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绿色基础知识

与太阳一起使用:被动加热和迎风

在阳光下设计,以降低供暖和照明需求

关于被动加热和灯火

用指南针开始你的设计。

考虑太阳在开始设计平面图时如何移动到一年。选择性选址,阴影和施工策略可以节省照明和供热票据。此外,一个有很多自然光的房子更令人愉快。

设计楼层计划整天使用太阳。将房子想象为四个不同的象限,每个象限都有自己的日光和自由热量,具体取决于当天的太阳的位置。

朝东的房间早晨的阳光是主要的。餐厅或早餐区和厨房的位置在东墙上,可以最大限度地利用白天的光线。这也是一个高密度地板的好地方,可以吸收一天的太阳热量。朝东的窗户对早起的人来说很好,但对喜欢睡懒觉的人来说就很糟糕了。

南墙上的阳光最强。这是客厅的右象限和全天使用的其他空间。为了得热在美国,窗户朝南的房间是选择石材、砖或混凝土等致密材料的另一个好选择。

西方傍晚的光线角度很低。因为太阳在天空中很低,所以朝西的窗户直接被阳光照射进来。这使得朝西的房间成为电视房的一个糟糕选择,因为强光会让屏幕更难看到。

在寒冷的地区,这是一天中最后一次晒太阳的机会;在炎热的地区,它是最重要的遮阳窗口。西卧室对喜欢在里面睡觉的人来说很好,因为早上房间里很黑。

北面的房间自然光最差。它们通过窗户损失热量的可能性也最大。对于浴室、杂物间、入口和其他自然光不那么重要的房间来说,这是一个好地方。也就是说,画家和工匠可能会因为光线的质量而欣赏朝北的宽大窗户。

当然,给房子降温也很昂贵。

太阳的方向对于在阳光下建造的房子在美国,在夏季控制热量的增加可以降低制冷成本,并创造一个更舒适的室内环境。

您可以在关键区域中使用致密材料减少所有气候中的房屋中的温度波动。若有所思地坐在房子里可以让这些地区邀请房间。

更多关于日光的信息

找其他方法让光线进来。

不是房子里的每个房间都可以慷慨地宽敞的窗户,承认自然光线。房屋内部核心的客房以及面向北方的客房有时会缩短。

开放式楼层计划允许光线天窗以及可以深入到房子内部的窗户。例如,楼梯上方的天窗可以把光线带到房子的中心。

天窗是将光线介绍到屋顶水平以下的房间的简单方法。可提供固定和可操作的天窗。

倾斜(张开的)墙壁广播最多的光线,并将天窗放在墙壁附近,在墙面上产生令人愉快的轻洗作用。

然而,天窗也有一个负面的权衡:因为即使是最好的天窗也比隔热良好的墙壁和天花板有更高的u系数(更低的r值),所以它有很高的能量损失潜力。

除非他们有阴影,否则天窗也会产生意想不到的眩光和不舒服的温暖室内温度。考虑到这一点,在大多数气候中,它明智地将天窗限制在北屋顶斜坡上。在挑选天窗地点时,至少考虑整天阳光的道路。

管状天窗包含塑料,屋顶安装的圆顶,高反射刚性或柔性管,以及安装在天花板上的光扩散器。只要有良好的阁楼访问,可以在大多数现有的房屋中轻松安装管状天窗。管状天窗对电灯泡昂贵的替代品,但它们会在人造光线上提供自然光线,如果您留下“光”,则不会浪费能量。他们是浴室等黑暗内部空间的好选择。

屋脊天窗、天窗和天窗可以为没有窗户或需要更多自然光的室内空间增加自然光。天窗——安装在上棚屋顶的屋脊和下棚屋顶的屋脊之间的一排窗户——可以把光线射进房间。可操作的窗户改善空气流通。

光的货架上,位于天窗或牧师之下,将灯光返回天花板,为大房间提供良好的间接照明。当天窗放置选项有限时,轻型货架也可以阻止眩光从顶上的太阳。

也可以考虑室内颜色。浅色比较暗的色调更容易反射光线。涂上浅色涂漆的内部会感觉更大,更亮,使得最容易使用日光作为任务照明。

一些需要考虑的采光策略:

在网站上放置房子,以便轻松管理光。

通过适当的倾斜让光线进入房子,使用树木或遮阳篷在白天的炎热时遮蔽窗户,并确定悬垂物的大小,以吸收冬季的光线,同时阻挡炎热的夏季阳光。

为了平衡光线,塑造房子的形状,这样光线可以从至少两个方向进入每个房间。

四方型是一种传统的均匀透光方式。增加一个庭院,中庭,或天窗可以从上面照亮室内。此外,H或c型的房子提供了许多房间,可以让光线从两边进入。然而,也有一些权衡要考虑;H型和c型房屋比紧凑的矩形房屋更不紧凑,因此能效更低。

