最大化太阳的热量
根据2030年建筑这是防止即将到来的极地冰盖消失的关键最近的博客文章)的目的是减少我们对煤的使用,煤用来发电。马兹里亚是“建筑2030”的创始人,他建议我们首先通过使用被动式太阳能解决方案来减少煤炭的使用,然后再通过主动环保技术来补充这些解决方案,以减少最终导致地球极地冰盖融化的排放。
的诺尔顿建筑学院(KSA)和工程学院在俄亥俄州立大学partnered to compete in the 2009 National Renewable Energy Lab's Solar Decathlon Competition that was held in October at the Oval in Washington D.C. The team of OSU architecture and engineering students, led by David Nedrow and Deanna Hinkle, who both were graduate students in the Masters of Architecture program at OSU, presented a compelling design that functions off-the-grid (the home generates its own electricity and does not depend on traditional public utility services) with both passive solar design and active solar technologies.
被动式太阳能
被动式太阳能技术可以追溯到古希腊,但是现代社会在很大程度上忽视了在我们当代的建筑设计中使用它们:“现在,在南面的房子里,冬天的时候,阳光可以穿透门廊,但是在夏天,太阳的路径正好在我们头顶和屋顶的上方,这样就有了阴凉。”如果,那么,这是最好的安排,我们应该把南侧建得高一些以获得冬天的阳光,而把北侧建得低一些……为了抵御寒风。”苏格拉底,引用色诺芬在纪念品。
被动式太阳能设计不需要房主额外花钱,但它们依赖于额外的计划和仔细的科学计算。在北半球,设计师创造了被动式太阳能建筑,南立面主要由玻璃建造。在冬天,太阳穿过玻璃并在白天加热建筑内的材料(热聚集的墙壁和地板)。夜间,热材料散发热量。遮阳设备和景观设计增加了最大化和最小化太阳在特定时间的一天和季节。建筑的东、西、北三面都很大程度上受到了保护,不受阳光的照射。
辐射热和特朗姆墙
为了使被动式太阳能建筑在一天的“供暖小时”提供辐射热,一定数量的热质量必须设计到家中。在建筑中增加热聚集的方法之一是安装特朗姆墙。这项发明最初是由爱德华·莫尔斯在1881年发明的,是法国工程师费利克斯·特朗姆在20世纪60年代进一步发展并使之成为世界公认的。
所述特隆布壁是热质量由密集的导电材料,如混凝土或砖石,具有在集结壁和外部玻璃外墙之间的排出空气的空间。阳光中的红外线穿透玻璃,储存热量在壁的质量,然后在傍晚和夜间的热量被辐射到生活空间。除了辐射加热,在壁的基部通风口冷内部空气绘制变暖,因为它经过加热的壁向上移动并重新进入从通风经由对流顶部的室。通风口可以在以后修改路由建成热量建筑物在夏季的外部。
如何做一个特隆布墙功能?
特朗姆墙必须位于建筑的南侧,在白天可以看到阳光,而且地基必须适当隔热,以防止热量流失到地面。玻璃可以用作装饰,甚至可以上色,以增加外立面的设计和内部的照明效果。一种由气凝胶制成的特殊隔热材料可以安装在玻璃和墙壁之间,以防止冬天夜晚透过玻璃的寒冷辐射。气凝胶绝缘允许超过90%的太阳光线通过该材料传递,以加热外面的物质墙。
作为被动式太阳能技术,如Trombe墙变得越来越流行,我们作为一个人口将成为这些技术,了解如何正确地实现它们,以便在它们的有效性利用更复杂。用于加热溶液,通常是利用太阳辐射三种策略:直接增益,间接增益和隔离增益。所述特隆布壁是可与使用水作为相对于混凝土和砖石的更常见的材料更大的热辐射的好处被构造间接增益的技术。
与直接获取被动式太阳能策略相比,特朗姆墙的几个优点是它可以阻挡紫外线照射褪色的家具,它允许太阳的辐射“储存”在墙的质量中,并且它可以防止居住空间在阳光明媚的日子里过热。虽然通过复杂的墙壁分层系统使用的窗户失去了视觉通路,但是额外的窗户可以引入到空间中,以实现理想的、通畅的视野。
在OSU的太阳能十项全能住宅1的特朗姆墙变化
由于项目的限制,太阳能十项全能团队想出了一个创新的新特朗姆墙设计。由于只有540平方英尺的居住空间,团队别无选择,只能设计一面既不笨重又不不透明的特朗姆墙。特朗伯壁由两层聚碳酸酯材料组成,这种材料被称为ThermoGal系统内夹有36根总充水的丙烯酸管。“工程系的学生目前正在计算我们房子的确切好处,尤其是特朗姆墙。但是我们知道它是有效的,因为在晚上我们可以感觉到热将温暖散发到触摸上,”David Nedrow说,他是KSA建筑硕士毕业生之一,他参与了这个项目的设计和建造。
在。的情况下太阳能十项全能屋水是被太阳加热的热物质。此外,该恒温器具有热阻(绝缘系数)比任何已知的玻璃材料都要高。不仅特朗伯墙体系统很薄,“结霜的材料在不失去任何能见度的情况下漫射光。”那堵墙后面有私人空间;一个浴室和一个卧室。我们仍然能够让光线进入这些空间而不用担心隐私问题,”内杰罗说。
太阳能十项全能屋1的其他被动式太阳能技术还有自然通风还有一个百叶窗系统,用来控制不同季节进入室内的紫外线量。我们想补充一句天窗同样,但发现他们会造成施工性问题,添加太多的渗透到屋面膜。我们还发现,对于设计的效率来说,它们会释放出太大的热量损失。
至于主动式太阳能技术,一个5kW的光伏阵列为所有家庭照明和电器提供足够的能量。太阳能真空管系统加热生活用水和水地板辐射采暖系统。该团队预计该项目的成本为26万美元,但最终产品的成本接近180-20万美元。内利罗说:“住宅的设计最终是实用的和广泛使用的,因此它可以作为大规模生产的模型。”
这所房子建在俄亥俄州立大学校园里,然后运到华盛顿的椭圆形大厅展出竞争。2010年3月,OSU太阳能十项全能住宅1号将在未来两年的一个充满诗意的地点最后一次着陆——哥伦布动物园的北极熊展区附近。
参见:让阳光照进来
斯蒂芬妮·极光刘易斯
Stephanie是NCARB注册建筑师和LEED AP,她在萨拉劳伦斯学院学习建筑历史和理论,并在俄亥俄州立大学获得建筑学硕士学位。斯蒂芬妮来自俄亥俄州的哥伦布市,是一名独立的自由职业者,她为出版物提供文案,并为建筑业做市场营销工作。
网站:greengaloredesigner.blogspot.com/