客人的博客

Flatrock被动：冬季温室的必需品

在北方气候下全年种植粮食是可能的——只要仔细计划

经过David Goodyear.|2019年7月15日

**有了必要的计划，**纽芬兰这座温室的地基可以被浇筑。通风管道和电力管道已经就位，准备好倾倒。照片:大卫古德伊尔

更多的客人博客

编者按:这是大卫·古德伊尔(David Goodyear)的一系列博客文章之一，描述了他在纽芬兰的弗拉特罗克(Flatrock)建造的新家，这是该省第一个按照被动房标准建造的新家。你会找到他完整的博客在这里．

在安装、回填和轻微夯实地下加热和冷却系统(SHCS)之后，就该布置各种服务了。服务?你可能会问。温室可能需要什么样的服务?

请记住，这不仅仅是一个温室。这是一个四季温室。它有潜力在今年的三个赛季增长，并在12月和1月期间维护休眠的生活植物。随着添加热源，它可以全年提供日益增长的环境。

在开始建造这座建筑之前，我不得不考虑一下温室需要什么才能发挥作用。基本的必需品(这绝不是一份详尽的清单)包括通风、电、水和良好的阳光照射。

让我们逐个来看。

通风

温室需要一个或几个通风来源。温室是一个高湿度的环境，有很大的温度波动潜力。浇水会使空气中的水分通过土壤的蒸发和植物的蒸腾作用产生。为了提高能源效率，结构应该是密封的，这将使内部在夏天像丛林，在冬天像雾堤。对大多数植物来说，两者都是不适宜长期生存的环境，而且对植物结构有害。

湿度可以用几种方式处理。首先，当SHC运行时，植物蒸腾湿度将进入带有移动空气的地面管道系统。随着空气冷却，它会导致冷凝。该相变沉积在地面中的大量能量，以便以后可以从地面拉动，以便将温室保留冻结。

空气从系统中以较低的相对湿度排出，返回温室。这些系统的用户报告说，用这样的系统可以很好地控制湿度。SHCS主要是一个封闭系统，不会真正引入任何新的空气到温室，但它可以调节夏季和冬季的空气。

植物也需要二氧化碳的来源，如果需要额外的湿度控制，我们需要一种进一步调节空气的方法。所以我们需要新鲜空气的来源。在夏天引入新鲜空气是没有问题的。如果SHCS无法满足所有太阳能获得的制冷需求，可以打开几个山墙通风口和温室门上的一扇窗户，以便进行交叉通风。在我所在的位置，我们的风向通常是西南，所以温室的朝向非常适合交叉通风。

处理冬季气温

冬天是一个问题。冷空气需要调节。用-10°C通风空间将迅速冻结温室内部。我估计我们需要大约16个CU。FT。每分钟以保持健康的环境。基于通过我们的冬季的平均温度，16个冷通风空气的CFM将在加热成本中咀嚼每天约2千瓦时，以保持约5°C。

这也是为什么气密性很重要的一个很好的指标。冷空气通过泄漏的结构会导致巨大的加热成本。在5°C的基础温度下，温室将经历大约1300度的加热天(HDD)。这一点很重要，值得注意。即使是建造良好的建筑，在有风的情况下，每小时也会发生3次换气。按照这个速度，这种规模的温室在每个供暖季节仅加热渗入的冷空气就会消耗近3000千瓦时的能源。这还不包括通过温室围护层的传导、辐射和对流损失，这些损失也将非常显著。

在冬季四个最冷的月份，单独使用冷空气仅在泄漏结构中每月花费约100美元。当您通过信封考虑损失时，它会更多。受控通风源是，掌控赌博赌博。如果它不必具有热渗透空气，则SHC将更有效地维持在冻结温度上。

接地管会有帮助

很明显，寒冷的冬天需要空调。这就是地磁管概念的由来。接地管是一种地源热交换器，可以将新鲜空气输送到地下。它在温室里安装了一个风扇，风扇与一根长管相连，长管蜿蜒穿过地面，在室外终止。

它有几个优点。在夏季，温暖、潮湿的空气从外部进入系统，穿过凉爽的地面，向管壁损失显热(温度)和潜热(湿度)。当空气进入温室时，它被部分调节(在这种情况下是冷却的)，并与室内空气混合，使温室内部冷却和除湿。管壁的热量散失到地面，提高了每年的平均地面温度。在冬季，冷空气进入外部终端并通过接地管从地面获得热量。

