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问答聚光灯

你能用混凝土地板上的风管给房子供暖吗?

这些不寻常的设计有忠实的追随者,但没有真正的性能数据:这只是70年代的倒退吗?

混凝土地板下循环的暖空气。在他1997年的书中,被动式太阳能房詹姆斯·卡查多里安(James kachhaorian)描述了厚厚的混凝土地板,其中包括可以让暖空气流通的空隙。这种类型的地板被称为下凹地板。
图片来源:詹姆斯·卡查多里安的被动式太阳能屋

高热质量的混凝土地板通常是被动式太阳能设计的核心。混凝土的密度有助于储存热能,并有助于减少室内温度的不舒适波动。

楼板通过朝南的窗户收集一些来自太阳的热量,通常辅以辐射地板采暖系统,该系统使用嵌入式塑料管网络来循环热水。

没有什么不寻常的。但在最近的一次绿色建筑顾问问答杰伊询问是否可能在混凝土中直接插入通风管道以保持温度。

杰伊写道:“我感兴趣的是,在被动式太阳能应用中,空气在平板中循环是否会增加效率。”“我的印象是,这种技术让你面临很多潜在的潮湿/霉菌情况。有人知道有什么研究是关于这项技术的影响的吗?”

和往常一样,关于这个话题的观点并不缺乏,尽管可能明确回答杰伊问题的科学研究似乎并不存在。

一些构建者使用这种方法

AJ Builder提到了布鲁斯·布朗内尔(Bruce Brownell)的作品,他说,他“花了一生的时间来设计、改进和建造”这种类型的房子。

AJ补充道:“我住过其中的两个,”它们都是非常宜居的环境。业主几乎是独自供暖,使用非常小的热源、热水箱、柴炉或很多时候只是阳光……我认为管道板是众多选择中的一个很好的选择。”

AJ包含一个链接阿迪朗达克替代能源该公司负责描述房屋的供暖方式。一个小风扇在房子的顶部收集热量,并通过“最低层下的一个重的(70-100吨)大规模存储系统,将其分配到房子的内部周边。”

房子……

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25日评论

  1. 阿曼德科博||# 1

    地下管道
    来NM看看地下成千上万的暖通管道。在早春期间,你必须检查水位,特别是在大量的雪或春雨之后,如果没有适当干燥,会带来很多霉菌。混凝土会开裂,通过这些裂缝,你会获得水分。我不得不在一所每年春天都会进水的房子上安装一个污水池。我说过NM是沙漠吗?

  2. 比尔玫瑰||#2

    研究呢?

    “但你知道有哪些对照研究比较了A屋(有管道板)和B屋(没有管道板)吗?”btu测量值在哪里?hygothermal模型?文档?”恩斯特问道。

    伊利诺伊大学(University of Illinois)和其他地方已经进行了“英国理工大学”(Btu)的比较。https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/4571/engineeringexperv00000i00412.pdf?sequence=3

    从40年代末到50年代,许多国民住宅都是用嵌在石板上的管道建造的。不幸的是,水进入管道是很常见的,所以许多这样的次级板系统已经被废弃。除了上述问题外,还有火灾和氡。

    在哀叹缺乏研究之前,无论是支持还是批评一些“新”方法,至少应该看看已经完成的广泛基础研究。Bareither(伊利诺斯州),Bahnfleth(宾夕法尼亚州立),建筑基础设计手册(实验室等),Carl-Eric Hagentoft(隆德,瑞典,但英文出版),Gintas Mitalas(加拿大NRC),明尼苏达大学地下空间中心,CMHC加拿大…好东西,值得任何试图改善建筑基础的人研究。

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    对比尔·罗斯的回应
    比尔,
    非常感谢您发布关于预埋管道板热性能研究的链接。我只是看了摘要,浏览了一下报告。

    虽然这些数据对研究人员无疑是有用的,但在我看来,这篇论文并没有回答手头的问题,即:在被动式太阳能房中包含次平板管道系统有什么好处(如果有的话)?

    如果你知道这个问题的答案,请大声说出来!我们都很想知道。

  4. 比尔玫瑰||# 4

    回答这个问题?
    马丁,

    42.