如果不可能从另一边发出光,那就从上面发出光。

天窗和克雷犬窗户是两种方法可以从上升到高点偷偷摸摸。有很多方法可以反弹到昏暗的角落,例如轻型货架和喇叭形的天窗轴。但请记住,这是一个天窗是一个家庭热封的薄弱环节,因此应该谨慎使用。

形状并定位每个开口以适应气候和房间。

空间是否需要明亮的任务照明或温暖的环境光?窗户是否对照明或太阳能热量增益更重要?大型窗户会在绝缘绝缘空间中是一种责任吗?这些问题需要仔细评估网站条件和家庭需求。

摘自精美的家庭建筑杂志

鸟瞰

太阳会移动,但房子不会动在夏天,你可以用悬垂物和树木来阻挡太阳的热量。在冬天,当你想要享受阳光的温暖时,太阳的光线就会照射在屋檐下,树叶就会从树上掉下来。
Martha Garstang Hill/Fine Homebuilding #172

选址可以让房子保持温暖和凉爽

房子是如何朝向太阳会对供暖和制冷成本产生巨大影响——这是大多数家庭最大的能源负荷。

一样有前途光伏(PV)和太阳能热水收藏家用于减少对化石燃料的依赖,被动太阳能设计单独可以较低的加热成本。如果没有花费额外的一毛钱就可以提供大部分减少。

关键材料

高性能窗户具有高价格,但它们是值得的。为了提高他们的性能,房屋的不同侧面的窗户应具有不同的低E涂层,以选择性地允许或阻挡太阳的热量。
图像信用:Joseph Kugielsky / Fine HomeBuilding 166

明智地使用混凝土并选择Windows

为房子的不同侧面指定不同类型的窗户玻璃。朝西的窗户需要低吸收太阳的玻璃,而朝南的窗户(除了最热的气候)需要高吸收太阳的玻璃。虽然主要的玻璃制造商可以提供高太阳能增益的低辐射玻璃,但美国的窗户制造商往往无法提供这种玻璃。加拿大的窗户制造商更有可能储存高太阳能增益玻璃。

致密的材料,如石头和混凝土白天浸泡太阳的能量并在晚上释放它。高热质量有助于在温度下平滑摇摆,即使没有机械加热和冷却的损害也是如此。具有较高的热质量的房间可以提供更大的窗口区域,因为太阳产生的热量有一些地方。热质量和大型窗户低的客房可以过热并受到更宽的温度波动。

设计笔记

##采光设计有自己独特的问题

注意关键区域:厨房、办公室、阅读区。在许多家庭中,占领者已经消失了一大部分的日光小时。这使得代码需要在家庭中需要定期居住的空间来拥有窗户,可能意味着“像往常一样”将为夏令目的提供足够的结果。可能受益于更多关注的地区是临时视力攻击的地方 - 厨房工作空间,办公室,业余爱好和阅读区域。其他不俯瞰的日光机会包括营业室和步入式壁橱。在这些空间中,质量的日光可以显着减少对人工照明的需求。“太阳能管”(狭窄,管状天窗)可能在这些类型的位置特别有用。

施工技巧

闪烁着一个有限制的天窗

天窗是将光线深入房子的好方法,但如果安装不好,天窗就会漏水。不管你的闪光灯是自带的还是你自己做的,遵循以下基本步骤让它正常工作。

编码

更多的窗户意味着更多的隔热

许多被动太阳能热量意味着您必须比代码更好。IRC第11章设置了建筑信封的能效基线 - 但是如果您正在考虑被动太阳能加热,那么您可能必须比代码更好。直接使用太阳的热量通常意味着大量的南窗。如果玻璃覆盖超过15%的外墙,您需要满足IECC规定的更严格的绝缘要求。

尽管IECC设定的标准高一点,但被动式太阳能住宅有一些独特的需求,可能会鼓励你将r值提高40%或50%。

如果隔热的话,热质量会有帮助

许多被动式房屋依靠砖石地板或墙壁的热质量来保持部分热量直到夜晚。如果这些大型散热器只隔热到代码的最低限度,他们可能实际上是在对抗你的被动增益,而不是帮助它。

当太阳不闪亮时,窗户不起作用

IECC试图在建筑信封的其余部分中弥补具有更高R值的额外玻璃。但即使你超出了墙壁和天花板,也是最佳窗户仍然是热量损失时的薄弱环节。可动绝缘不经常被认为是建筑包络组件,但也许应该是。简单的手风琴色调或绝缘窗帘将需要常规手动操作,而自动窗口绝缘系统可以通过光或温度传感器触发 - 提供便利性以及潜在的维护头痛。

