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在我们家后院要建的金豆荚4T:与在地面上的搭建相比,增加了最简单的“地热”应用

今天通过网络,与帮我做铝合金结构的Tim相见,我们一行四个人,对要安装在我们家后院的金豆荚4T,进行了具体的商议(见如上视频中的后半部)。

除了一些在结构细节上的微调外,我们对这个问题需要做出一个清晰的判断:金豆荚4T的根基,到底是建在地面之上,还是设在地面以下?

虽然将其建在地面以上不太影响其功用,但是,因为其总高是18英尺,超出了当地市政府(BC省Kelowna市)的限制,即任何独立的建筑,包括温室大棚,其高度不能超过16英尺。

为此,我的这个温室大棚,必须向下降2英尺。鉴于这种考虑,我希望更加有效地利用地热的效果。

所谓“地热”,就是指地球表面以下,对应冬天各处的冻土层以下,有一个大致恒定的温度,即零上10度。这是天空中的太阳,和地核(也可称其为“地下太阳”)两者之间平衡供热的结果。

这与人体37度的恒定温度,有异曲同工之处。这也就揭示了,在一个热源(对应太阳,或人体消化食物后所释放的热能)和一个冷源(对应恒温层的水,或人体占比70%的水)的作用下,可以借着调整两者之间的平衡,创造另外一个温度和湿度介于两者之间,简单可控的稳定态。

为此,我们最后决定,向下挖6英尺,在底部用不透水的鱼塘帆布来创造一个蓄水池,其深约3英尺左右,以致当其中的雨水或雪水填满后,自动在3英尺处溢出,使得大棚内部的地面(从地面向下2英尺处)保持相对干爽(见图)。

你看,用如此简单可行的办法,就在金豆荚4T的底部,创造了一个类似外面土壤之下也有一个大致恒定水位(water table)的情形。

而且,借着一个水泵,就可以通过调节此人为创造的地下水的高度,来调节大棚里面的湿度和温度(两者间有一个自然的关联)。

由此可见,即使外在环境会出现极端恶化的情况,如此设立的太阳热和地热双结合的方式,还是可以在如此建筑的里面,创建一个光亮、舒适、恒温、恒湿的环境。

再有,整个设计简单到一个地步,实际就是被动太阳热和被动地热的完美结合,且在其中用简单的扰动机制(水泵和风扇),就可以使得整个系统运转自如,耗电极少,将被动变主动。

如果要做成完全离网的,那就是:大致用一块光伏板和两个蓄电池,就搞定其“间歇式”的用电需要。

Aubrey Zhang

自1994年获得电化学博士学位以来,经历了许多事情,例如使用扫描隧道显微镜进行博士后研究,在UIUC(伊利诺伊大学香槟分校)跟踪镉元素在单晶银Ag(111)表面原子级电沉积的过程。自由传道,创建神道出版社和PyraPOD Global Inc,做 Superprem Industries 金刚石工具的销售员,开店 DiaSolid Kitchen&Bath,木匠,在基洛纳的太阳能公司CRE Green安装太阳能设施。 现在,我已经开始了PyraPOD的设计和制造。经过所有这些经历,我的人生座右铭是:敏锐的头脑必须与熟练的双手结合在一起。和我的妻子陈泳生了三个孩子:方舟、方圆、方丽。

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