    比尔

  5. 比尔玫瑰||# 5

    提示
    银河系漫游指南。想要一个好的答案,你需要很好地构思问题。研究通常用数字回答一般性问题。如果所形成的问题针对的是一般的设计元素(而不是特定的应用程序),并且输入假设和输出标准是明确的,那么您可以进行研究。“这种设计方法有效吗?”在很多方面都不是一个好的研究问题。这个问题可以也应该得到回答,但要由设计师利用传热和水分效应的研究结果来帮助解决。

    研究应该为设计提供信息。设计可以证明研究,但研究计划不能从单一或少量的设计中产生。

  6. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 6

    我的外卖
    好吧,比尔,我的结论是:

    我还没有看到任何理由相信次级板管道系统有性能优势。

    伊利诺斯大学的Bill Rose曾指出:“水进入(嵌在板中的)管道是很不幸的,而且现在也是很常见的,所以许多这样的板下系统都被废弃了。除了上述担忧外,还有火灾和氡。”

  7. 蒂姆·斯奈德||# 7

    全屋供暖,带管道板
    我对斯科特的文章和评论非常感兴趣。在我担任Fine Homebuilding编辑的第一年(大概是1982年左右),我参观了宾夕法尼亚州的一座“热围护结构”房屋。正如上图所示,空心cmu提供了砌体质量以及管道通道。实际上,我在房子北面的空域发现了对流气流,但我离开时认为,为了能源效率,这是非常多的工作和费用。到目前为止,还没有提到氡,但我猜,如果你一天中的大部分时间都在用平板吹空气,你最好注意一下这个问题。我同意之前的评论,热质量作为节能建筑的一个组成部分,已经被“建造紧密和绝缘(和通风)的权利”所超越。

  8. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 8

    应对蒂姆
    蒂姆,
    虽然你写了“到目前为止,还没有提到氡”,但比尔·罗斯提到了它,我在紧接你的帖子之前重复了他的警告。

  9. 盖瑞贝克||# 9

    地板下送风
    “纽约时报大楼的特点是多功能的地板空气分配(UFAD)系统设计的舒适和效率。有了这个地下空气系统,纽约时报公司的空调温度可以比一般的系统高10度——华氏68度——并从地板轻轻泵出冷冻空气,而不是从天花板以高速推下空气。较冷的空气自然地充满房间的较低区域,当它击中较热的物体,如人或电脑时上升。然后,热空气从天花板上的通风口排出。该系统不仅节约能源,还确保整个空间的温度更加调节、舒适

  10. 克里斯膝盖骨||# 10

    你可能需要调查一下空气地板
    http://www.airfloor.com有一个相当不错的底板/顶板管道系统。

  11. 史蒂夫·泰斯||# 11

    地板下送风
    罗马人使用类似的系统来加热凸起别墅的地板。

  12. 布莱恩·K||# 12

    虽然有效,但效果并不好
    毫无疑问,这些系统是有效的,但它们还没有被证明比普通平板更好。它们更复杂、更昂贵,而且制造的问题似乎比解决的要多。技术啊……

  13. 史蒂夫Pitchford||# 13

    我住在大凤凰城
    我住在大凤凰城地区,也被称为“太阳谷”。我祖父在他的屋顶上画了一个55加仑的鼓,用来提供热水。效果非常好!我最近刚从我的车库屋顶上拆下两块太阳能热水板。它们都被腐蚀得很厉害,每次下雨的时候,屋顶上水管经过的地方就漏水。我相信新的Heliodyne装置会更好——屋顶上不再有水,它使用了一个交换器。随着时间的推移,技术越来越好,揭示了我们以前的缺点。我怀疑地下管道或“浅层地热”也会进化。在我64岁的时候,最让我担心的不是氡,而是混凝土块的重量。我需要尽快更新一下技术。

  14. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 14

    Steve Theis的回复
    史蒂夫,
    基于管道系统或烟道的地下采暖系统——罗马人的地下采暖系统(hypoausts)和韩国的火炕(ondol)——确实很古老。问题是,它们是否为现代建筑商或业主提供了任何优势?我认为不是。

