長(zhǎng)久以來,炎熱的夏季,無論是在國內(nèi)的南方地區(qū),還是在國內(nèi)的北方地區(qū),酷暑難耐一直是一個(gè)比較普遍的現(xiàn)實(shí)狀況。
解決夏季室內(nèi)悶熱,人們難以正常工作、生活的普遍做法,一般會(huì)是進(jìn)行開窗通風(fēng),通過室內(nèi)、室外空氣的不斷流動(dòng),帶走室內(nèi)的一些熱量,也或者是關(guān)閉門窗,打開室內(nèi)的電力空調(diào),進(jìn)行一些強(qiáng)制性的降溫制冷。
除了這些人們已經(jīng)非常熟悉的生活常識(shí)方法之外,實(shí)際上,夏季室內(nèi)降溫,還可以從房屋的設(shè)計(jì)構(gòu)造上入手,以及充分利用太陽能等自然資源,進(jìn)行一些必要的改良來加以實(shí)現(xiàn)。
獨(dú)立住宅的組成,按空間分析,從上到下,可以認(rèn)為有3大部分組成:
1、屋頂;
2、外墻(包括外墻上的門和窗戶);
3、地面。
夏季,烈日炎炎,室內(nèi)空氣異常悶熱,這主要是由于室外天空中太陽的輻射熱造成的。陽光長(zhǎng)時(shí)間地照射到房屋的屋頂、外墻上面,大量的熱量,就會(huì)通過屋頂以及外墻的構(gòu)造而進(jìn)入室內(nèi),因而就會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)溫度的不斷升高,進(jìn)而直接影響到人們?cè)诶锩娴恼9ぷ骱蜕睢?/p>
實(shí)際上,無論是冬天還是夏季,室內(nèi)有一個(gè)比較適宜的溫度范圍,應(yīng)該是現(xiàn)代住宅起碼具備的一項(xiàng)功能。
西方國家,特別是日本,為了滿足現(xiàn)代住宅的“冬暖夏涼、節(jié)能舒適”的設(shè)計(jì)理念,一般會(huì)是加大獨(dú)立住宅的“保溫隔熱”、“防水隔潮”等方面的構(gòu)造力度,另外,有的還會(huì)在組成獨(dú)立住宅的“屋面”和“外墻”的這2大區(qū)域的構(gòu)造組成上,通過設(shè)置“空氣流通層”,來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立住宅既“冬暖夏涼”又“節(jié)約能源”的目的。
這種“屋頂”、“外墻”上的“空氣流通層”的設(shè)置,對(duì)于獨(dú)立住宅的“冬暖夏涼”的實(shí)現(xiàn),起到了非常好的作用。當(dāng)然了,獨(dú)立住宅,由于“屋頂”、“外墻”上的構(gòu)造層次多了、構(gòu)造組成復(fù)雜了,肯定的,房屋的造價(jià)因而也會(huì)有所增加。
下面,結(jié)合一些具體的圖例,對(duì)上面的所述內(nèi)容,加以解釋和說明,目的是幫助朋友們快速理解。
炎熱的夏季,人們?cè)谑彝膺M(jìn)行一些必要的活動(dòng),假若不采取一些防曬措施的話,有時(shí)候,可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“中暑”現(xiàn)象,所以,為了防止太陽對(duì)人體的直接暴曬,可以采取打遮陽傘的辦法;寒冷的冬天,人們?cè)谑彝膺M(jìn)行一些必要的活動(dòng),為了人體的保暖,往往也會(huì)穿著厚厚的棉衣來進(jìn)行必要的御寒。
本案例圖中,“遮熱”——遮擋熱量,可以對(duì)應(yīng)中文的“遮陽”;“斷熱”——阻斷熱量通過,可以對(duì)應(yīng)中文的“保溫/隔熱”
▲ 日本一種獨(dú)立住宅,“屋頂”、“外墻”,空間概念,示意圖例
