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当在炎热的气候中设计房屋时，请确保您正在寻找合适的负荷。如果这有点基础，我向读者们道歉，但这是我最近被问到在炎热的家里常犯的错误时首先想到的事情之一。因此，了解外部载荷以及我们的设计如何解释它们可能是有用的。
ΔT越低= r值要求越低
我们都看过建筑规范表，并且已经看到绝缘的规定r值在温暖气候下较低，在寒冷气候下较高。例如，以下是现行《国际住宅规范》(2018年)中木结构墙组件的规定r值:
- 在气候区1和气候区2，空腔保温的最小r值为R-13。
- 在气候带3、4、5和海洋区4，对空腔保温的最低要求是R-20，或R-13空腔保温加R-5连续保温。
- 在6、7、8气候区，最低要求为R-20空腔保温+ R-5连续保温或R-13空腔保温+ R-10连续保温。
当然，不同气候区的不同要求取决于每个地区的室内外温差(T或ΔT)。在建筑物中，隔热减缓了热量从墙(或板、地板或屋顶)的一边到另一边的传递。如果温差更小，绝缘做的“功更少”，因此效果更差。
我们用一些数字来表示。
我们将选择凤凰城——美国人口众多的热门景点之一。凤凰城的ASHRAE设计温度为110华氏度，拉斯维加斯为108华氏度。(是的，这是干热，但我的烤箱也是干热。)不管怎样，ΔT的设计温度是35华氏度(110 - 75)，这是我们为美国国内设计的最热的地方之一。
同样的ΔT作为冬季设计温度会是什么样子?
室内70°F - 35°F =室外冬季设计条件为35°F。
这是一个“零”的冬季设计温度——你在佛罗里达看到的那种设计温度。
总结:我不会说隔热在炎热的气候中不重要，但也许隔热在寒冷的气候中没有那么重要，或者类似的。
为什么窗户更重要?
那么我们担心的负荷是什么呢?是的，你知道的——窗户和屋顶。
John Straube对窗户和墙做了一个很好的分析他的一个很容易理解的专著是高玻璃幕墙是否环保?约翰比较了窗户和墙壁作为热流的环境分离器的表现。首先，对于传导(u因子)，将U-0.33的典型良好住宅窗户与R-20(真实r值，而不是标称r值)的相对高性能墙壁进行比较。作为参考，平均2×6柱墙为~R-12，典型的木结构。所以这是墙壁和窗户之间热流差的6到7倍。
Q项C意思是“由于传导产生的热流”。
比较通过这些组件的太阳能增益有多少也很重要。不透明墙的太阳增益系数约为0.015。因此，对于SHGC = 0.60的窗口，在明亮的阳光下，性能会差42倍(更大的热流)。如果我们使用低太阳热增益和非常好的(R-8)玻璃，我们可以将性能降低到只有10倍。
Q项年代意思是"由于太阳获得的热流"
同样有趣的是，太阳直射时，通过不透明墙壁的太阳增益(Q年代= 3.5 Btu/sf·hr)大于通过60度的R-20壁的传导ΔT (QC= 3 Btu /科幻·人力资源)。
所以很明显，在炎热、阳光充足的气候里，窗户真的很重要。当然，世界各地的人们都在设计同样的玻璃盒子式高楼。啊嗯…
另一件与热负荷有关的事情是屋顶，即朝向天空(通常是太阳)的巨大封闭区域。它们通常是深色的，以最大限度地吸收太阳能。
这个问题我下次再讨论。
-Kohta Ueno是建筑科学公司。
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10评论
值得一提的是，窗户对负荷变化的影响以及这对暖通空调设计的影响。例如，大量的上午负荷在东侧，下午负荷在西侧——将需要分区以使其舒适。
及时的文章，谢谢。不幸的是，通常情况下，当设计面向西方的住宅时，特别是在西南地区，人们可以通过门廊、天篷、棚架等来减少热量和太阳能的吸收，客户仍然希望20英尺× 15英尺的窗户面向西方。一种选择是将窗口上的r值增加到最大值。即使价格上涨，也可能使用三层玻璃或不同的低e涂层。你有其他的解决办法吗?
