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能量书呆子的沉思

为炎热气候设计房屋

注意屋顶细节,窗户规格和管道系统设计

这座沙漠之家是由杰里米·莱文(Jeremy Levine)设计的。图片来源:Lance Gerber。

从历史上看,与炎热气候中的房屋相比,能源效率专家对房屋的关注更多。这不是由于毫无根据的偏见。这是由于以下事实:寒冷气候中的房屋的年度能源账单比炎热气候中的房屋高。((2015年例如,东北的平均房屋每年需要9400万BTU;同年,南方的平均房屋每年仅需要6900万BTU。)

为什么处于炎热气候的房主为能源支付的费用较低?主要原因:在佛罗里达州的悲惨一天,室外温度和舒适的室内温度(Delta-T)之间的差异仅为30华氏度。然而,在佛蒙特州的痛苦一天中,三角洲T是90华氏度的学位 - 克服30度的Delta-T比90度的Delta-T所花费的能量要少得多。

GBA一直为寒冷气候房屋的设计师提供很多建议。在本文中,我将重点关注气候房屋。

我的家有几种方法可以加热?

我们将从一个基本问题开始:房屋如何变热?

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15条评论

  1. Jameshowison||#1

    很棒的摘要,马丁!

    特定于寒冷的气候的该站点上的一件经常建议是,在一个很好或更好的房屋中,卧室可能因房屋其余部分的温度而异。IE位置的迷你板可以提供所需的所有条件;卧室最终变冷了3-5度。没关系,因为我们喜欢睡觉时变冷。

    但是,在炎热的气候下,这根本不起作用,因为如果不进行调节,卧室最终会变暖3-5度。将呼吸的人/动物/套房淋浴的加热和水分负荷增加,这有麻烦。

    因此,您在上面写道:“如果您提前计划,一些无管的迷你底漆可以使您的房屋保持舒适。”因此,未来的计划的一部分是确保卧室足够的条件。

    然而,卧室很小,迷你底部很大。出现问题(过多的CFM使您的微风不舒服,周期性太冷,太热,湿度不足,更不用说卧室里的噪音了)。

    因此,我认为我们应该在炎热的气候中对“一些无管的迷你底漆”方法提出一个大问号。至少应该在集中无管道上,但始终为卧室的微型片段/除湿机。一旦一个计划在卧室里进行管道,就可以提供足够的新鲜空气,始终是加号。

    1. GBA编辑
      马丁·霍拉迪(Martin Holladay)||#5

      詹姆士,
      感谢您的意见。您说的是有道理的,我已经编辑了我的文章以反映您的观点。

      整个讨论也许有更大的背景:人们感到舒适的温度很广。一些生活在炎热气候中的人鄙视空调,喜欢与歌迷一起生活。尽管您是对的,但大多数人喜欢在凉爽的卧室里睡觉,但此规则有例外。

      但是,在所有情况下,房主都偏爱精心设计的HVAC系统,而不是无法将房间保持在居民所需温度的情况下。

  2. 专家成员
    马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#2

    马丁,

    在非常不同的温带但湿的PNW中工作,我经常想知道将屋顶从下面的结构中脱离是否有意义?这将提供一个覆盖着生活空间的大型庇护所,其中有些会在里面,有些则在外面。它还将分开屋顶的各种功能,当将所有功能捣碎在一起时,这可能是有问题的。

    我想知道在炎热,干燥的气候中是否也不是要考虑的事情?以类似的方式,它可以为阳光提供庇护所,但也停止将热量转移到下面的房屋中。这种猜测完全基于 - 没有什么非常扎实的,但是已被其他设计师尝试。有什么想法吗?
    https://www.jetsongreen.com/2009/06/desert-modern-rimrock-ranch-house.html

    1. Nickdefabrizio||#3

      马尔科姆,我喜欢这个设计。我没有理由为什么它也无法在寒冷的气候中起作用

      1. 专家成员
        马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#4

        缺口,

        同样,用来说明文章的房屋很容易拥有类似的独立屋顶 - 但也许效果不足以保证它吗?

    2. GBA编辑
      马丁·霍拉迪(Martin Holladay)||#6

      马尔科姆,
      多年以来,自从我注意到印度果阿的一些房屋被与建筑物的石头结构分开的棕榈壁和屋顶系统所遮蔽,我对这个想法很感兴趣。您是对的,它比传统屋顶具有许多优势。

      这种方法的主要缺点是高成本。您会注意到,您链接到的照片包括一个实质性的钢结构,这并不便宜。

    3. Kurtgranroth||#12

      它的“可怜人”版本可能是屋顶的WRB/基板带有3/4”的毛茸茸的条带的金属屋顶偏移 - 将有一些带有毛茸茸的条带的热桥,但是很多气流,否则会使大部分的大部分配偶与大多数脱钩导电转移。我将“可怜的人”放在报价中,因为至少在凤凰城在这里并不常见的金属屋顶,所以它们的价格昂贵。

      在我写上面的时候,在我看来,金属屋顶往往具有很高的发射率,因此在3/4英寸的间隙中仍然会有明显的辐射。鉴于这一点,具有低发射箔的辐射屏障板可能会更好?

