Защищенное от земли здание

Земляное укрытие — это использование земли у стен здания для создания внешней тепловой массы, уменьшения потерь тепла и легкого поддержания постоянной температуры воздуха в помещении. Это может уменьшить абсолютное количество тепла, необходимого зданию.

Определение

• «Здание можно назвать защищенным от земли, если с его внешней оболочкой контактирует термически значимое количество почвы или субстрата». ^[1]
• «Конструкции, построенные с использованием земляной массы, прижатой к стенам здания, в качестве внешней тепловой массы, что снижает потери тепла и поддерживает постоянную температуру воздуха в помещении в течение всего сезона». ^[2]

Введение

Около 50% тепла Солнца поглощается поверхностью. ^[3] Следовательно, температура в верхних слоях земли меняется в зависимости от цикла дня и ночи и, в меньшей степени, от погоды (например, при ярком солнце поверхность получает больше тепла, тогда как при очень облачной погоде меньше энергии достигает поверхности). ). Смена времен года оказывает наибольшее влияние на температуру в поверхностных слоях земли. Колебания температуры воздуха у поверхности могут быть быстрыми (например, заход солнца или ливень). Однако Земле требуется время, чтобы впитать тепло и отдать его (Земля подобна тепловой массе ). ^[4] Хотя самые поверхностные слои почвы содержат так много корней растений и воздушных пространств, они действуют скорее как изоляция. ^[4] Но за пределами этого слоя почва становится твердой, уплотненной и плотной. ^[4] Утверждается, что почва имеет значение R примерно 0,65-R на сантиметр (0,08-R на 1 дюйм), ^[5] или 0,25-R на 1 дюйм. ^[4] Изменения значения R почвы также во многом зависят от уровня влажности почвы: значения R снижаются по мере увеличения уровня влажности. ^[5] Чем глубже вы погружаетесь, тем медленнее и притупленнее становится реакция на изменения температуры приземного воздуха. На определенной глубине температура в земле постоянна круглый год. Сезонные колебания температуры проникают на такую ​​большую глубину земли, что они выравниваются, и это примерно соответствует средней годовой температуре приземного воздуха зимой и летом. ^{[3] [5]}

Некоторые оценивают глубину этой глубокой постоянной температуры земли в 6 метров, ^[5] и другие в 15 метров. ^[3] Кроме того, эта температура будет различаться в зависимости от географического положения. Например, 7 градусов по Цельсию в Монтане, США. ^[5] Постоянная глубинная температура в различных частях Великобритании может составлять от 8 до 11° C. ^[3] Другие источники предполагают, что постоянная глубинная температура (которая описывается с помощью поправочного коэффициента амплитуды, амплитуды относятся к колебания температуры почвы между зимой и летом) также варьируется в зависимости от уровня влажности почвы (4,25 м, 5,5 м и 6,7 м для сухой, средней и влажной почвы соответственно). ^[6]

Ниже этого значения температура Земли постепенно увеличивается примерно на 2,6 градуса Цельсия на каждые 100 метров, поскольку тепло также поднимается из недр Земли. ^[3]

Типы

Существует 2 основных типа земляных построек (см. также схему). Земляные бермы — это когда дом построен близко к первоначальному уровню, а земля насыпана по бокам дома. ^[7] Поверх конструкции можно уложить тонкий слой земли, чтобы сформировать живую крышу . ^[7] Когда пассивная солнечная конструкция применяется к планировке подземного дома, сторона конструкции, обращенная к экватору, остается без бермов, чтобы обеспечить сбор солнечной радиации. Подземный дом с камерами — это дом, в котором весь дом находится ниже первоначальной отметки, и этот тип встречается реже. ^[7] Земля, окружающая дом, обеспечивает 90–95% преимущества тепловой энергии дома, расположенного ниже уровня земли. ^[4] Дома с земляными бермами также требуют меньше земляных работ, а их крыша должна выдерживать меньшую нагрузку, а это означает, что они, как правило, будут дешевле и проще в проектировании и строительстве.

Земляные укрытия обычно одноэтажные, ^[4] возможно, потому, что конструкции уже приходится выдерживать вес земли над ней, и добавление дополнительного этажа требует чрезмерно дорогих несущих элементов. Тем не менее, некоторые двухэтажные земляные убежища были построены, иногда из-за крутого склона холма, поэтому эта форма хорошо работает. ^[4]

Земные корабли

С земных кораблей

Земные корабли — это тип защищенного от земли пассивного солнечного дома , предназначенного для автономной работы . Земные корабли изготавливаются с использованием шин, наполненных землей, или мешков с песком.

