ʻEpekema Kino ma ka ʻEpekema Mea Hana Hale
Pendahuluan
He lālā ʻepekema ka ʻepekema kino e aʻo ana i nā waiwai a me nā hanana o ke ao holoʻokoʻa. Ma ke ʻano o ka ʻepekema mea kūkulu hale, he kuleana koʻikoʻi ka ʻepekema kino. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā kumumanaʻo o ka ʻepekema kino e hiki ai i nā ʻenekinia a me nā mea kākau hale ke hoʻolālā a kūkulu i nā hale palekana, kūpono, a paʻa hoʻi. E kūkākūkā kēia ʻatikala pehea e hoʻopili ʻia ai nā kumumanaʻo o ka ʻepekema kino i ka ʻepekema mea kūkulu hale, mai ka mechanics a me ka thermodynamics a hiki i nā waiwai mea.
Nā Mekanika o nā Mea Hana
Nā Kānāwai a me nā Hoʻohana o Newton i ke Kūkulu ʻana
ʻO kekahi o nā loina koʻikoʻi o ka physics i ka ʻepekema mea hale, ʻo ia nā kānāwai o Newton. Hoʻoponopono ke kānāwai mua o Newton i ka inertia, ʻo ia hoʻi, e noho mālie kahi mea a i ʻole e neʻe like ana ma kahi laina pololei ke ʻole e hana ʻia e kahi ikaika o waho. I ke kūkulu hale ʻana, ʻo ia hoʻi, pono e hoʻolālā ʻia nā hale e kū i nā ukana o waho e like me ka makani, nā ōlaʻi, a i ʻole nā ukana ikaika ʻē aʻe.
ʻŌlelo ke kānāwai ʻelua o Newton ua kūlike ka wikiwiki o kahi mea me ka ikaika i hoʻopili ʻia iā ia a kūlike hoʻi me kona nuipa (F = ma). Ma ke ʻano o nā hale, hoʻohana nā ʻenekinia kūkulu i kēia kānāwai e hoʻolālā i nā mea hale e like me nā kaola, nā kolamu, a me nā kahua e kū i nā ikaika e hana ana ma luna o lākou. No ka laʻana, i ka hoʻolālā ʻana i kahi alahaka, he mea nui e noʻonoʻo i nā ikaika like ʻole e like me nā ukana kaʻa, ka makani, a me nā ōlaʻi, a e hōʻoia i hiki i ka hale ke kū i kēia mau ikaika me ka ʻole o ka hiolo ʻana.
Ke Kānāwai o ka Mālama ʻana i ka Ikehu
ʻŌlelo ke kānāwai o ka mālama ʻana i ka ikehu ʻaʻole hiki ke hana ʻia a luku ʻia paha ka ikehu; hiki ke hoʻololi wale ʻia mai kekahi ʻano i kekahi. I ka ʻepekema mea kūkulu hale, hoʻopili ʻia kēia kumumanaʻo ma nā ʻano like ʻole, e like me ke kālailai ʻana i ka pono wela o nā hale a me nā ʻōnaehana hoʻomehana a me ke anuanu. No ka laʻana, i ka hoʻolālā ʻana i nā hale mālama ikehu (nā hale ʻōmaʻomaʻo), hoʻohana nā ʻenekinia i ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka ikehu e hoʻonui i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, no ka laʻana ma ka hoʻohana ʻana i ka insulation thermal maikaʻi e hōʻemi i ka nalowale wela a i ʻole ka hoʻohana ʻana i nā panela solar e hoʻololi i ka ikehu lā i uila.
Thermodynamics i nā mea hana hale
Ka Hoʻoili ʻana, ka Convection, a me ka Radiation
He lālā o ka physics ka Thermodynamics e aʻo ana i ka pilina ma waena o ka wela, ka ikehu, a me ka hana. I loko o ke ʻano o nā hale, he mea koʻikoʻi ka thermodynamics i ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana HVAC (hoʻomehana, ventilation, a me ke ea hoʻoluʻu) a me ke koho ʻana i nā mea hana hale.
