掩体建筑
土石方是利用土石方作为建筑物墙壁的外部热质量，以减少热量损失，并轻松保持稳定的室内空气温度。这可以减少建筑物所需的绝对热量。
定义
- “当建筑物的外部围护结构与大量热力充足的土壤或基质接触时，该建筑物即可被描述为地下掩蔽建筑。” [1]
- “利用土体作为外部热质量建造的建筑结构，可以减少热量损失并在整个季节保持稳定的室内空气温度。” [2]
介绍
大约 50% 的太阳热量被地表吸收。[3]因此，地球表层的温度变化取决于昼夜循环和较小程度的天气（例如，在阳光充足的情况下，地表接收的热量较多，而在多云的情况下，到达地表的能量较少）。季节的流逝对地球表层的温度影响最大。地表气温波动可能很快（例如，日落或暴雨）。然而，地球需要时间来吸收和释放热量（地球就像热质量）。[4]虽然最表层的土壤拥有如此多的植物根系和气隙，但它的作用更像是隔热层。[4]但在这一层之后，底土坚硬、压实且密实。[4]据称土壤的R 值约为每厘米 0.65 R（每 1 英寸 0.08 R），[5]或每 1 英寸 0.25 R。[4]土壤 R 值的变化也很大程度上取决于土壤湿度水平，湿度水平越高，R 值越低。[5]越深入地下，对地表气温变化的响应就越慢、越迟钝。在某个深度，地球的温度全年都是恒定的。季节性温度波动渗透到地球的深度如此之深，以至于它们趋于平衡，这大致相当于冬季和夏季的年平均地表气温。[3] [5]
一些人认为深层地球恒温的深度为 6 米[5] ，而另一些人认为是 15 米[3] 。此外，该温度还会根据地理位置而有所不同。例如，美国蒙大拿州的温度为 7 摄氏度[5] 。英国不同地区的深层地球恒温可能在 8 到 11°C 之间[3]。另一来源表明，深层地球恒温（以振幅校正因子来描述，振幅指的是冬季和夏季之间土壤温度的波动）也因土壤湿度水平而异（干燥、平均和潮湿土壤分别为 4.25 米、5.5 米和 6.7 米）。[6]
在此之下，地球温度每上升 100 米就会升高约 2.6 摄氏度，因为地球内部也有热量上升。[3]
类型
地下掩体建筑主要有两种类型（见图表）。土堤建筑是指房屋建在接近原有坡度的地方，并在房屋两侧堆土。[7]可以在结构顶部铺一层薄土，形成一个活屋顶。[7]当被动式太阳能设计应用于地下住宅的布局时，面向赤道的结构一侧不加堤坝，以便收集太阳辐射。有室的地下住宅是指整个房屋位于原有坡度以下，这种类型比较罕见。[7]土堤住宅可提供完全低于地面的住宅 90% 到 95% 的热能优势。[4]土堤住宅需要的挖掘更少，屋顶承受的荷载也更少，这意味着它们的设计和建造往往更便宜、更容易。
土制避难所通常都是单层的，[4]或许是因为这种结构本身就需要承受上方泥土的重量，因此再增加一层就需要非常昂贵的承重构件。不过，也有一些土制避难所是两层的，有时是因为山坡陡峭，这种形式很适合。[4]
地球飞船
优点和缺点
土壤掩蔽可以增加建筑物的热质量。然而，在温带和北极气候中，我们必须确保添加绝缘层。绝缘层的厚度取决于土壤的深度（参见被动式太阳能房屋）。如果这些区域没有绝缘层，当一年中地球冷却时，热量就会泄漏到土壤中。
由于大多数热量往往通过屋顶（以及裂缝，参见被动式太阳能房屋）而不是侧墙泄漏，因此最好用土壤覆盖屋顶，以实现最大效率。然而，对许多人来说，这可能会产生幽闭恐惧症。在这些情况下，覆盖墙壁最多 1.6-1.8 米，可以安装一扇窗户，这样（站立时）就可以消除这种幽闭恐惧症。除了这种方法之外，还可以完全覆盖墙壁，但采用玻璃平屋顶。
由植物构成的树篱不仅植被茂密，而且多刺，会阻碍植物后面的空间通行。请参阅综合害虫管理和周边作物保护。
需要考虑的因素
- 与传统建筑相比，建造土质建筑的费用和能源成本更高。清除泥土需要付出更多努力，但无需对被泥土覆盖的表面进行美观的装饰，从而节省了精力。
- 不同的形式和视觉影响 - 例如，地下建筑可能影响较小，外观不太传统，产生的阴凉较少（从而为植物提供更多的阳光和生长空间 - 参见城市农业）。
- 地球可以提供温度缓冲和/或绝缘。
- 较低的建筑更容易受到洪水的侵袭——如果存在任何重大的洪水风险，这一点很重要（考虑理论上千年一遇的洪水，注意如果忽视风险因素，实际风险可能高于理论风险）。
温度缓冲
据称，土石方的好处是，它能在房屋和周围环境之间提供一个适度的温度缓冲。这是真的吗？
确实，地球温度通常比空气温度更温和 - 例如，当空气温度为 -25 摄氏度 (-10 华氏度) 时，地球温度为 10 摄氏度 (50 华氏度)。然而，热传递W不仅是温差的函数，也是介质热导率的函数。
问题：在给定气候（例如寒冷、温带或热带气候）下，房屋所经历的温度范围内，暴露在空气中的墙壁和暴露在土壤中的墙壁之间的热通量有何差异？这可以用公式来表示，并用图表描绘。[需要扩展]当然，这会因土壤类型和水分含量而异。
参考
- ↑ Lowimpact.org 上的地球庇护房屋页面
- ↑ AJ Anselm (2012)。地球庇护所；地球庇护所房屋节能性能综述，（章节：节能，AZ Ahmed，IntechOpen，DOI：10.5772/51873）
- ↑跳至：3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 英国地质调查局（BGS）网站[1]
- ↑跳至：4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 地下住宅：如何建造经济实惠的地下住宅。R Roy。新社会出版社，2006 年
- ↑跳至：5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 被动年度热存储：改善地球庇护所的设计。John Hait。2013
- ↑ 建筑机械和电气设备。Walter T. Grondzik、Alison G. Kwok 2014 年
- ↑跳至：7.0 7.1 7.2 什么是地下住宅？ Earthwood 建筑学校
参见
外部链接
- richsoil.com 上的 Wofati 和土堤文章
- W（维基百科上的地球庇护所文章）
- Energy.gov 上的高效地下住宅
- 地下空间的建筑用途：问题与应用，Kenneth B. Labs
- [2]
- [3]地球母亲新闻档案中有关地球庇护所的文章
