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客人的博客

在小房子里被动冷却

保持舒适并不一定是指空调

这个170-sq.-ft。房子没有机械冷却系统但由于材料和建筑策略,加州夏天在加州夏天舒适。照片礼貌RMI。

随着世界变暖对冷却需求增加在美国,许多家庭将需要“以上所有”的方法来保持凉爽,而不会进一步加剧全球变暖。这可以包括高性能冷却系统使用气候友好型冷却剂并消耗相对较少的能量,以及建筑设计方法,抵消了首先需要机械冷却的需求。

在这篇文章中,我们来看看一些被动冷却策略,这些策略可以帮助一个创新的小房子在加利福尼亚的夏天保持舒适,而无需使用机械冷却系统。

布雷特韦伯斯特她是落基山研究所(Rocky Mountain Institute)无碳建筑项目的一名经理。他的家在加州索诺玛县。布雷特和他的合作伙伴帮助设计和建造了这个太阳能小房子研究生项目他们已经在示范住宅里住了大约五年了。房子本身建在24英尺高的。长拖车,可以挂在卡车上进行搬迁。因此,尽管布雷特和他的伴侣在他们的小房子里住了多年,他们在这段时间里在北加州的不同地方(以及各自的小气候)搬了两次家。

拖车照片小房子的
房屋建在拖车底盘上,因此可以根据需要移动。

战略阴影

Tiny House的墙壁是在1英寸的雪松板块中穿过1英寸的软木塞板,它提供了一层连续绝缘层,减少了木墙框架的热桥接。因为在软木树中隔绝的碳,所以可以超过生产软木产品的碳排放,常常被认为是碳负材料。雪松壁板通过气隙与软木分开,使木板铺成木板,遮住软木塞并吸收太阳辐射,同时将热传递速度直接放缓到房屋中。该结构的墙壁与再生牛仔布隔热,以进一步限制温暖的天气和凉爽天气中的热量消失。

由雪松板条制成的滑轮安装的阴影遮阳篷,以匹配壁板,覆盖着小房子的最大玻璃:在家里的入口处的滑动玻璃门。韦伯斯特说,遮阳结构远远延伸到夏季玻璃入口倾倒的太阳辐射,但在冬季,当太阳在天空中较低时,它可以在阳光和热量。

照片显示,一个大的玻璃推拉门被木头遮蔽
可以升降的板条窗帘可以保护滑动门上的大面积玻璃,使其在夏天免受阳光直射。

在夏季遮住窗户并在冬季承认阳光的能力对于在房子里维持被动舒适性至关重要。设计团队选择为小房子选择的窗户是绝缘的(低u的值),但也设计让太阳的热量(高太阳能热增益系数),因为旧金山湾区大多是一种暖气优势的气候区。在夏季,当热量增益是不可取的时,窗户的阴影是必要的。

天花板和屋顶

一层BioPCM天花板中的相变材料像热质量一样吸收和储存热量,否则会使内部空间变暖。Adobe建筑物和混凝土墙体结构类似地受益于热质量,可防止内部在白天过热。但相变材料轻量级,使其更适合于一个小房子的天花板,并且它没有混凝土的碳足迹。(仅限水泥生产占用约占全球碳排放量的8%。)

嵌入纸张中的相变材料,可以在高科技泡沫包装等天花板托梁之间推出,从固体熔化到77°F(25°C)。当它改变阶段时,材料吸收大量热能,防止温度超过77°,直到达到其吸热能力,就像一个不能再浸泡的海绵一样。

照片显示天花板上的绝缘和相变材料
腔体绝缘和相变材料的结合,吸收热量,有助于保持小房子的内部舒适。

小屋的屋顶设计用于利用太阳的大部分能量并拒绝其余的屋檐。2.3千瓦太阳能阵列遮蔽着小屋的屋顶,并进入Tesla PowerWall电池,以储存电力以供夜间使用。“凉爽屋顶”也覆盖着浅色丙烯酸屋顶膜,以最小化来自太阳辐射的热量增益。

需要一些能量(但不多)

除了上述被动冷却方法之外,小房屋依赖于几个有效的电气设备,以提供气流和通风。即使他们没有资格作为严格被动技术,吊扇和其他高效的电气设备已经长期消失了用被动冷却方法携手共进。微小房屋的通风和气流系统消耗很少的能量,并使建筑物保持舒适,没有专用的机械冷却系统。