ʻO nā ʻano nui ʻekolu o ka hoʻoili wela, ʻo ia ka conduction, convection, a me ka radiation. ʻO ka conduction ka hoʻoili ʻana o ka wela ma o kahi mea, a he mea nui ia i ka wā e noʻonoʻo ai i ka insulation o kahi hale. No ka laʻana, hoʻohana ʻia nā mea insulating e like me ka huluhulu aniani a i ʻole ka polystyrene e hōʻemi i ka hoʻoili wela ma o nā paia a me ka hale o kahi hale.
ʻO ka convection ka hoʻoili ʻana o ka wela ma o ka neʻe ʻana o kahi wai, ʻo ia hoʻi ka ea. I kēia hihia, hiki i ka ea kūpono ke kōkua i ka hoʻoponopono ʻana i ka mahana o loko ma ka ʻae ʻana i ke kahe ʻana o ka ea. He mea nui nō hoʻi ke kahe ʻana o ka ea maikaʻi e pale aku i nā pilikia e like me ka makū a me ka ʻōpala, hiki ke hōʻino i nā hale.
ʻO ka radiation ka hoʻoili ʻana o ka ikehu wela ma ke ʻano o nā nalu electromagnetic. No ka laʻana, hiki ke hoʻohana ʻia nā puka makani me ke aniani lahilahi e hōʻemi i ka loaʻa ʻana o ka wela mai ka lā me ka ʻae ʻana i ka mālamalama kūlohelohe e komo. Ua kapa ʻia kēia ʻenehana ʻo ke aniani Low-E (Low Emissivity).
Ke Kānāwai ʻElua o ka Thermodynamics
ʻŌlelo ke kānāwai ʻelua o ka thermodynamics e hana koke ʻia ka hoʻoili wela mai nā wahi wela kiʻekiʻe a i nā wahi haʻahaʻa, ʻaʻole loa ke ala ʻē aʻe. I loko o ke ʻano o nā hale, hoʻohana ʻia kēia kānāwai, no ka laʻana, e hoʻolālā i nā ʻōnaehana insulation kūpono. Ma ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o ka hoʻoili wela, hiki i nā ʻenekinia ke hoʻolālā i nā hale e hōʻemi ana i ka nalowale o ka wela i ka hoʻoilo a pale i ka loaʻa ʻana o ka wela nui i ke kauwela.
Nā Waiwai Mea
Ke kaumaha a me ke kaumaha
Ke hoʻokau ʻia kahi mea i kahi ikaika, hoʻololi ia i ke ʻano, a hoʻololi paha. ʻO ke kaumaha a me ke kaʻo ʻana he mau manaʻo nui ia i ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o ka hana ʻana o nā mea ma lalo o ke kaumaha. ʻO ke kaumaha ka ikaika no kēlā me kēia wahi e hana ana ma luna o kahi mea, ʻoiai ʻo ke kaʻo ʻana ka deformation e loaʻa ana i kahi mea ma muli o kēlā kaumaha.
Loaʻa i kēlā me kēia mea kahi palena koʻikoʻi kikoʻī, a inā ʻoi aku ma mua, e hoʻoulu ai i ka deformation mau loa a i ʻole ka haki. I ke kūkulu ʻana, he mea nui e koho i nā mea e hiki ke kū i ke koʻikoʻi i manaʻo ʻia me ka ʻole o ka hāʻule ʻana. No ka laʻana, hoʻohana pinepine ʻia ke kila i ke kūkulu ʻana ma muli o kona ikaika tensile kiʻekiʻe, ʻoiai ʻoi aku ka maikaʻi o ka sima i ke kūʻē ʻana i ke koʻikoʻi compressive.