      无论如何,这根本不是通常做的事情,所以我也想知道它的表现似乎不如应该这样做。

      1. GBA编辑
        马丁·霍拉迪(Martin Holladay)||#13

        库尔特,
        减少从屋顶到房屋内部的热量流量最低的方法是绝缘。如果您想要更好的性能,请在阁楼地板或屋顶组件上加增隔热层。

        1. Kurtgranroth||#14

          马丁,

          当然。我进入大约1980年代的房屋后所做的第一件事(带零绝缘的凹陷墙,也许是R-20天花板绝缘材料)被R-60纤维素吹入并密封了内部的管道(a,99.9,99.9这里周围的房屋中有无条件的阁楼管道)。从成本效益的角度来看,这很难击败,我可能在最初几年居住的成本弥补了这一成本。

          但是...阁楼进入160F-180F范围(我个人在我的165F中),与下面的生活空间相比,这是一个不错的80F Delta-T。即使是R-60也意味着A/C每天运行许多小时,这需要大量能量加上整个过程中的冷空气。

          因此,当我从纯粹的成本效益转移到减少能源使用和使房屋更舒适的双重次要目标转移到同时。只是天花板隔热并不能将其切碎。

          三窗格窗户;阁楼中的辐射障碍;隔离隔离材料超出了代码,这都是“回报降低”改进的示例,这些示例很少有合理的投资回收期,但无可否则地导致能源使用较低,而A/C的启动较少,并且每个小部分都必须降低。从舒适的角度帮助。

          马尔科姆所描述的“断开屋顶”和我扔掉的“穷人”版本将是在任何回报期间都难以证明的变化的例子在阁楼温度和居住空间之间,由于其他原因,绝对仍然值得做。

  3. charlie_sullivan||#7

    我很高兴看到这个出色的摘要。一个评论和一个问题。

    领先照片中的建筑物将玻璃降至地板水平。这违反了避免过度玻璃面积的指导,这也提出了文章中未解决的点:玻璃的越低,越远的距离越远,需要有效地遮挡窗户。在图中的设计中,悬垂可能足够大,即使是窗户的底部也被阴影,但要仔细考虑。节省可能是显着计算玻璃面积的减少和必要的悬垂物减少的。

    问题:您说:“很难用连续的外部刚性泡沫层隔热的混凝土砌块墙” [例如使用R-10]。但是,常规的2x6壁构造击败并避免了混凝土的二氧化碳排放。在某些气候中,您可以从混凝土的热量中获得一些好处,但这是一种获取该好处的碳密集型方法,而真正的好处的情况非常有限。您对该建议有何看法?

    1. GBA编辑
      马丁·霍拉迪(Martin Holladay)||#8

      查理,
      这张照片不是作为完美设计的示例选择的。这只是一个热气候房屋的图像。

      关于混凝土墙墙:您未能在我的句子中引用我在混凝土块上的开头条款:“如果您想要墙壁的最佳能量性能...”我支持该声明(尽管您是对的,那么混凝土的热质量在所有气候或昼夜温度波动的所有可能的例子中都无济于事。我应该写道:“如果您想要最好的能量性能和墙壁的白蚁抵抗,……”

      请注意,内部热质量将每日空调载荷的时间移至当天晚些时候 - 有助于减少公用事业的峰值负载。

      您绝对正确的是,绿色建筑商应该试图限制其对混凝土的使用,因为波特兰水泥在制造中是如此的能源密集型。感谢您的评论,我已经编辑了这篇文章以反映您的观点。

    2. 专家成员
      马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#9

      查理,

      除了西立面外,所有玻璃都有很多玻璃,但是降落到地板水平的窗户(主要是滑动玻璃门)都在北侧。我特别喜欢这所房子的是,似乎没有任何明显的建筑妥协来获得适当的气候设计。
      https://www.archdaily.com/975753/cowboy-modern-desert-eco-eco-retreat-jerey-jeremy-levine-design

      1. charlie_sullivan||#10

        谢谢,很高兴知道这实际上是一个不错的设计,它们位于北侧。人们仍然可以质疑将玻璃杯全线降低到地板上是否值得遗漏您在第一个1-2英尺的正常墙壁上获得的更高的R值,因为您可以获得的额外视图仅是露台地板,但考虑到我提出的问题,显然是一个经过深思熟虑的设计。

        1. 专家成员
          马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#11

          查理,

          我同意。在建筑上,我发现地板到天花板的窗户使墙壁感到寒冷和无法接近,我讨厌露台门。

  4. Dburgoyne||#15

    谢谢马丁的文章。我看到的大多数文章都是寒冷的气候,我住在萨克拉曼多附近,温和的秋天,冬季和泉水,有时还很炎热,干燥的夏天。我正在考虑将我30年的房屋翻新到更好的绝缘标准(外部绝缘和雨屏),从3英寸增加到3英尺,用热泵技术替换原始的HVAC和HW,并封闭/调理小attic区域,可能是爬行空间。)目前,我们只需要使用AC 6月至9月和12月至12月的供暖。我感谢有关改造现有房屋的文章(尤其是在炎热的气候中)的任何提及。

    再次感谢!

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