众所周知，较厚的土层不仅有良好的保温隔热能力，而且有相当好的热稳定性，对日温度波动和年温度波动都有衰减作用。土层温度在冬季高于外界温度，而在夏季又低于外界温度。通常地表以下0.6m处，温度几乎不受日温度波动影响。1m以下，年温度波衰减1.5倍；2m以下，年温度波衰减2.3倍；3m以下，年温度波衰减3.5倍；10m以下，地层温度受年温度波影响就很小了。利用覆土实现室内冬暖夏凉的典型实例是遍布于我国黄土高原的窑洞民居。图5-101是日本学者在我国河南省洛阳市冢头村测得的窑洞内夏季温度变化。
覆土建筑有三种基本形式：一是将建筑物全部埋在地下；二是将建筑物周边用土围合；三是将建筑物一部分埋入坡地中。由F.L.赖特设计的简·考斯特住宅Ⅱ使用了上述第二种形式（见图10-9），将建造下沉式花园而挖出的土用于覆盖住宅的北面，既起到保温隔热的作用，又保护住宅免受冬季的冷风侵袭。南面的墙和花园都为开放式，充分利用了冬季太阳日照。这种布置形式与美国威斯康星州寒冷气候是相适应的，它遵循了“冬季避风，争取日照”的设计原则。
图5-101 窑洞民居夏季室内温度变化
值得说明的是，设计覆土建筑时，除了要综合考虑结构、防水、维护、节能等问题外，通风和采光也是必须重点考虑的问题，特别是对于全覆土建筑，采光、通风较难处理。图5-102示出了几种覆土建筑的通风、采光处理办法。可通过设计天窗或庭院采光，也可以通过单侧或多侧采光。通风不仅提供新鲜空气，还要带走室内热量和湿气，如果不能直接利用室外风，可利用捕风器或烟囱效应来实现通风。
图5-102 覆土建筑的采光、通风示意图(www.xing528.com)
冬季，由于覆土建筑室内气温与地层温度差别很小，底层地板的热损失往往可忽略不计。覆土建筑的热损失可以通过覆土的热阻R值计算出来，从图5-103的横坐标找出覆土顶部与底部下沉深度引垂线向上与覆土形式线相交，再水平向右找到相应的覆土特性可得一交点，由交点向下对应右图水平轴线所得的值即为下沉深度处的热阻。
图5-103 覆土建筑冬季保温能力估算
用这一万法得到顶部与底部热阻后，用其平均值代表覆土的热阻，由平均热阻加上围护结构本身热阻和内外表面热转移阻就可得到总热阻。最后，用室内外空气温差除以总热阻即可得平均的散热热流。用平均散热热流乘以覆土内壁面积即得出覆土散热量。关于建筑物得失热量的估算，请参阅附录H“建筑物得失热量的估算”。
夏季，覆土具有一定的降温能力，可以用图5-104确定满足降温要求的覆土内壁面积。首先，找出覆土的平均深度并确定对应的地下温度；然后，在图5-104左边横坐标中代入地层的温度，垂直向上移动与代表地板或墙的平均热阻的斜线相交，由交点向右移动到右图中与代表建筑物得热速率的曲线相交；最后，由交点垂直向下得出覆土接触面积与地板面积的比值，用该比值乘以地板面积即为所求的覆土接触表面积。图5-104也可反过来使用，即可从已知的覆土面积估算其冷却能力。值得说明的是，图5-104是基于室内空气舒适温度为26.7℃而得到的。另外，不同的地板和墙体的表面积可以分别估算，再将它们的冷却量相加，这样估算更为准确。
图5-104 覆土建筑夏季隔热能力估算
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