  15. 彼得•鲍威尔||# 15

    在板坯导管
    正如我在我的“逆向投资”博客和本网站的其他几篇文章中所说的,我是这种方法的坚定信徒,并且在这样的房子里住了30多年。以下是对上述问题的几点评论:水侵入和楼板开裂的问题只是良好的设计和施工实践的问题;对火灾的关注可能适用于“围护结构”设计,但不适用于地板管道;如果管道是金属片或钢管内衬的,氡和霉菌不是问题,我总是指定的;Airfloor产品有我在别处讨论过的固有问题。
    我认为这种方法的优点包括:额外的质量允许额外的玻璃面积,从而储存更多的热量和节省更多的能源;强迫循环进入板坯提供更均匀的板坯温度,包括在没有直接增益或有地毯或家具的区域;无太阳期储存时间长;额外的质量提供了更好的性能在温暖的天气。
    唯一的缺点是需要运行炉风扇或其他鼓风机一天几个小时,与运行吊扇去除雾或熔炉加热房间不在阳光空间没有太大的区别。
    我目前有两个客户用类似的设计建造房子,如果我再建一个房子,毫无疑问我会重复这个系统。

  16. 布莱恩||# 16

    热质量
    热质量的一般函数似乎是这个讨论的轴心点。正如所指出的,环境方面的成本/效益是建筑过程的关键问题,但如果你从总体上看质量和热循环,它的影响很难高估。周围景观本身的热剖面对任何建筑的性能都有很大的影响。由于设计师们在看待大多数项目和问题时,往往局限于图纸的边缘和给定结构的寿命,所以真正理解绿色建筑还远未到来。有点哲学,但艺术也潜入了讨论…

  17. 布莱恩||# 17

    热质量
    我没意识到这听起来有多不连贯。对举例说明的具体案例的评论。虽然在这个设计中有传热,但在我看来,这种传热的表面积是通过使用混凝土块而不是岩石床最小化的。我知道这种方法是70年代的遗迹,但就物理而言,它是合理的。一个隔热良好的房子是最灵活的建造方式,但如果热质量很容易获得,并且可以用很少的额外费用(管道和风扇不是预算杀手),那么它提供的温度稳定性是有理由的。我对岩床系统的主要兴趣是温室。如果目标只是保持在冰点以上,并且有最小的绝缘和巨大的温度波动,增加热储存和运行风扇的成本是一个简单的选择。在设计光谱的另一端,将是带有小窗户的超级绝缘房屋。增加热质量几乎毫无用处。介于两者之间的是每个房子根据居住者的喜好所要求的平衡。我自己也会很高兴住在温室里。

  18. Lorne||# 18

    地板风管从AAE
    如果Don Roscoe和Bruce Brownell都能回复这个帖子就太好了。我知道布朗内尔先生一直在他的几处最新的住宅里做详细的录音。有这个背景的人应该可以和这两个多年来一直在建造这些房子的人交谈,从他们学到的东西中获益。在BSC居所设计之前,他已经用外部绝缘护套建造了多年。当我看到BSC的房子时,我以为他们复制了布朗内尔先生的设计,只是没有使用他的平板。
    我还上过Don Roscoe的课他讨论了他的平板和AAE本质上是一样的。他们声称优越的功能,这将是一个伟大的服务,建设者和有希望的房主确认他们的主张。与这些设计师的讨论可以包括在这里吗?

  19. Lorne||# 19

    太阳能新斯科舍
    http://www.solarns.ca/ship.php
    这个连接是一个像罗斯科设计的平板管道系统。它与AAE的不同之处在于AAE会浇上薄板,把管道放在上面,然后再加厚板来覆盖管道。我和这两个人都没有任何联系,除了非常感兴趣,想知道它是否足够好,可以用于我计划中的新家。

  20. 匿名||# 20

    通风隔热地板
    技术在这里,这种类型的地板是可能的,通过使用跨混凝土地板。两端可以切成45度角,并在连接处密封。跨度克里特岛可以作出任何长度,您的订单,并已经有孔在它,这将用于移动空气。跨式混凝土的强度也是普通混凝土的两倍,在那里,通过消除对顶部地板(混凝土)的需要。氩气没有问题,因为整个系统将永远密封,你不需要钣金在他们。希望这对你们有所帮助。