Modulus o ka Elasticity
ʻO ke modulus o ka elasticity, i ʻike ʻia hoʻi ʻo Young's modulus, he ana ia o ka paʻakikī o kahi mea. Hōʻike ia i ka nui o ka deformation elastic (reversible) o kahi mea i ka wā e hoʻoluhi ʻia ai. ʻO kahi mea me ka modulus o ka elasticity kiʻekiʻe, e like me ke kila, e ʻike i ka deformation liʻiliʻi ma mua o kahi mea me ka modulus o ka elasticity haʻahaʻa, e like me ka lāʻau, ma ka pae stress like. He mea nui ka hoʻomaopopo ʻana i ka modulus o ka elasticity i ka hoʻolālā kūkulu e hōʻoia i ka hana ʻana o ka mea i hoʻohana ʻia e like me ka mea i manaʻo ʻia.
Ikehu a me ke kūpaʻa o nā mea
ʻO kekahi manaʻo koʻikoʻi o ka physics i ka ʻepekema mea, ʻo ia ka ikehu a me ke kūpaʻa o nā mea. ʻO ka ikehu hiki i kahi mea ke omo ma mua o ka hāʻule ʻana he ana koʻikoʻi ia o kona kūpaʻa. ʻO nā mea kūkulu hale e hiki ke omo i ka nui o ka ikehu ma mua o ka haki ʻana ua manaʻo ʻia he ʻoi aku ka paʻa a me ka palekana. ʻO ke kila, no ka laʻana, he mana hoʻomoʻa ikehu kiʻekiʻe kona, e kūpono ai no nā hale e pono e kū i nā ukana ikaika, e like me nā alahaka a i ʻole nā hale kiʻekiʻe.
Nā Wai i ke Kūkulu ʻana
Nā Dinamika Wai
ʻO ka fluid dynamics kahi lālā o ka physics e aʻo ana i ka neʻe ʻana o nā wai (nā wai a me nā kinoea) a me nā ikaika e hana ana ma luna o lākou. I loko o ke ʻano o nā hale, pili kēia, no ka laʻana, i ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana hoʻokahe wai a me nā ʻōnaehana HVAC. ʻO ke kumumanaʻo o Bernoulli, ka mea e ʻōlelo nei ʻo ka hoʻonui ʻana i ka wikiwiki o ka wai e hele pū me ka emi ʻana o ke kaomi, hoʻopili pinepine ʻia i ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana hoʻoulu ea e hōʻoia i ka holo ʻana o ke ea kūpono.
ʻO Hydrostatics a me ka pale wai o nā hale
ʻO ka Hydrostatics ke aʻo ʻana i nā wai i ka wā hoʻomaha. ʻO nā loina kumu o ka hydrostatics, e like me ke kaomi hydrostatic, he mea nui ia i ka hoʻolālā ʻana i nā hale wai ʻole. No ka laʻana, i ka hoʻolālā ʻana i nā kahua ma lalo o ka papa wai, pono nā ʻenekinia e noʻonoʻo i ke kaomi wai e hana ana ma ka hale a hōʻoia i hiki i nā mea i hoʻohana ʻia ke kū i kēia kaomi me ka ʻole o ka liki ʻana.
Pani
He kuleana koʻikoʻi ko ke kino i ka ʻepekema mea kūkulu hale. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā loina kumu o ke kino ʻaʻole wale ia e kōkua i ka hoʻolālā ʻana i nā hale palekana a me ka pono akā i ke koho ʻana i nā mea kūpono no nā ʻano hana like ʻole. Mai ke ʻano o nā mea a hiki i ka thermodynamics a me ka fluid dynamics, ʻo ka hoʻohana ʻana i ke kino i ke kūkulu ʻana o kēia wā e hōʻoiaʻiʻo ana e ʻoi aku ka ikaika o nā hale e hiki mai ana, ʻoi aku ka paʻa, a ʻoi aku ka maikaʻi o ke kaiapuni. Me ka hoʻomau ʻana o nā hoʻomohala ʻenehana a me ka noiʻi, hiki iā mākou ke manaʻo i nā noi hou aʻe o nā loina kino i ka honua kūkulu hale i ka wā e hiki mai ana.