其他考虑因素

现有景观

可以影响您的房屋的网站设计的工作原理。

排水模式影响景观选择和地基耐久性。

让它变得更加绿色

屋顶悬挑的遮阳墙

直射阳光比其他任何东西都快速吃掉。即使是小型屋顶悬垂为墙壁提供避难所,深度悬垂可以遮挡整个墙壁。

收集阳光,阻挡阳光

在炎热的气候下,用落叶树来遮挡夏天的热量,同时让一些冬天的热量进来。如果在设计时考虑到太阳的季节路径,屋顶悬挑也可以起到同样的作用。

权衡

窗户意味着自由的热量和光线,但它们也达到了必须无泄漏的墙壁中的一个大洞。问题是,许多窗户都没有无泄漏。

天窗可以把阳光带到黑暗的室内房间但就像窗户一样,它们也有容易漏水的漏洞——在屋顶上!在夏天,它们也会让多余的热量进来。

窗户的位置应该很好里面看起来很好。在内部看起来不错的平衡以及外面很好的事情,因为人们往往不照顾没有吸引力的房屋。

阳光会影响恒温器,在决定安装它们的位置时要记住一件好事。当恒温器在远离阳光下并放置在中心位置时,恒温器会更好地进行调节室内温度。

绿点

LEED为家园在id1.5(创新与设计流程)下1分,以满足被动式太阳能设计标准。

NGBS第7章-能源效率:满足被动式太阳能设计要求的4点(704.3.1.4);天窗2点(704.2.4)。

8的评论

  1. 史蒂夫 - 散热器陈列室||#1

    设计师散热器
    这篇文章得到了一个即时书签!这让我想起了我最喜欢的80年代的家居设计书,那是一本关于可持续生活的书,我多么想念它。这种简单而有效的取暖和照明的想法可以被利用(并且应该被利用),只需一点点的努力和预先考虑。你能想象,如果所有,甚至只有50%的新家庭都遵循了这些建议中的一些,能节约多少能源吗?令人震惊的是,这种基本的建筑常识在大多数新的家居设计中都被忽略了!

    谢谢你发表这篇精彩的文章!

    史蒂夫

  2. 皮特||#2

    被动加热
    我是一名注册建筑师,主要在大西洋中部和东北部设计了60多座被动式太阳能房屋。根据我的经验,这篇文章重复了被动式太阳能设计的两个最大误区。在气候较冷的地区:1。永远不要在房子的南面种植或放置落叶树,以提供夏季遮阳——即使落叶,它们仍然会导致热量的大量减少;此外,如果它们足够大,可以做任何遮阳,它们会影响任何活跃的或光伏收集器,可能在屋顶上。2.永远不要在南侧建造明显的屋顶悬垂,以减少夏季热量的增加——这不是一个真正的问题,因为太阳的高角度主要导致反射而不是热量的增加,最重要的是,悬垂显著减少了凉爽天气中理想的春秋季热量的增加。

  3. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||# 3

    南屋顶悬垂
    皮特,
    我完全同意你的落叶树 - 事实上我纠正了物品的文本,以反映你的观点。但是,我不同意你有关南境的关注。您能指向与现场数据的一项研究来支持您的争用吗?

  4. 皮特•鲍威尔||#4

    被动加热
    马丁,我的评论主要是基于我自己的经验和观察,我住过7个被动供暖的房子,并设计了更多。在夏季,太阳的高度足以减少热量的增加。在这种气候下,这不是一个问题,除非使用空调,因为任何微小的热量增益都被热质量和简单的窗户通风所缓解。在凉爽的春天和秋天,你当然想要任何遮阳的地方——事实上,我有一个客户移除了我多年前设计的一所房子的南立面悬挑。
    虽然我有我的神话的帽子,这里还有两个:首先,被动式房屋可以朝向远25度的正南,几乎可以忽略不计的影响性能。最近公布的表格显示大约有10-15%的损失,但我目前有两个相同的被动供暖建筑——一个是家庭,另一个是工作室,并排建造,但一个朝正南,另一个朝正南
    南向西25度。在晴天结束时,两者在内部空间和储热温度方面的表现几乎相同。这两座建筑很少有超过1或2度的差异,朝西的建筑在春季和秋季表现略好,而另一座建筑在冬季表现略好。我的第二个评论与上述文章中的声明有关,即屋顶悬挑将保护壁板。这似乎有点牵强,因为悬垂只会遮荫一小部分的壁板上的房子,它阴凉的地方应该有玻璃,以获得太阳能。

  5. 皮特•鲍威尔||# 5

    我1月4日的帖子
    很明显,我在第七行打错了;应该是“……你肯定不想……”对不起,皮特

  6. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#6

    皮特·鲍威尔的博客
    Pete Powell撰写了一个博客,他在其中开发了他对被动太阳能设计的想法。
    阅读所有相关内容:“被动太阳能设计的逆势观”。“

      1. GBA编辑器
        马丁·霍洛拉||#8

        谢谢,约翰。我已经纠正了链接。

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