratu lub prostokąta z najdłuższą elewacją uprzywilejowaną, która otrzymuje najwięcej promieniowania bezpośredniego. Elewacja uprzywilejowana obejmuje wszystkie orientacje z wyjątkiem północnej z odchyleniami od niej o 20o na zachód i wschód. W Anglii bardzo popularne są domy z oknami typu „bow window” umożliwiającymi dopływ promieni słonecznych z trzech stron (ryc. 6).
Domy w strefie umiarkowanej powinny posiadać grube izolacje termiczne zapobiegające zarówno ucieczce zgromadzonego ciepła, jak i wnikaniu zimna z zewnątrz w zimie, ale również aby zapewnić chłód w lecie. Duża ilość opadów, możliwy śnieg w zimie, wymuszają nachylenie dachów. Większa powierzchnia dachu, zwłaszcza gdy jest on w kolorze ciemnym sprzyja również akumulacji ciepła, co pozwala na oszczędności w ogrzewaniu domu.
Elewacja południowa powinna mieć jak największą powierzchnię oszkloną, ponieważ w ciągu całego roku dociera do niej promieniowanie bezpośrednie. Jest to bardzo ważne, bo umiemy wytwarzać ciepło w pomieszczeniach, ale nie potrafimy wytwarzać naturalnego światła dziennego. Promieniowanie słoneczne oddziałuje na ludzi przebywających w budynkach w różnym zakresie. Najczęściej kojarzone jest ze znaczeniem energetycznym- pasywnym i aktywnym pozyskiwaniem energii cieplnej i elektrycznej. Lecz ważne są też inne sposoby oddziaływania promieniowania słonecznego w budownictwie: fizjologiczne, psychologiczne, higieniczne, estetyczne, ekologiczne i ekonomiczne. W lecie, nadmiar dopływu promieniowania na ścianę południową można ograniczyć przez zasadzenie drzewa liściastego, najlepiej lipy. W ciepłej połowie roku drzewo pokryte liśćmi daje cień, a w zimie, pozbawione liści – pozwala na dopływ promieniowania słonecznego. Ściany domu otrzymują maksymalną ilość ciepła, gdy Słońce jest nisko nad horyzontem. Ściany zwrócone na wschód i zachód są najbardziej nagrzewane bezpośrednio. Ściana zwrócona na północ jest najchłodniejszai należy zmniejszyć na niej ilość otworów, przez które mogłoby przeniknąć do wnętrza chłodne powietrze. Od drugiej dekady listopada do końca stycznia tylko elewacja południowa jest dobrze nasłoneczniona, dlatego warto to wykorzystać do pozyskania ciepła
i światła w najchłodniejszej porze roku.
Jeśli zamierzamy zamieszkać w budynku wielokondygnacyjnym, to warto wybierać mieszkanie na wyższych piętrach, bo gdy zamieszkamy niżej, to istnieje zagrożenie zacienienia naszych okien przez sąsiednie budynki i brak dopływu bezpośredniego promieniowania słonecznego przez cały rok.
Niestety, ze względu na koszty działek w dużych miastach, zabudowa mieszkalna jest ciasna i domy wzajemnie się zacieniają. Efektem jest obniżenie komfortu mieszkańców i strata pasywnych zysków solarnych.
Poszukując mieszkania, warto zwrócić uwagę na jego ekspozycję. Usytuowanie mieszkania względem stron świata i czas penetracji wnętrza przez promienie słoneczne decyduje o jego komforcie klimatycznym. Mieszkania o ekspozycji wschodniej mają rano głęboką, przyjemną insolację. Ekspozycja południowa mieszkań jest najkorzystniejsza. Mieszkania o ekspozycji zachodniej cechują się uciążliwym nasłonecznieniem, które może powodować przegrzanie pomieszczenia. Niekorzystna dla mieszkań jest ekspozycja północna, bezsłoneczna, o jednolitym oświetleniu promieniami odbitymi.
W zależności od ekspozycji należy dobierać odpowiednie funkcje pomieszczeń w mieszkaniu lub w domu. Pokoje sypialne najlepiej lokować od strony wschodniej, bo jest przyjemnie gdy „budzi nas słońce”, a gdy kładziemy się spać, pokój nie jest nagrzany, tak jak w przypadku strony zachodniej. Pokoje dziecinne powinny mieć ekspozycję południowo wschodnią, południową lub północno zachodnią. Miejsca do pracy mają najkorzystniejsze położenie od strony północno zachodniej, północno wschodniej i południowo zachodniej. Kuchnia może mieć ekspozycję północną lub północno zachodnią i północno wschodnią. Od strony północnej, najmniej korzystnej i najchłodniejszej może znajdować się spiżarnia, pomieszczenia gospodarcze lub garaż. Najmniej korzystnym miejscem na lokowanie wejścia do domu jest ściana zachodnia, z powodu wiatru, który wieje w Polsce najczęściej z tego kierunku.
Optymalny (zgodny z warunkami klimatycznymi) polski dom powinien mieć następujące cechy:
- Zwartą formę (ograniczenie strat ciepła i maksymalizacja pozyskiwanej energii);
- Bryłę w kształcie prostokąta, boki dłuższe położone wzdłuż osi wschód – zachód;
- Dobrą izolację cieplną;
- Prosty układ wewnętrzny;
- Rozmieszczenie pomieszczeń zgodnie z funkcją i dopływem promieniowania słonecznego;
- Jasne, przeszklone pokoje, dużo naturalnego światła we wnętrzach;
- Ciemny, spadzisty dach;
- Wejście z „wiatrołapem” (NIE od strony zachodniej);
- Drzewa liściaste od strony południowej;
- Hybrydowy system wykorzystania deszczówki i odzysku wody szarej;
- „Zielony” parking;
- Pozyskiwanie energii z kolektorów słonecznych i pompy ciepła.
„Lepiej budować odpowiednio do klimatu niż klimatyzować odpowiednio do budownictwa”
