图片来源:Alex Wilson
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在过去的一个半月里，我的博客一直在关注弹性设计——在这个气候变化的时代，这将变得更加重要。在房屋中实现弹性不仅包括通过大量的绝缘和一些被动式太阳能获得在冬季保持舒适(我已经在文章中讨论过)前两篇博客)，还包括在夏季停电和空调系统停止工作时，防止它们变得太热。本周，尽管天气寒冷，但我们将探讨避免冷却负荷的策略和自然通风。
朝向和建筑几何
对于新房子，我们可以相对容易地控制方向和几何形状，以尽量减少不必要的太阳能增益。
房屋的最佳朝向是东西走向的长轴，这样较长的墙壁面向南北。这样，当我们需要热量时，房子就能从阳光中受益，但当我们不想要热量时，就把它挡在外面。
太阳总是从东方升起，在西方落下，但在夏天，它在天空中升得更高。由于有更多朝南的窗户，在夏天太阳高悬时，大部分阳光会从玻璃上掠过，而在冬天，由于阳光角度较低，大部分阳光会透过窗户，提供被动式太阳能加热(请看上周的博客）.
与此同时，相对于夏季过热，东西方向的窗户更少是有道理的。在夏天，一平方英尺朝东或朝西的窗户照射进来的阳光比朝南或朝北的窗户照射进来的阳光要多得多，所以限制朝东和朝西的窗户有助于防止过热。
窗口选择
窗户上的玻璃类型对有多少阳光透过窗户有很大的影响。这就是为什么在隔热良好的建筑中，根据朝向“调整”窗户几乎总是有意义的。我的意思是，在南面使用玻璃(玻璃)，可以吸收大量的阳光，而在东面和西面使用玻璃，可以吸收较少的阳光。我们把这个性质称为太阳热增益系数(SHGC);它是通过玻璃传递的总太阳能的一部分(假设阳光以正常(垂直)角度照射玻璃)。
一个好的经验法则是选择SHGC值为0.6或更高的朝南窗户(三层玻璃窗为0.5或更高)，以及SHGC值为0.3或更低的朝东和朝西窗户。
SHGC值为0.6的窗户将比SHGC值为0.3的窗户传输两倍的太阳能。最近玻璃技术进步的美妙之处在于，我们现在可以拥有相当大的窗户面积(以提供视野和自然采光)，而几乎没有像二三十年前那样的能源损失(包括热量损失和不必要的太阳能收益)。
为窗户遮阳，避免阳光直射
在南面，我们也可以使用简单的悬垂物或遮阳篷来阻挡几乎所有的阳光直射。在东方和西方，不同的遮阳策略是更好的，因为太阳在天空中较低。对于这些窗户，外部遮阳屏或卷帘非常有效。也可以种植高大的一年生植物，如蜀葵或藤蔓植物，如铁线莲、牵牛花和葡萄。
南方的设计师和建筑商很久以前就学会了遮阳窗的原理。在炎热气候下的传统建筑通常包括环绕式门廊，以防止阳光直射，同时提供舒适的室外生活空间。(弹性设计的一部分是看看我们的祖父母或曾祖父母是如何建造的，并回到其中一些乡土建筑它非常适应当地的气候。)
反光的屋顶和墙壁
浅色的屋顶和墙壁反射而不是吸收大部分照射到它们的阳光。由于没有那么多的热量，更少的热量传递到内部。由于屋顶和墙壁的绝缘水平很高(见下文)，对反光外表面的需求就不那么重要了，但这种策略仍然可以发挥作用。
绝缘等级高，结构严密
就像节能建筑围护结构可以减少热量一样损失在冬天，它还能减少不必要的热量获得在夏天-因此有助于控制冷却负荷和保持舒适。
如果我们遵循几周前提出的关于弹性房屋隔热水平的建议，那么在夏天，只要在最热的日子里关上窗户，多余的热量就会得到非常有效的控制。
自然通风
最后，我们可以实现弹性住宅，即使停电，空调无法通过自然通风工作，也不会变得太热。这一策略在晚上尤其有效，因为晚上室外比室内凉爽。
带屏幕的简单可操作窗口提供了这里的主要策略，但我们可以更进一步。在炎热、阳光充足的气候条件下，比如西南部，人们可以建造太阳能烟囱，利用上升的温暖空气的自然浮力将外界较冷的空气吸入——有时是通过埋在地下的入口管(土管)。高墙上的可操作窗户或天窗也可以作为太阳能烟囱。
所有这些自然冷却策略可以在停电的夏天保持房子的安全和合理的舒适。在正常情况下，这些措施将大大减少空调的运行时间，同时保持房子更舒适。
Alex是BuildingGreen公司。和执行主编环保建筑资讯．要跟上他最新的文章和思考，你可以注册他的推特账号．
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10评论
湿度
有句老话说:“不是热的问题，而是湿度的问题。”这句老话在很大程度上是准确的。
这里(东南)夜间气温可降至65-75度…很适合夜间降温，除了湿度令人窒息。不幸的是，正如你所指出的，虽然老前辈们对阴影做了他们所能做的，亚历克斯，他们对湿度没有太多意见……我们现在通过空调来处理。
使用除湿机几乎和使用空调一样浪费。
有没有任何工作已经完成，产生了有用的策略，减少湿度而不使用空调?