从地球管进入温室的空气仍然很冷，但它需要更少的活跃加热，因为它已经从地面获得了大量的热量。可以实现25°C的温度差异。然而，性能是空气速度，管长，管材和接地传导的函数。基于我的估计，我选择了大约84英尺。在基础上的穿孔管道在基础上。将有两个平行的运行，它在垂直管道中终止于温室东南侧的某种筛选罩。最终，我将建立一个4×8太阳能屏幕收集器，进一步调节冬季空气，然后进入地球管系统。

电

我争辩说，大多数温室实际上都不需要电气服务。当您需要时，延长线足以在加热垫上。如果有足够的通风口开口，粉丝并不必要。然而，被动通风的拇指规则是通风口开口应等于玻璃区域的20％-40％。这是很多区域！

就空气泄漏而言，每个孔/通风口/渗透都是包络线的潜在弱点，因此尽量减少渗透是必要的。SHCS和进风口的风扇系统将在恒温器上运行，需要一个恒定的电源。

这个结构能脱离电网运行吗?当然可以，但要付出巨大的代价。简单地说，每年1000千瓦时需要大约四个太阳能电池板，深循环电池，理想情况下，还有一个电热源，而不是电加热器。离网运行要花几千美元。在这种情况下，并网的选择更划算，更有弹性，我不需要维护电源。

水源

我很想从家里跑管道，但这根本不是一个选择。尽管如此，将水变为温室不是问题。我可以跑一个软管来填补几个桶。在冬天，植物使用较少的水，因为它们的速度较少;每周浇水一次可能已经足够了。水桶是一个好主意。他们将增加建筑物的热质量。

被动式太阳能温室设计建议我通常有2到3加仑的水作为每平方英尺的热质量。英尺的玻璃。我现在估计有200平方英尺。一英尺的玻璃，我们需要大约600加仑(2271升)的水!这是大量的水和大量的桶，成本很高。据我估计，开采一桶油的成本可能高达600美元!这是假设我想知道它们最初是什么。

很可能我们正在建造的结构实际上不需要这么多，因为基础是混凝土，这是热质量。混凝土的比热大约是水的比热的四分之一，所以它在储存热量方面没有那么有效，但是我们损失的热容我们从混凝土质量中获得的热容。

600加仑的水重约2271公斤。为了达到同样的热质量，我们需要大约9000公斤的混凝土。仅后墙的混凝土重量就约为4900公斤，其余的混凝土墙壁将使其超过9000公斤的标记。长话短说，我们根本不需要任何水桶来提供热量——混凝土就可以，只要它都在保温层内。除了运行的SHCS外，应该不会有任何过热的问题。

良好的太阳曝光

一个一面装有玻璃的隔热温室只有在阳光像太阳能集热器一样照射进来时才能正常工作。在我们的半球，这意味着大多数玻璃应该直接朝向南方。在其他海拔高度(东、西、北)也可以安装玻璃，只要你明白它们只会失去热量，而不会从太阳能中获得真正的净收益。

作为太阳能集热器，玻璃的角度对其效率有一定的影响。太阳能垂直入射时的透射率较高。这可能有很大的不同，事实上，即使在低至45°的入射角下，与垂直透射相比，通过聚碳酸酯的透射率仍接近95%。同样，温室的长轴方向也会影响性能。在性能上有任何明显的变化之前，长轴的方向可以在真南下变化多达15°。这很好，因为网站通常会规定你在方向上有多少回旋余地。

把它们放在一起

基于我的网站，我能够留在南方的12°内。这是一个良好的定位。我开始驾驶赌场的赌场，在温室的西北角。从那里，我使用了一块罗盘（iphone！）连接到长直棍子，以定义东方的12°，为温室的北墙。我测量了20英尺。并将另一个尖刺开放到地上。
东南和西南标记现在非常简单。在12英尺×20英尺的结构上，对角线约为23英尺。4英寸。我沿着连接在角销的对角线放置了长带，并将另一个磁带放置在另一个磁带。我彼此堆叠了卷尺，然后在左右移动到23英尺4英寸。标记与12英尺的标记。分别在每个磁带测量上标记。然后我在该位置驾驶地面上的尖峰，并与最终销相同。

我对所有尺寸进行了第二次检查，然后串联所有尖峰之间的线，并用标记涂料标记边界。

托德·布伦顿把脚倒进去。托德以前为我做过工作(包括我的房子和地窖)，他做事又快又可靠。他在几个小时内完成了基础，并根据我的图纸放置钢筋，这样地基就会与基础形成物理连接。地基需要几天才能固定，然后我们就可以浇筑地基了。

David Goodyear的博客