  21. 迈克尔Plehn||# 21

    偶尔使用的住宅中的管道板?
    我正在设计一个小(1600平方英尺)的度假屋在伯克郡西部马萨诸塞州。我还考虑建一个管道板。该场地有良好的太阳能通道,但向北倾斜,因此罢工地下室将有一个平板地板,没有直接的太阳能增益。我想在上层使用大量的玻璃,并将热空气输送到地下室。当被占用时,地下室的木火炉将提供直接辐射热量和热空气,这些热空气将通过房子上升并返回到平板上。因为房子只会在冬天断断续续地使用,我的目标是完全避免安装任何供暖系统,除了柴炉(和电阻作为备份,以防止管道结冰)。我计划在某个时候添加光伏,以抵消电热水和备用热(如果需要)。如果我让房子的温度在没人住的时候降到40华氏度,假设我可以在没人住的时候用很少或没有暖气吗?我应该计划一个迷你分裂,而不是电阻加热备用(或偶尔使用?)

    我一直以极大的兴趣关注着这一线索,并很想知道它是非主要住宅的事实会如何影响关于使用热质量的意见——在这种情况下,作为化石燃料供暖的替代方案。我也在考虑为北部和东部的玻璃安装热百叶窗(西部的玻璃很少)。

  22. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 22

    回复Michael Plehn
    迈克尔,
    1.在任何情况下都不建议将管道埋入水平面(或水平面以下)的平板中,也不建议将管道安装在水平面(或水平面以下)的平板下。

    2.在新英格兰的冬天,热质量并没有什么好处。

    3.如果你需要在无人居住的情况下提高家里的温度,一个无管道的迷你管道显然比电阻加热有更低的运行成本。

    4.投资于极端的气密性(接近被动式空调的水平)将会有回报。

  23. 罗伯特Bissett||# 23

    布劳内尔研究
    这份报告中的大量数据来自2010年11月的两所布朗内尔住宅:位于Hyspot的阿迪朗达克替代能源被动式太阳能住宅和为纽约州能源研究与发展管理局准备的基尔默最终报告http://www.nyserda.org/pdfs/aae_report.pdf.我怀疑有一些额外的热量储存在管道板中。整个房子的空气流通可能更有好处。减少分层,北面房间更冷,南面房间过热。

  24. Rhaud麦克唐纳||# 24

    Martin H。
    1.即使在使用深层泡沫层绝缘时(根据被动屋的建议)也不能
    在地面上的石板下进行氡补救?还是低于等级的石板?
    请解释?
    2.请告知许多人谁已经建立与热质量和发现净效益(在
    新英格兰)和其他环境不太理想的地理区域。
    3.确实是一个没有管道的小裂缝,就像许多聪明、有经验、有学问的人一样
    多年来一直试图告诉北美人
    4.在任何绝缘/回火建筑中,密封性投资都是必不可少的
    结构和不被描述为“极端”;而是“最佳实践”。“密封性”应该是这样的
    由结构的类型,所选择的结构材料,它的各种组成部分,它的
    预期结果,所有这些都与它所处的实际环境因素有关。
    请注意,一个不透水的结构可以被证明是一个环境特洛伊木马和
    在制造各种部件时,会产生“非常高的能量”影响
    和控制系统,以及维修费用,总预期寿命,和未来
    这些部件及其控制系统的更换费用。

  25. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 25

    对麦克唐纳的回答
    Rhaud,
    1.我已经见过很多安装在地面板下的管道问题,知道它们是有风险的,一旦潮湿、发霉或氡问题出现,就不可能修复。我坚持我的建议:这种系统与其他热传递方法相比没有任何优势。

    2.我们在新英格兰冬季没有看到任何热质量效益的原因是,室外温度每次都低于预期的室内温度好几个月。为了从热质量中受益,你需要生活在一个夜间和白天温度循环高于或低于所需室内温度的气候中,这样白天的热量就可以存储在热质量中,并在夜间释放。在新英格兰,情况并非如此。

    3.显然,我们都同意无管道的微型装置的优点。

    4.虽然你明显反对我把被动式屋的包膜密闭性水平描述为“极端”,但我们同意这样的密闭性水平是可取的、可取的,而且是可以实现的。

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