一个高效的吊顶风扇消耗4-18瓦的电力,确保在温暖的温度下乘员舒适。“气流会产生一种非常有效的冷却感觉,”韦伯斯特说。根据美国能源部的说法,使用吊扇能显著抵消空调的需求吗,允许乘员在大约4°F的情况下将恒温器升高约4°F,而不会牺牲舒适度。

吊扇的照片
一个吸电量不超过18瓦的吊扇有助于减少对交流电的需求。

绝缘间的结构旨在在夏季炎热的日子内关闭到外部,因此窗户在白天不提供任何自然通风。因此,小屋依赖于能量恢复呼吸机,将新鲜空气带入房屋。能量回收呼吸机使用热交换器在进入房屋之前减小外部空气的热能,从而提供通风而不会冲入建筑物中的温暖空气。在冬天,它做了反向,使用传出的陈旧空气的热量来温暖来回的新鲜空气。

拔掉

微小的房屋的被动设计和最小的通风能量要求使其完全能够进入普通网格,特别是在太阳能丰富的夏季。即使我们大多数人都没有准备好谋生于170平方英尺。车轮上的房子,韦伯斯特的小房子和其他被动家园的教训提供了强大的提醒:即使对于像冷却等能源密集型应用,有思想的设计,你可以做很多东西。


John Matson是洛基山地学院的作家/编辑这篇文章第一次出现在哪里。用许可转载。©2021落矶山区。

7点评论

  1. 查理•沙利文||#1

    这里所描述的都不是被动冷却。这都是为了避免或减缓热量的增加。这很好,但称其为冷却是不诚实的。

    夜间冲洗可以诚实地称为被动冷却,如果您在夜间充分凉爽的气候,可以与这些策略结合使用。我假设也在这里使用,即使我没有看到它。在白天热的气候和晚上凉爽通常也是低湿度气候,使得空调 - 除湿 - 可以忽略的另一个方面。

  2. 专家成员
    迈克尔群岛||#2

    我同意查理的看法。冷却方案,具有良好的技术减少热增益,但没有提到被动冷却策略。

  3. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 3

    在一个170平方英尺的房子里,通过ERV保持一个合理的机械通风水平,我很好奇室内和室外空气温度的显著差异能维持多长时间?

  4. Jon R.||# 4

    当内部是80F并且相变材料为77F时,PCM提供被动冷却(AKA吸收热)。

    1. 专家成员
      迈克尔群岛||# 5

      这是一个好点,乔恩。他们的宣传册声称热存储容量为110 btu / lb;他们没有列出我能找到的产品重量,但他们确实将1英寸的“毯子”产品的性能进行比较到24“相同占地面积的厚实混凝土。https://phasechange.com/wp-content/uploads/2018/03/nrg-blanket-brochure-03262018.pdf.

      1. 专家成员
        又名||# 7

        看起来较厚的是1.27lb / sqft:
        https://phasechange.com/wp-content/uploads/2018/01/enrg-blanket-brochure.pdf.

        如果你看相变图,这种材料更接近73英热单位/磅,所以170平方英尺的材料可以容纳15000英热单位,假设这种两个人的结构的冷却负荷约为2500英热单位,也就是大约6小时。不太坏。但对湿度没有帮助,我发现湿度在夏天是更大的挑战。

  5. 罗伯特Opaluch||#6

    我在科罗拉多州的1980年代的两层被动太阳能家庭(干燥阳光明媚的气候)中使用了类似的被动冷却策略。留下一个小窗户在楼梯顶部开夜过夜,凉爽的空气将漂浮在楼梯上,并定居在主地铺扎混凝土板(热质量)上。热质量会放弃热量过夜,并保持主地凉爽,在夏季炎热的日子期间吸收内部热量。室外白天夏季温度通常达到80岁至低温90年代的F.室内温度,在那地层的内部距离早上60年代高70年代末期。遮蔽西部的窗户是必不可少的。悬伸将朝南窗户遮蔽,直到8月下旬。

    全球变暖可能会使这种被动降温效果降低,因为夜间温度不再低于70华氏度,下午的温度更高,达到90华氏度。

    //m.etiketa4.com/green-homes/a-pareive-solar-home- from-the-1980s.

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