Earth sheltered building/zh

覆土式建筑是指利用土壤包裹建筑墙体，增加建筑外部的热质量，以减少热量损失，并轻松维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。

• “当建筑物的外部围护结构与大量具有重要隔热作用的土壤或基质接触时，该建筑物即可被描述为覆土式建筑。” ^{[ 1 ]}
• “利用土体作为建筑墙体外热质量建造的结构，可以减少热量损失，使室内空气温度在整个季节保持稳定。” ^{[ 2 ]}

大约50%的太阳热量被地表吸收。^{[ 3 ]}因此，地球表层的温度会随着昼夜循环而变化，天气的影响较小（例如，阳光充足时地表接收的热量更多，而阴天时到达地表的能量较少）。季节更替对地球表层温度的影响最大。地表气温波动可能很迅速（例如日落或暴雨）。然而，地球吸收和释放热量需要时间（地球就像一个热质量）。^{[ 4 ]}虽然最表层的土壤中有很多植物根系和空隙，但它更像是一层隔热层。^{[ 4 ]}但越过这一层，底土就变得坚硬、压实且密实。^{[ 4 ]}土壤的R值约为每厘米0.65R（每英寸0.08R），^{[ 5 ]}或每英寸0.25R。^{[ 4 ]}土壤R值的变化也很大程度上取决于土壤湿度，湿度越高，R值越低。^{[ 5 ]}越往下，土壤对地表气温变化的响应越慢、越迟钝。在一定深度，地表温度全年保持恒定。季节性温度波动需要渗透到很深的地层才能被抵消，这大致相当于冬季和夏季的年平均地表气温。^{[ 3 ] [ 5 ]}

一些研究认为深层地球恒温层的深度为6米^{[ 5 ]}，另一些研究则认为为15米^{[ 3 ]} 。此外，该温度会因地理位置而异。例如，美国蒙大拿州的深层地球恒温层深度为7摄氏度^{[ 5 ]} 。英国不同地区的深层地球恒温层深度则在8至11摄氏度之间^{[ 3 ]。}另有研究表明，深层地球恒温层深度（以振幅校正因子来描述，振幅指的是冬夏两季土壤温度的波动）也会随土壤湿度而变化（干燥土壤为4.25米，中等湿度土壤为5.5米，湿润土壤为6.7米）^{[ 6 ] 。}

在此以下，地球温度每升高 100 米约升高 2.6 摄氏度，这是因为地球内部也有热量上升。^{[ 3 ]}

地穴式建筑主要有两种类型（参见图示）。土坡式房屋是指房屋建造在接近原始地面的位置，并在房屋侧面堆土。^{[ 7 ]}可以在房屋顶部铺设一层薄土，形成屋顶绿化层。^{[ 7 ]}当被动式太阳能设计应用于地下房屋布局时，朝向赤道的一侧不进行土坡堆砌，以便收集太阳辐射。全封闭式地下房屋是指整个房屋都位于原始地面以下，这种类型较为少见。^{[ 7 ]}土坡式房屋的热能优势可达到完全地下房屋的90%至95%。^{[ 4 ]}土坡式房屋所需的挖掘量更少，屋顶承受的荷载也更轻，这意味着它们的建造和设计往往更便宜、更简便。

土屋通常是单层的^{[ 4 ]} ，这可能是因为建筑本身就要承受上方泥土的重量，增加一层就需要极其昂贵的承重构件。然而，也建造了一些两层的土屋，有时是因为地势陡峭的山坡使得这种形式非常适用。^{[ 4 ]}

来自地球之舟

地球屋是一种地埋式被动太阳能房屋，设计为可自主运行。地球屋的建造材料可以是装满泥土的轮胎，也可以是沙袋。

如果使用轮胎，则需将其夯实，使其变成可用的“砖块”。这是一种简单且经济的建筑方法，能够建造出承重能力极强的墙体。地球屋中的轮胎通常是就地制作的，因为制作精良的轮胎重量可达300磅，搬运起来非常困难。

地埋式建筑可以增加建筑物的热容量。然而，在温带和北极气候区，我们必须确保增加一层隔热层。隔热层的厚度取决于土壤深度（参见被动式太阳能房屋）。如果这些地区没有隔热层，在一年中土壤温度下降的时候，热量就会散失到土壤中。

由于大部分热量往往会从屋顶（以及缝隙，参见被动式太阳能房屋）而非侧墙散失，因此最好用土壤覆盖屋顶以达到最佳隔热效果。然而，对许多人来说，这可能会产生幽闭恐惧感。在这种情况下，只需将墙面覆盖至 1.6-1.8 米即可，这样就可以安装窗户，从而（站立时）消除这种幽闭恐惧感。除了这种方法之外，还可以完全覆盖墙面，但采用玻璃平屋顶。

用枝繁叶茂且带刺的植物组成的树篱可以阻挡外界进入植物后方的空间。参见综合虫害管理和作物周边保护。

• 与传统建筑相比，建造地穴式建筑需要耗费更多的人力和物力。虽然移除泥土需要更多的工作，但由于无需对覆盖泥土的表面进行美观的装饰，因此节省了成本。
• 不同的形式和视觉影响——例如，地穴式建筑可能影响较小，外观也不太传统，并且产生的阴影较少（从而为植物生长提供更多的阳光和空间——参见城市农业）。
• 土壤可以起到温度缓冲和/或隔热作用。
• 低矮的建筑物更容易受到洪水侵袭——如果存在任何重大的洪水风险，这一点就非常重要（即使是理论上的千年一遇的洪水，也要注意，如果忽略了某个风险因素，实际风险可能高于理论风险）。

地穴式建筑的一个优点是，它可以在房屋和周围环境之间提供一个适度的温度缓冲层。这种说法准确吗？

地球温度通常比空气温度更温和，例如，当空气温度为零下25摄氏度（零下10华氏度）时，地球温度为10摄氏度（50华氏度）。然而，热传递量^W不仅取决于温差，还取决于介质的热导率。

问题：在特定气候条件下（例如寒冷、温带或热带气候），房屋所经历的温度范围内，暴露于空气中的墙体与暴露于土壤中的墙体之间的热通量差异是多少？这可以用公式表示，也可以用图表表示。^{[需要进一步展开]}当然，这种差异会因土壤类型和含水量而异。

• 沃法蒂生态建筑
• 地球之舟
• 自治住宅和社区

• Wofati 和土堤的文章，请访问 richsoil.com
• ^W（维基百科上的“地穴式建筑”条目）
• 美国能源部网站上的“高效地埋式住宅”页面
• 地下空间的建筑利用：问题与应用，肯尼斯·B·拉布斯
• [2]
• [3]《地球母亲新闻》关于地穴式房屋的文章存档