到了五月，我要去找一些“干燥的阴凉处”。
反射屋顶问题
我住在6a区，我们的暖气天数比冷气天数多。有吸热功能的屋顶不是更适合我的气候吗?当我和我认识的其他建筑师交谈时，我也提出了这个问题。在这个问题上，我们谁也没有更好的把握。还有像R60这样的超级隔热屋顶屋顶的反射率真的有那么大的影响吗?
通风板
在自然通风方面，我注意到你没有提到可操作的通风板。任何理由吗?根据我的计算，我的窗户的绝缘温度约为R-26，这比典型的平开窗要好一些。
Mike Eliason:
http://bruteforcecollaborative.com/wordpress/2011/02/28/vent-panels-the-new-window/
用压缩机降低湿度
JoeW,
我听说过一种新兴的技术，使用盐来除湿进入的通风空气。我还没有进一步了解，但我是在2009年明尼苏达大学参加太阳能十项全能的背景下听说的。
通风板
明尼苏达州。灾难,
谢谢你的链接。我见过用遮阳篷窗户作为通风板，用隔热板代替玻璃。硬件和防水条已经到位，装饰和尺寸与窗户匹配。关上后，它看起来和其他窗户一样。
这些文章和评论中有太多没有提到地区差异。
在科罗拉多州的Front Range，你所要做的就是正确地放置窗户，并在白天/晚上的正确时间打开和关闭它们，非常低的技术。没有空调，没有盐来除湿进入的空气，只有良好的交叉风!
地区差异及湿度
正如评论者所指出的那样，在适当的自然冷却策略上存在着显著的地区差异。在白天气温波动较大的低湿度山区气候中可行的方法，在更潮湿的东南部气候中可能行不通，因为那里的夜间温度没有那么低。这是千真万确的事实，但我们往往未能充分关注被动式太阳能和自然冷却策略的区域差异。
然而，请注意，本系列博客的重点是弹性——如何在停电的紧急情况下建造能够提供合理舒适和安全条件的房屋。我的感觉是，在这个时候，我们对舒适的标准会变得更宽。如果我们在乔治亚州依靠自然通风，我们通常可能无法接受高湿度，但如果亚特兰大断电三周，我们将接受在这段时间内高于正常湿度的情况。即使我们在东南部通常不使用夜间通风，在紧急情况下，这也是一种可行的备用策略。
除湿板
我曾经问过一位非常著名的(寒冷气候)建筑科学家，他对炎热/混合气候下的建筑有什么建议....
他的回答让人有点惊讶:“适合炎热/混合气候的建筑?”这是个好主意。极端的答案是，我们必须为空调的终结而设计。空调不可能永远存在。所以我的问题是如何在没有电网供电的情况下实现夏季舒适。这很大程度上取决于如何做粉底。从理论上讲，粉底可以除湿，这很好。”
所以…我很好奇，请他详细介绍一下怎么用粉底除湿:
“它只适用于那些地基周围的土壤受到长期保护、不受雨水侵蚀的建筑。弄清楚这一点，剩下的就很简单了。”
一个谜……我放弃…请告诉我更多……
“除湿板很简单。排水良好的土壤中的土壤气体，离土壤表面几英尺远，通常在井水温度处有露点。如果平板是透气性的(没有聚，泡沫只有在边缘)，那么很容易得到蒸汽运输通过平板。如果平板是冷的，它就更有渗透性，也是更好的水分导体。”
嗯…我感觉到他太忙了，没有时间无休止地提问。所以我就不管它了
…但他不成熟的想法仍然引起了我的兴趣
潮湿气候问题
亚历克斯:“即使我们在东南部通常不使用夜间通风，但在紧急情况下，这是一种可行的备用策略。”
优秀的点。即使在东南地区，完全依靠密封盒子里的空调显然也不是一个有弹性的策略，一个具有良好自然通风能力的混合/潮湿家庭也可以在平季充分利用它，因为白天的温度可能很高，但湿度通常很低。
说到这里，我想提醒大家注意一种流行但错误的做法，即在晚上使用通风冷却(通常是整个房子的风扇)，然后在下午关闭房子，使用空调。在一个严密绝缘的房子里，因为对进入的空气进行除湿比冷却消耗更多的能量，在盛夏，最好是连续使用空调(每天一次)或根本不使用。
我想要为Alex在OP中的这句话欢呼:
这一点怎么强调都不为过。他们是伟大的低能耗建造者——他们必须如此。
减湿板
说这个想法不成熟是过分慷慨了。
虽然人类状况的任何方面都不能指望“永远”存在，但具有成本效益的光伏技术的出现实际上给了我们合理的希望，能够长期可持续地为我们日益高效的空调系统供电。
一般来说，自然房屋冷却
这篇文章让我想起了上世纪90年代我父母在中国东北的房子，当时大多数公寓楼都依靠自然冷却(没有空调)。由于墙体材料主要是混凝土，室内在夏天自然凉爽，而在炎热潮湿的白天则相反。本文中关于窗户方向和反射屋顶的想法是自然冷却系统必须考虑的主要因素。我建议，不仅是在停电的情况下，而且当人们生活在干燥和温暖的气候地区时，他们可以通过消除不必要的房屋冷却或加热系统来节省能源。但对于一些炎热潮湿或一年中大部分时间都很冷的地区来说，尽管有些人可能会考虑它，但它并不是真的有用。
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