这是在北美建造耐用节能住宅的第一步,包括被动式房屋符合PHIUS标准LEED零的家园就是了解你所在的气候区。正如我们需要在不同的气候下穿不同的衣服一样,房屋也需要适当的设计,以满足特定气候下的温度、湿度水平和极端天气事件。

美国和加拿大的气候区是如何划分的?

利用21世纪初从4775个美国气象站点收集的信息,美国能源部太平洋西北国家实验室制作了一份简化的地图,主要根据温度将北美划分为8个一般气候区。然后,它被分为三个湿度类别,分别为A、B和C。A区是潮湿的,B区是干燥的,C区是海洋的,那里最温暖的月份不超过72华氏度,冬季温度在27至65华氏度之间。

我们之所以说上面所说的“一般”气候区,是因为甚至还有微型气候,可以在相邻的两个房屋之间这样小的空间内改变条件。

举个我个人的例子,我记得我的一个邻居不得不把他家附近的三棵常青树砍掉,因为它们使他的家处于完全的树荫下。他的房子很旧,而且隔热性能很差,所以受天气条件的影响很大。

他告诉我,他的家经常发霉潮湿,一旦树木倒下,阳光可以照到他家,他惊喜地发现家里不那么潮湿了,气味也逐渐消失了。这是一个微气候的例子,但也是一个为什么气候区地图的准确性有局限性的例子。

气候区是建立在温度和湿度的基础上的,这不是完整的故事;它不仅仅是天气有多热、多冷或多潮湿。每个区域都有一个“度日”值,指的是每年供暖或制冷需求的累积。

假设基线温度为65华氏度,任何气候区都将有热负荷和冷负荷,这取决于该温度高于或低于该温度的天数。例如,如果24小时内温度保持在50华氏度,那将相当于15个加热度日(HDD)。相反,如果温度在整整24小时内保持在75华氏度,那将相当于15个冷却度日(CDD)。

我如何找到我的气候区?

无论你是在美国还是加拿大,找到你自己的气候区都是一件相当简单的事情

确切地确定你生活在哪个气候区是一门不可能精确的科学。你会发现,有些气候带地图上的线与其他气候带地图上的线是不同的,它们也可以表明从一种气候到另一种气候的变化相当突然。因为这显然不是气候和天气模式的表现,如果你落在一个气候区边界附近,它从一个变化到另一个,看看一些不同的气候区地图,并注意下一个最近的气候区,并在与当地建筑许可办公室讨论时使用一些判断。

有哪些不同的气候区?

气候区域描述如下,其定义基于年平均气温、升温天数和典型年降水量。

炎热潮湿气候区

定义为:年降水量超过20英寸(50厘米)的地区,并且发生以下任一或两种情况:

•在一年中最温暖的连续六个月里,连续3000小时保持在67°F(19.5°C)或以上的湿球温度;或
•在一年中最温暖的连续6个月里,持续1500小时或以上的湿球温度73°F(23°C)或以上。

建筑美国湿热气候区包括IECC区域1、2和3的部分,在IECC地图上显示的“暖湿”线以下的潮湿类别(A)。

Mixed-Humid气候区

定义为:年降水量超过20英寸(50厘米),有大约5400个加热日或更少(以65华氏度为基础),冬季月平均室外温度低于45华氏度(7摄氏度)的地区。

美国建筑混合湿润气候区包括IECC第4区和第3区的部分,属于“温暖/潮湿”线以上的A类。

干热的气候区

定义为:年降水量少于20英寸(50厘米),且全年月平均室外温度保持在45华氏度(7摄氏度)以上的任何地区。

Building America热干气候区与IECC 2区和3区属于干燥类的部分相对应。

Mixed-Dry气候区

定义为:年降水量少于20英寸(50厘米),有大约5400个加热日(以65华氏度为基准)或更少,冬季月平均室外温度低于45华氏度(7摄氏度)的地区。

Building America混合干燥气候区与IECC气候区4B(干燥)相对应。

寒冷气候区

定义为:加热日在5400至9000度之间的任何地区(以65华氏度为基准)。

Building America的寒冷气候与IECC的气候区5和6相对应。

很冷的气候区

定义为:加热日数在9000至12600之间(以65华氏度为基准)的任何地区。

Building America非常寒冷的气候与IECC气候7区相对应。

靠近北极的气候区

定义为:任何地区有12,600个加热度日(以65°为基准)或以上。美国唯一的亚北极地区是阿拉斯加,这在图1中没有显示。

Building America亚北极气候区与IECC第8气候区相对应。
海洋

定义为:满足以下所有标准的任何地区:

•最冷月平均温度在27°F(-3°C)到65°F(18°C)之间
•最温暖的月份平均温度低于72华氏度(22摄氏度)
•平均温度高于50°F(10°C)至少4个月
•夏季的旱季。

在这个区域,寒冷季节降水最多的月份的降水量将是一年中其他时间降水最少的月份的三倍(或更多)。

北半球的寒冷季节在10月到3月之间,南半球的寒冷季节在4月到9月之间。

Building America的海洋气候与IECC中位于“C”湿度类别的气候区3和4的部分相对应。

建设美国和IECC气候区

下表显示了Building America和IECC气候区之间的关系

美国建筑

IECC

靠近北极的

区8

很冷

区7

第5及6区

Mixed-Humid

暖湿线以上4A、3A县

Mixed-Dry

区4 b

炎热潮湿

暖湿线以下2A、3A县

干热

区3 b

海洋

所有湿度等级为C的县


正确地根据你的气候区进行建筑

房屋的建造必须能适应当地气候的挑战,考虑到耐久性、能源效率、健康和安全等因素。

解释一下——首先,结构必须满足地区法规对雪荷载或风荷载(如果有的话)的要求,这主要是基于气候区。家庭也需要最好的绝缘类型和正确的比例,以提高能源效率,无论他们是在热或冷的气候。和任何气候条件下的房屋都应该建造得密不透风为了耐久性(防止潮湿的空气通过墙壁),减少能量损失和保障室内空气质量

至于如何为高性能住宅建造最好的墙壁就像选择最好的冬季服装在佛罗里达和阿拉斯加之间有所不同一样。在寒冷潮湿的气候条件下,家庭需要在保温材料的温暖面安装一个蒸汽屏障,以防止湿气腐蚀墙壁,而在佛罗里达州的空调住宅,蒸汽屏障位于墙壁的外面。如果你在任何一种气候下把你的墙组装成错误的顺序,它很可能会在相当短的时间内腐烂。

然后,你需要考虑新家要去的实际建筑地段。它是朝南还是朝北,被树木包围,如果是,它们是落叶的还是常绿的——因为这将影响到房屋的日照——这意味着它将得到多少阳光,因此一个家庭能希望获得多少被动式太阳能收益

美国和加拿大的气候区在建造房屋时很重要

但建筑科学的原则在所有气候区都是一样的;与水分通过墙壁的运动和热动力学(意思是热量如何从一个地方移动到另一个地方)有关。为了更好地理解的基础如何建造一个节能耐用的家,看看下面我们的建筑科学制作的简单视频,基于我们在加拿大魁北克寒冷气候区的一个测试住宅:

现在你知道更多了为什么建造更好、负担得起的生态住宅很重要美国和加拿大的不同气候区...

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