冬暖夏涼住宅
美國建筑設計師塞克斯根據國家標準局的一項研究獲知,實體木墻結構的房屋節能效率比磚塊房屋高34%以后,很受鼓舞,但他對此并不滿足。經過改進,他設計了一種新型實體木墻住房。可比相同大小的傳統住房降低能耗80%以上,已獲得專利。
塞克斯設計的住房是內外雙層結構,使用的木材都浸過了鹽水,據說鹽可增加木材密度,使木材能更好地儲存熱量。由于設計巧妙,這種木材住房具有冬暖夏涼的性能。
在冬季,白天陽光把房屋向陽空間中的空氣以及房屋內層的木材一起曬熱;到了夜晚,木材儲存的熱量緩慢地向室內釋放。在夏季,來自向陽空間的熱空氣通過天窗向外排出,較涼的室外空氣被吸入前,通過自然對流的方式,先經地下室被冷卻后吸入房間,把房屋內層木材中的熱量“吸出來”,使室內冷卻。
塞克斯解釋說,這種房屋好像一個巨大的木質熱泵,其節能是通過讓已有的溫差使熱量流動來實現的,而并非產生熱量。為了加快空氣流動,在房屋的外層,安裝了一臺風扇。必要時可以幫助空氣流動。這種住房的造價只比普通住房高20%左右。
電腦住宅
日本東京市建成了一幢實驗性電腦住宅。在住宅的大門外設有氣象情況傳感器,電腦能根據各項氣象數據,自動調節室內的溫度、濕度和通風狀況。住宅的門上裝有微型攝像機,所有出現在門口的人物都顯示在室內的電視屏幕上。除了主人外,其他人想進入住宅,必須經主人向電腦下達指令,否則即使知道大門的暗鎖號碼也無法開門,因此十分安全可靠。
在住宅的客廳內,只放幾張沙發,其他物品都分門別類地存放在地下倉庫里,需要什么物品時,可操縱電腦隨時將其調運出來。廚房內裝有一套全自動烹飪設備。同時,只要按動電鈕,就能烹制出色香味美的飯菜。臥室的床頭裝有一個寫著“休息”字樣的開關,主人睡覺時按下這個開關,設置在房子四周的防盜報警系統立刻進入工作狀態。
住宅的廁所里裝有檢查身體狀況的診斷系統,每當主人上廁所時,與馬桶相連的體檢設備即能自動化驗大小便,如發現異常情況,便發出信號,以提醒主人及時診治。
節能住宅
韓國專家設計了一種新型的節能住宅,已建成了實驗房。該住宅有四個特點:一、在平面結構上彎曲度小,熱性恒溫空間大,背陽房間熱消耗小;二、建筑外表隔熱性強,備有可調節日照量的遮陽臺;三、玻璃窗全部采用三層結構,且每層玻璃窗都采用了可根據其方位和房間面積進行調溫的隔熱窗;四、在夜間可以隨時調節非居住室的溫度。試用結果表明,這種住宅與普通住宅相比,可以降低能耗近一半。
半球形住宅
美國近年來流行一種樣式新穎、經濟實用的新型建筑物——半球形住宅。這種房屋就像一個平地拱起的半球,有著別具一格的風貌。
大家知道,在表面積相同時,球體的體積最大,因此專家認為把房屋建成半球形可以節約大量的原材料。另外,半球形房屋具有良好的承重和抗風的性能。實驗結果表明,僅僅是木制結構的半球形房屋,其強度就是普通房屋的幾倍,可以經受住每小時30千米的暴風和強烈的地震。而且球形房屋內部還具有良好流線型、氣流循環通暢、熱量分布均勻、采光面積最大的特點。
半球形房屋建造容易,施工速度快。一般先用三角形的骨架拼接成五邊形或六邊形的部件,再吊裝銜接組成半球形,緊固在地腳螺釘上。它不需堅實的地基,裝配一幢半球形住房,可在8個小時內完工。房屋外部涂上保護性涂料,可以隔熱和防腐,經久耐用。
太陽能住宅
另外,法國一家公司制造了一種可以行走的轉動式住宅。這種住宅分為兩層,用木材、金屬和玻璃等材料制成,房子底部裝有電動機,可使房子自行移動,并且通過中心軸能旋轉360度。房子的主人可根據季節的變化和需要,任意使房間的局部背陰或朝陽。
太陽能住宅
美國建造學家設計建造了一幢新穎的太陽能住宅。它是一種7室梯形房屋,采用了現代化的光電技術和多種新型材料。其特點是:房屋向陽一側(南面)的墻壁和窗戶做得最大,而北面的面積做得最小,盡可能高效地獲取太陽能。