Шины (если они используются) изготавливаются путем утрамбовки их землей, превращая их в пригодные для использования «кирпичи». Это простой и доступный метод строительства, позволяющий получить стены с большой несущей способностью. Шины на земном корабле обычно изготавливаются на месте, потому что при правильном изготовлении они весят до 300 фунтов, и их может быть очень трудно переместить.

Преимущества и недостатки

Земляное укрытие может увеличить тепловую массу здания. Однако в умеренном и арктическом климате мы должны обязательно добавить изоляционный слой. Толщина зависит от глубины залегания почвы (см. Пассивный солнечный дом ). Если в этих местах не положить изоляционный слой, тепло будет просачиваться в почву в то время года, когда земля остывает.

Поскольку большая часть тепла имеет тенденцию утекать через крышу (а также через трещины, см. «Пассивный солнечный дом»), а не через боковые стены, лучше всего покрыть крышу почвой, чтобы достичь максимальной эффективности. Однако у многих людей это может вызвать клаустрофобный эффект. В этих случаях покрытие стен высотой всего до 1,6-1,8 м позволяет установить окно, чтобы (вставая) устранить этот клаустрофобный эффект. Помимо этого метода, можно также полностью покрыть стены, но сделать стеклянную плоскую крышу.

Живая изгородь из растений , которые не только густо заросли, но и колючи, могут закрыть доступ к пространству позади растений. См. «Комплексная борьба с вредителями» и «Защита урожая по периметру».

Факторы, которые следует учитывать

• Затраты и энергозатраты на строительство земляных зданий по сравнению с традиционными зданиями. Для удаления земли требуется больше усилий, но усилия экономятся за счет отсутствия необходимости придавать привлекательную отделку поверхностям, покрытым землей.
• Другая форма и визуальное воздействие - например, здания, защищенные землей, могут оказывать меньшее воздействие, быть менее традиционными по внешнему виду и создавать меньше тени (таким образом, обеспечивая больше солнца и места для роста растений - см. Городское сельское хозяйство ).
• Земля может обеспечивать температурную буферность и/или изоляцию.
• Здания, расположенные ниже, гораздо более уязвимы к наводнениям , что важно, если существует какой-либо значительный риск наводнений (рассмотрите даже теоретические наводнения, случаются 1 раз в 1000 лет, отметив, что фактические риски могут быть выше теоретических рисков, если не учитывать фактор риска).

Температурная буферизация

Преимущество земляного укрытия заключается в том, что оно обеспечивает умеренный температурный буфер между домом и окружающей средой. Это точно?

Это правда, что температура земли часто более умеренная, чем температура воздуха - например, 10 градусов по Цельсию (50 градусов по Фаренгейту), когда температура воздуха -25 градусов по Цельсию (-10 градусов по Фаренгейту). Однако теплоотдача ^W является функцией не только разности температур, но и теплопроводности среды.

Вопрос: В диапазоне температур, которым подвергается дом в данном климате (скажем, в холодном, умеренном или тропическом климате), какова разница в тепловом потоке между стеной, открытой для воздуха, и стеной, открытой для земли? Это можно выразить формулой и отобразить в виде графиков. ^{[ необходимо расширение ]} Конечно, ожидается, что это будет зависеть от типа почвы и содержания воды.

Рекомендации

Смотрите также

• Эко-здание Вофати
• Земной корабль
• Автономные дома и кварталы

Внешние ссылки

• Статья о Вофати и земляной берме на richsoil.com
• ^W (статья «Земляное укрытие» в Википедии)
• Эффективные защищенные от земли дома на Energy.gov
• Архитектурное использование подземного пространства: проблемы и приложения, Kenneth B. Labs
• [2]
• [3] Архив статей «Новостей Матери-Земли» о домах, защищенных Землей.

Данные страницы

Ключевые слова	строительство и материалы , строительство , материалы , тепло , отопление , охлаждение , изоляция , теплоизоляция , энергоэффективность
ЦУР	SDG07 Доступная и чистая энергия
Авторы	Умирающий , КВДП
Лицензия	CC-BY-SA-3.0
Язык	английский (англ.)
Связанный	0 подстраниц , 5 страниц по ссылке здесь
Псевдонимы	Земляное убежище
Влияние	1552 просмотра страниц
Созданный	8 октября 2012 г. , автор: КВДП
Модифицированный	1 июня 2024 г. , Кэти Нативи
Цитировать как	Умирающий , КВДП (2012–2024). «Земляное здание» . Аппропедия . Проверено 1 июня 2024 г.
API-запросы	базовый , семантический , HTML , файлы и многое другое