“红旋钮范围”的效果没有区别，我想要它，无论如何……天哪，天哪，天哪!
嘿,阿曼德!是的，我也有类似的问题，有些人想要最大化令人难以置信的景色，结果在零下10华氏度的设计温度下，巨大的玻璃墙朝北。啊。
外部遮阳绝对胜过内部遮阳——一旦太阳热量穿过玻璃，大部分热量就会被“卡”在里面。在Straube在他的教科书中展示的例子中，良好的外部遮阳可能会吸收15%的太阳能，而内部遮阳则为55%。
悬挑遮阳在南侧很好，但在西侧就变得更具挑战性了——你的悬挑要么长得滑稽可笑，要么在下午的某个点上什么也没做。外部格架或其他垂直遮阳可以更好地解决这个问题。但这破坏了观点……啊。
但总的来说，我没有什么灵丹妙药——减少太阳热量的增加，尽可能地遮阳。：/
谢谢Kohta。“我也有类似的问题，有些人想要最大化令人难以置信的景色，结果在零下10华氏度的设计温度下，巨大的玻璃墙朝北。”有趣的评论，因为我不设计那边的房子，我从来没有想过这个。
寒冷的天气(温度、空气、风等)对房屋内部的影响与炎热的天气相同吗?一个比另一个更重要?
在寒冷的气候下，大型玻璃区域的最大问题是舒适性(由于辐射不适和下沉气流)和冷凝风险。Efficient Windows Collaborative已经对这些特性做了很好的解释:
https://www.efficientwindows.org/comfort.php
https://www.efficientwindows.org/condensation.php
此外，Payette的人们做了一个关于热舒适和玻璃的在线计算器:
https://www.payette.com/glazing-and-winter-comfort-tool/
良好的阅读。令人沮丧的是，每次我读到关于凝结的文章，总是关于冬天和寒冷的气候，好像在南方的气候中，夏天的凝结从来没有发生过。
反冷凝，夏季空调设置太低，气候潮湿，设备尺寸过大，循环时间短，这是灾难的原因，很多人都在谈论这一点。
我认为建筑科学家需要更多地在南方度过他们的夏天。
这是我在设计我现在在凤凰城建造的房子时的一个大问题，因为有很多自然光是一个很大的要求。
北面有40%的玻璃，但朝北(在一个巨大的天井下面)，它永远不会经历任何SHG。东边的那面根本没有玻璃。南立面有一扇窗户，在冬季中期可以有一点阳光直射，但在夏季则完全没有(非常大的屋檐)。
唯一的不确定因素是西立面的大天井门。那边有一个10英尺宽的天井，但太阳仍然会在下午3点左右从门里射进来，到下午5点会100%透进来。我的目标是通过在庭院外面的板条遮阳结构来缓解这种情况……但这还没有完成，所以我不知道它是否会工作。
顺便说一句，我通过BEOpt运行了所有的东西，看看在我的环境中有很多玻璃(窗户+许多门)会有什么样的效果。结果与我预期的相差甚远，尤其是当玻璃被大面积遮蔽时(尽管是西门)。
如果预算允许，电动户外遮阳伞效果很好。我们做了一些。
在天井的另一边架起带有落叶藤蔓的棚架会很好。夏天挡住阳光，冬天让阳光照进来。当然，如果有问题的话，它们也会挡住视野。
我住在新奥尔良的第二区，我的(旧)房子只有三扇窗户，朝北是一个公园，但令人费解的是，它有八扇窗户朝南，面对着热带的阳光和邻居的墙壁和屋顶。和他们应该做的完全相反。悬挑也太短了。
下周我要给大部分朝南的窗户装上百慕达百叶窗。他们有宽间距的百叶，所以我会保留大部分的景色——尽管它是这样的——并阻挡大部分的阳光，并从木窗转移大量的雨水。主要的散热问题是朝南的单窗格法式门，但我们去年解决了这个问题，在售后加了一块3M太阳能薄膜(我想是Prestige 40)。今年夏天，太阳能薄膜确实使朝南的房间舒服多了。
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