從圖中可以看出,該案例中的日式木結(jié)構(gòu)獨(dú)立住宅,坡屋頂,室內(nèi)天花板的上部,攤鋪白色無機(jī)不燃型玻璃纖維保溫材料,外墻木結(jié)構(gòu)承重框架里面填充黃色無機(jī)不燃型玻璃纖維保溫材料,室內(nèi)天棚的底面以及外墻的里面,使用防火型石膏板進(jìn)行罩面。
夏天,在獨(dú)立住宅3大區(qū)域上(屋頂、外墻、基礎(chǔ)),制造空氣流通,可以有效降低室內(nèi)的空氣溫度,降低室內(nèi)空氣的潮濕程度。
獨(dú)立住宅,圍護(hù)表面的空氣持續(xù)流動(dòng),會(huì)將一部分容易滲透進(jìn)室內(nèi)的熱量和濕氣帶走。
就好比是,炎熱的夏季,人們?cè)谑彝饣顒?dòng),身上穿著一種“特制的衣服”——輕質(zhì)、高強(qiáng)度、熱反射、單方向透潮的雙層面料,空氣可以在布料夾層中間的空腔中流動(dòng),既排濕,又排汗。人體中釋放出的熱汽,可以透過雙層布料,散放到空氣中,但是,空氣中的熱汽,則不能透過雙層布料,滲透到人體上。
炎熱的夏季,室外空氣溫度30度,屋面溫度,高達(dá)65度,2種不同構(gòu)造的獨(dú)立住宅,室內(nèi)舒適程度對(duì)比示意圖。
采取特殊的設(shè)計(jì)處理,左圖,寒冷的冬天,屋面溫度為零下10度,室內(nèi)溫度為22度,內(nèi)外溫差為32度;右圖,炎熱的夏天,屋面溫度為70度,室內(nèi)溫度為27度,內(nèi)外溫差為43度。
獨(dú)立住宅,首先采取“高氣密、高斷熱”的比較夸張的“保溫隔熱”構(gòu)造處理,然后再在“屋頂”以及“外墻”上,設(shè)置“空氣流通層”和“熱反射層”,炎熱的夏季,室內(nèi)溫度就會(huì)比較低一些,同時(shí),還能夠節(jié)約能源。
圖中,2樓天棚位置以及外墻軀體中的淡綠色部分,指的是“保溫隔熱、密封圍護(hù)”材料。
圖片中所指的“棟換氣”,可以理解為“屋頂換氣工法”。
圖中,屋頂位置以及外墻軀體中的黃色部分,指的是“保溫隔熱、密封圍護(hù)”材料。
▲ 夏は涼しく(夏天涼爽)、冬は暖かい(冬天溫暖)、通気工法システム(通氣工法系統(tǒng)/空氣流通施工方法系統(tǒng))、棟換気システム(屋頂通風(fēng)換氣系統(tǒng))、窓はすベでペアガラス(雙層玻璃窗)
該日式木結(jié)構(gòu)獨(dú)立住宅,在“屋頂”、“外墻”、“基礎(chǔ)”3大區(qū)域,大量使用“現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡聚氨酯泡沫保溫材料”;在“屋頂”、“外墻”、“基礎(chǔ)”3大區(qū)域,設(shè)置“空氣流通層”、“單方向透潮、防水、熱反射層”;“外墻”上的窗戶為“雙層中空低輻射鍍膜玻璃斷熱橋窗框保溫窗戶”。
▲ 快適住宅、健康住宅、省エネ住宅、長(zhǎng)壽命住宅(舒適住宅、健康住宅、節(jié)能住宅、長(zhǎng)壽命住宅)、小屋裹通気(閣樓通風(fēng)換氣/空氣流通)、壁體內(nèi)通気(外墻軀體內(nèi)部的通風(fēng)換氣/空氣流通)
從圖中可以看出,山墻上安裝有“排氣扇”,夏天的時(shí)候,為了閣樓內(nèi)部的降溫,則需要開啟排氣扇,讓空氣流通,帶走室內(nèi)熱量;而冬天的時(shí)候,為了保暖,則需要關(guān)閉排氣扇,讓熱量駐留在閣樓內(nèi)部。
屋面表面溫度74.9度,保溫材料的上表面溫度30.9度。(原因是由于屋面構(gòu)造組成中,設(shè)置了“空氣流通層”的緣故)。
炎熱的夏季,天空中太陽的輻射熱,照射到獨(dú)立住宅的屋頂上,被屋面表面材料反射回空氣中一部分,另外,屋面表面材料,還吸收了大部分熱量,但是,這部分熱量,又被屋面下的空氣流通,帶走了很大一部分,僅有剩余的部分熱量,才透過屋面保溫層進(jìn)入了室內(nèi)。
