全部
项目
活动
竞赛

节能材料:四种帮助建筑避暑降温的方式

节能材料:四种帮助建筑避暑降温的方式
Cn adtopic innovation banner

除了加大经济开销,占据全球十分之一能源消耗的空间制冷也给环境带来了糟糕的影响。仅2016年,它便造成了1045公吨的二氧化碳排放。根据国际能源署的估计,到2050年,制冷在全球总能源需求中的占比将攀升到37%。

Renzo Piano's California Academy of Sciences. Image © Tim Griffith A-cero's Concrete House II. Image © Luis H. Segovia Ambrosi I Etchegaray's Spa Querétaro is a contemporary example of a centralized water feature and courtyard. Image © Luis Gordoa Cooper Scaife Architects' Leura Lane, which features a reflective and lightly-colored skillion roof designed for summer shade. Image © John Wilson + 10

Chart depicting greenhouse gas emissions from cooling. Image Courtesy of the International Energy Agency
Chart depicting greenhouse gas emissions from cooling. Image Courtesy of the International Energy Agency
Predicted shares of electricity demand 2050. Image Courtesy of the International Energy Agency
Predicted shares of electricity demand 2050. Image Courtesy of the International Energy Agency

空调设备运作所依靠的氢氟烃(HFC)制冷剂对环境尤为有害。虽然氢氟烃只占温室气体排放量的1%,但它的破坏功力确是二氧化碳的数千倍。

HFC emission trends. Image Courtesy of the Climate and Clean Air Coalition
HFC emission trends. Image Courtesy of the Climate and Clean Air Coalition

在设计中使用可以自然冷却的材料可以减少对空调的需求,并以此减轻其对环境的影响。下面,我们总结了一些可以用于无动力制冷的材料和结构方案来帮助设计师高效节能地调节建筑的温度。

蓄热和隔热

石材,混凝土和泥土这些高密度材料都具有良好的隔热特性。这其中包括了良好的导热性(无动力冷却能力),热滞后(缓慢的热传递),低反射率(降低热再分配),以及高体积热容量(更高的储热能力)。当这些材料被大量使用的时候,它们的隔热能力就特别显著。很多独特的洞穴式房屋就很好的证明了这一点,比如说Kapsimalis建筑事务所在圣托里尼设计的夏季洞穴屋。其他的一些项目,如A-Cero的混凝土住宅则通过厚实的混凝土墙来获得相似的效果。

Kapsimalis Architects' Summer Cave House in Santorini is built into a cliff, allowing it to utilize natural cooling methods. Image © Vangelis Paterakis
Kapsimalis Architects' Summer Cave House in Santorini is built into a cliff, allowing it to utilize natural cooling methods. Image © Vangelis Paterakis

更传统的住宅可能不会使用体积如此庞大的材料,转而依赖有效的隔热材料。通常,材料的隔热能力通过热阻值R测得。R值越高就代表着材料拥有更有效的隔热能力。像是聚苯乙烯,聚氨酯泡沫和酚醛泡沫就是有着极高R值的隔热材料

A-cero's Concrete House II. Image © Luis H. Segovia
A-cero's Concrete House II. Image © Luis H. Segovia

自然材料

除了厚实的混凝土墙之外,A-Cero的混凝土住宅和许多有隔热观念的设计还采用了绿植屋顶和常青藤墙这样的自然元素。绿植屋顶不但美观,还有给屋顶遮阳,散热和降温的能力。比较值得关注的例子包括Renzo Piano设计的加州科学院CPG设计的南洋艺术学院,以及Enric Ruiz-Geli的生态别墅

Renzo Piano's California Academy of Sciences. Image © Tim Griffith
Renzo Piano's California Academy of Sciences. Image © Tim Griffith

同样地,根据气候在建筑物中加入水可以通过蒸发和空气流动来冷却住宅。罗马人就早有使用这种方法,Ta们经常在一个中央庭院水池周围建起自己的住宅。

Ambrosi I Etchegaray's Spa Querétaro is a contemporary example of a centralized water feature and courtyard. Image © Luis Gordoa
Ambrosi I Etchegaray's Spa Querétaro is a contemporary example of a centralized water feature and courtyard. Image © Luis Gordoa

窗户材料和置放

对于普通屋主和设计师而言,绿植屋顶和水资源可能预算过高,但为住宅窗户选择正确的玻璃不失为一个简单的无动力制冷方案。玻璃的太阳能得热系数(SHGC)越低,其传递的热量越少,建筑物也就更凉快。这之后的进阶方案是安装上外墙百叶窗,它可以防止阳光照射到窗户上,从而减少到达室内的热量或光线。甚至通过把窗户排直或把窗户放置在交互通风的位置也可以达到无动力制冷的效果。交互通风的著名例子就包括路易斯安那的“猎枪”住宅。这种住宅最大限度地减少了阻碍空气水平流通的内墙。

Diagram of how different window types interact with heat and light. Image Courtesy of the Efficient Windows Collaborative
Diagram of how different window types interact with heat and light. Image Courtesy of the Efficient Windows Collaborative

屋顶

最后,浅色反光屋顶是绿植屋顶之外的另一选择。它通过反射光线和减少热量吸收来有效地降低室内温度。这其中的例子包括使用薄板覆盖物,反光板瓦,或是反光涂料。虽然标准或暗色屋顶在高热下温度可以达到150华氏度,但在相同环境下,这类浅色反光屋顶的温度只是50华氏度。

Cooper Scaife Architects' Leura Lane, which features a reflective and lightly-colored skillion roof designed for summer shade. Image © John Wilson
Cooper Scaife Architects' Leura Lane, which features a reflective and lightly-colored skillion roof designed for summer shade. Image © John Wilson

高屋顶和穹顶也可以使吸收的热量上升而离开日常生活的区域。相似的,被遮盖住的门廊和遮阳篷可以令室内免受阳光和强光的侵入。总而言之,在创造有效的机械制冷替代品,并减少氢氟烃的使用以及有害温室气体的排放上,材料的选择和结构上的设计是相辅相成的。

翻译:黄瀚筠

关于这位作者
引用: Cao, Lilly. "节能材料:四种帮助建筑避暑降温的方式" [What Materials Keep Buildings Cool?] 31 8月 2019. ArchDaily. (Trans. Milly Mo) Accesed . <http://www.archdaily.cn/cn/924017/jie-neng-cai-liao-si-chong-bang-zhu-jian-zhu-bi-shu-jiang-wen-de-fang-shi>

您已开始关注第一个帐户了!

你知道吗?

您现在将根据您所关注的内容收到更新!个性化您的 stream 并开始关注您最喜欢的作者,办公室和用户.