該住宅安裝了36塊非晶硅光電池板,每塊可產生50瓦電能。電池板與12個24伏的蓄電池相連接。這些電池板產生的電能可以滿足廚房設備、照明和其他電器如電視、音響和個人計算機的用電需要。
為了更好地吸收和儲存熱量,該房的9扇窗子的窗框表面涂有一層低輻射率的涂料,窗框中裝有特制的儲熱物質。在白天,窗戶從陽光中吸收熱量,窗框中的儲熱物質融化,將熱量儲存起來;到了晚上,儲熱物質重新凝固,釋放出所儲存的熱量。據測算,在一個陽光明媚的冬日里,每個窗戶可儲存3165萬焦耳的熱量,全部窗戶加起來,儲存的熱量可滿足整幢房子所需熱量的一半以上。
這幢住房還使用一種新型的太陽能熱水器,由拋物面金屬反射鏡和熱量收集器組成,可從水平和垂直兩個方面跟著太陽運動,熱效率高達70%,大大高于目前使用的普通平板式太陽能熱水器。據測定,這種熱水器在有陽光的一天,可加熱約2立方米的水,完全可以滿足一個大家庭的需要。
抗震住宅
日本一幢裝有主動抗震系統的實驗性住宅已經通過首次檢驗。這座建筑物是日本竹中公司在美國紐約州立大學國家工程研究中心的幫助下建造的。自建成以來,已經歷過6次小地震,其中包括一次里氏6.1級的地震。它是通過逆地震方向的搖動來有效地減弱地震影響的。
這座高6層的建筑物,在地下室、第3層和第6層裝有探測地震的傳感器,傳感器與頂屋的一個叫作“主動質量阻尼器”的裝置相連。當發生地震時,來自傳感器的速度測量結果傳送到電子計算機,這時“主動質量阻尼器”的一塊6噸的鋼板立即開始作逆地震震動方向的移動。這塊鋼板的質量約等于該座建筑物總質量的1%。
據測定,6.1級地震可以引起局部地基顯示0.01G的運動變化,或者說重力加速度(G)可以改變1%。裝上“質量阻尼器”,可以使這個變化在建筑物頂層減少到0.0085G,這相當于使建筑物的震動減少一半。
不怕水災住宅
水災每年都要給美國沿河的大片地區造成巨大的損失,然而這些地區的農民又不太愿意搬遷,因為易受河水淹沒的土地往往又因洪水沖來的淤泥而成為肥沃良田。為此,美國科羅拉多州一家公司設計了一種不怕水災的房屋并獲得了專利。
原來,在這種房屋的地基下裝有泡沫塑料的集裝箱,使房屋具有足夠的浮力。發生水災時,房屋會漂浮起來,并有一種類似電視天線、可以拉開的套筒將房屋固定在原地,同時自動換接自備發電機電網,并接通排水管道。
塑料住宅
美國一家公司推出了一種新型的塑料住宅。這種房屋采用工程熱塑料代替木材、水泥、金屬和玻璃等建筑材料,在建造中巧妙地將新型材料與傳統的建造技術結合起來。
例如,房子的內墻仍然用于分隔空間,但結構卻與眾不同,上面有鋪設線路和管道的凹槽,并有保暖和降溫設備。住宅的構件都按照一定的規格和比例預先進行塑造,因此容易裝配,只要能看懂設計圖紙,就可以將房子裝配起來。
這種新型的塑料住宅具有結構簡單、裝修方便、功能齊全和造價低廉等優點,因而深受歡迎。
智能生態住宅
智能生態住宅,是智能與生態兩者結合的一種新型住宅,它是多學科交叉和系統工程的產物。智能是應用計算機、機器人和電視等多種電子技術,生態是在建造中使人、生物和起居環境互相平衡互相融合,為居住者創造一個源于自然、高于自然的生活環境。
目前,許多國家都建造了智能生態住宅,形式多種多樣。有的是層頂種植,地下設沼氣池、冷熱水井、管道網。植物的廢棄物、生活垃圾、污水用作沼氣的發酵原料,沼肥作屋頂植物肥料,沼氣用作日常生活能源;有的是利用屋頂設置太陽能或風能裝置,解決住宅所需能源;有的在住宅內裝各種電子裝置和自動化設備,成為電子化住宅等。
德國已建成數萬幢智能生態住宅,并在法蘭克福開辦了世界上第一所智能生態建筑學院;美國也建造了一棟可在家里用計算機、機器人處理事務的智能生態住宅樓;日本設計了一座用計算機和電視技術全面管理的大型智能生態公寓。