寒冷气候下设计的挑战与机遇

by Bryan Tarantola

Life in the mountains, 或者在赤道以北的任何地方，受到北极雪和寒冷的影响, 能否对房屋的设计和建造提出非常苛刻的条件.

Aesthetics notwithstanding, 寒冷气候设计的特殊挑战也代表着创新和创造力的机会. 为高海拔地区的居民成功设计温暖舒适的住宅取决于设计中某些关键方面的解决程度. 下面的讨论试图确定这些关键方面, 并提供一些实际方面的指导以应对这样的环境, while beautiful and compelling, can be hostile and forbidding.

建筑应该与其环境相适应. 人们早就认识到，设计和施工必须对地震作出反应, wind loads and snow loads. 还考虑了土壤条件、霜深、太阳辐射和视野方向. However, 设计过程往往没有注意到温度的变化, rainfall, 以及室内外湿度差异之间的相互作用.

It is cold and dry in Wyoming; it can be cold and wet in Wisconsin. Building envelopes, and the mechanical systems within them, 是否应该针对其建造的特定区域进行设计. Research into readily available data from USDA, NOAA, 其他政府机构可以提供关于湿热(通过物质传递水分的测量)地区和降雨的基本信息. These considerations, in combination with interior climate, 设计开始的最低基础是什么.

房屋是相关和相互连接的系统和材料的组合. 这些系统的一个方面的变化可能对整个系统的性能产生深远的影响. Therefore, 设计师有必要了解材料的相互关系及其在寒冷国家极端天气条件下的性能，以确保最佳性能. 例如，混凝土基础墙在内部隔热时是冷的. 最好在外部隔热，保护混凝土不受热, moisture-laden interior air, or condensation might occur. 在使用聚氯乙烯防潮屏障时也应注意:水分会被困在不透水的屏障后面，增加霉菌形成的可能性.

在北美寒冷气候地区，年降水量从不足20英寸到超过60英寸不等. 当温暖的室内空气遇到建筑围护结构内的冷表面时形成的冷凝可能是引起主要关注的原因. Rain, 冰雪筑坝对建筑材料的完整性和整体构成了威胁. 在这种气候下，控制建筑物内部的湿度和气流对于设计和建造一个耐用的建筑至关重要, comfortable home.

家中的游离水分来源多种多样. 每当洗完一堆衣服或者有人洗澡的时候, warm moisture-laden air heads for the exits. 墙壁和天花板组件需要详细说明，以防止渗漏, avoiding frost formation inside cavities. Openings and penetrations in walls and ceilings, such as where vent stacks enter attic spaces, 应密封和闪蒸，以防止滤出. 在设计细节阶段和施工阶段的细心和谨慎将避免以后的许多问题.

在寒冷的国家，屋顶设计经常是有问题的. 陡峭的高山式屋顶可以防止大量的积雪堆积在屋顶上, 但这也意味着雪在建筑物附近或建筑物对面堆积如山, 使行人交通复杂化，并可能在地基或地基附近造成排水和潮湿问题. 低坡度屋顶上厚雪的隔热性能是众所周知的. 如此有效的是一层厚厚的积雪，它可以留住热量和水分，在屋檐和屋顶的山谷中造成冰坝问题.

阁楼空间的适当通风和良好的屋顶设计大大减轻了冻融循环的潜在危害. 通风口空间与整个屋顶空间的1:300的标准比例应被认为是详细设计的最低要求. 在屋顶上使用凸起的后跟桁架可以增加隔热深度和额外的通风，以确保多余的热量排出到外部. In some instances, power venting, 由恒温器或高压控制调节, 是一个合法的选择，以保持屋顶组件正常运作.

在设计和建造房屋时，成本通常是一个考虑因素. 使用价值工程来权衡各种可用的湿度控制方案，使设计专业人员和业主能够做出最具成本效益的明智选择. With careful planning and design, 业主将有一个更好，更舒适的房子，将表现更好，更持久.