综述:夯土结构热环境:热舒适性、热性能与气候策略的系统综述

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:ENERGY AND BUILDINGS 7.1

编辑推荐:

  本综述系统回顾了夯土(RE)结构在热舒适性(基于自适应模型)、热性能(U值、热惰性等)及气候响应策略(如相变材料PCM、被动式设计)方面的研究进展,指出材料改性(如复合结构、XPS保温层)和几何优化是提升其节能潜力与室内环境调控能力的关键,为发展气候特异性自适应舒适模型提供了重要依据。

  
夯土结构热环境:系统性回顾下的热舒适、性能与气候策略
在全球推动可持续建筑实践的背景下,夯土(Rammed Earth, RE)结构作为一种具有低隐含能量、良好热惰性和温度调节能力的节能替代方案,重新受到关注。本文旨在系统梳理夯土结构在热舒适性、热性能以及气候响应策略方面的研究进展,重点关注材料组成、构造方法和气候特异性策略所扮演的角色。
文献计量与主题分析
通过关键词共现分析发现,湿热研究和相变材料(PCM)的掺入是当前的关键焦点领域。研究指出,需要建立标准化的、适应特定气候区的模型,以优化跨气候和季节变异的热舒适性,尤其是在寒冷的高山气候条件下需加强研究。
夯土结构中的热舒适性
多数研究采用自适应舒适模型来评估夯土住宅的热舒适性,因为静态模型往往与实地舒适度调查结果不符。自适应模型表明,舒适期望受到近期室外温度、当地气候以及环境控制权限等因素的影响。研究显示,居住者对冬季较低温度和夏季较高温度表现出更高的耐受性。然而,仅靠夯土材料本身往往难以在没有主动或被动设计策略的情况下提供持续的舒适度。复合材料和结构适应性可以改善性能,但在季节温差极大的地区效果仍有限。
夯土的热性能
热性能评估涉及热传导率、热容量、U值(传热系数)、时间延迟和衰减因子等关键参数。研究表明,虽然典型稳定化夯土(SRE)占研究的53%,但复合材料和复合结构在季节性变化下表现出更优的热性能。通过材料改性(如添加XPS保温层)、几何优化(如墙体厚度、保温层位置)以及外部设备(如利用夜间通风)的运用,可以显著提升热性能。与足尺实验相比,热模拟是理解室内热环境的一种更有效且成本更低的选项。
夯土结构中采用的气候响应策略
气候响应策略主要通过操控与热舒适相关的建筑元素来实现,主要包括五大策略:被动式供暖、被动式冷却、采光调节、通风和湿度控制。这些策略通过修改建筑材料、建筑围护结构、开口和遮阳等元素来实施。其中,开口被视为最易调控的元素,可以灵活启闭或改变尺寸。在各类策略中,材料改性被最为广泛地用作夯土结构被动式供暖的气候响应策略。
热性能在提供夯土结构热舒适中的作用
热舒适模型主要基于自适应方法,反映出使用者对温度波动的适应性。尽管热性能已有所提升,但夯土本身常需配合主动或被动设计策略才能确保舒适度。绝缘材料能减少热损失,但也可能削弱其热质量优势。因此,开发气候特异性策略与气候特异性自适应舒适模型,应被纳入夯土热舒适标准化的范畴。
结论
本综述总结了通过材料和几何优化以改善夯土结构室内热环境的气候响应策略。研究强调了针对不同气候条件(如利用遮阳、夜间通风等措施)优化材料配置(如未稳定夯土URE、水泥稳定夯土CSE、添加XPS层)和几何配置(如厚度、保温层位置)的重要性。未来研究应致力于开发气候适应性的策略与模型,以充分释放夯土建筑在不同气候环境下的潜力。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号