日式木結(jié)構(gòu)獨(dú)立住宅,坡屋頂,屋脊位置,空氣流通構(gòu)造情況。
屋頂通風(fēng)換氣,在夏季和冬季,工作運(yùn)行情況,正好相反,因而需要使用“熱感知式形狀記憶合金”進(jìn)行空氣流通層隨季節(jié)變換“開啟”、“關(guān)閉”的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。
設(shè)置多層“空氣流通層”的日式獨(dú)立住宅,夏季時(shí)節(jié),運(yùn)作原理。
充分利用自然資源(太陽光和地?zé)幔?,從設(shè)計(jì)建造上,解決獨(dú)立住宅的“居住舒適、節(jié)約能源”的問題。
木結(jié)構(gòu)承重屋架框架的上面,首先,鋪設(shè)固定一層木材屋面板,然后,再鋪設(shè)一層具有防水隔潮、熱反射等多重作用的特制卷材,然后,再進(jìn)行屋面構(gòu)造的其它項(xiàng)目的后續(xù)施工。
目前施工階段,可以看到屋面上已經(jīng)鋪設(shè)的多功能卷材,以及屋脊位置安置的空氣流通的通風(fēng)換氣裝置。
可見鋁箔覆面的多功能屋面卷材的鋪設(shè)情況。
木結(jié)構(gòu)承重屋架框架的上面,首先,鋪設(shè)固定一層特厚的鋁箔覆面的硬質(zhì)泡沫保溫板,然后,再釘設(shè)一道木擱條,然后,再鋪設(shè)一層木材屋面板,然后,再進(jìn)行屋面構(gòu)造的其它項(xiàng)目的后續(xù)施工。
日式獨(dú)立住宅外墻構(gòu)造組成中的“空氣流通層”相關(guān)部分圖例。
日式獨(dú)立住宅“地下架空層基礎(chǔ)”中的“空氣流通”相關(guān)部分圖例。
其它形式的一些技術(shù)措施:
1、屋頂安裝太陽能排氣扇進(jìn)行房屋內(nèi)部夏季降溫
2、太陽能煙囪
“太陽能煙囪”—— 通常被稱為“熱煙囪”—— 是通過使用免費(fèi)太陽能增強(qiáng)熱空氣的對(duì)流,來提高建筑物自然通風(fēng)的一種方法?!疤柲軣焽琛?,簡(jiǎn)單描述就是,通過建造“太陽能垂直豎井”來增強(qiáng)自然通風(fēng)。
▲ Heat Exchange(熱交換)
炎熱的夏季,經(jīng)過太陽光照射后的“太陽能煙囪”的內(nèi)部,由于溫度的逐步升高,因而產(chǎn)生了“抽力”,吸入室內(nèi)溫度比較高一點(diǎn)的空氣,進(jìn)入到“太陽能煙囪”中,隨著“太陽能煙囪”中,熱空氣的上升,將這些熱熱空氣排放到住宅外部的大氣中,與此同時(shí),室內(nèi)產(chǎn)生了“負(fù)壓狀態(tài)”,因而就將溫度較低的地埋管道中的室外新鮮空氣,吸入到室內(nèi),同理,室外溫度較高一點(diǎn)的新鮮空氣,被吸入到地埋管道中,經(jīng)過一段地埋管道,與地表土壤,進(jìn)行熱交換,這些室外空氣的溫度,逐步降低一些,然后被抽入到室內(nèi)。
上述過程,持續(xù)循環(huán)進(jìn)行,即可保持室內(nèi)空氣的清新與涼爽,又可充分利用免費(fèi)的自然能源,達(dá)到了室內(nèi)居住舒適,又可節(jié)約能源的目的。
▲ wymiana ciepla(熱交換)
▲ Heat Exchange(熱交換)
華氏95度=5/9×(95-32)=5/9×58=35攝氏度
華氏55度=5/9×(55-32)=5/9×23=12.8攝氏度
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