本文由María Teresa Gómez-Villarino、María del Mar Barbero-Barrera、Ignacio Cañas、Alba Ramos-Sanz、Fátima Baptista和Fernando R. Mazarrón共同撰写，发表于2024年3月的《Buildings》期刊。研究的主要机构包括西班牙马德里理工大学的农业与森林工程系、建筑技术与建筑系，以及阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET）和葡萄牙埃武拉大学的农业、环境与发展研究所。该研究旨在为葡萄酒行业提供高效设计地上酒窖的指导，分析了多种建筑解决方案的成本和热性能，以帮助酒庄优化设计并降低能源消耗。
葡萄酒行业是全球气候变化的重要贡献者之一，同时也是受气候变化影响较大的行业之一。葡萄酒的陈酿过程需要严格的环境条件，尤其是温度和湿度的控制。过高的温度会导致葡萄酒质量下降，而过低的温度则会延缓陈酿过程。此外，频繁的温度波动也会对葡萄酒的长期保存产生不利影响。因此，酒窖的冷却和通风系统消耗了大量的能源，尤其是在地上酒窖中，能源成本的高昂已成为许多酒庄面临的挑战。
尽管地下酒窖因其高热惯性（thermal inertia）在节能方面表现出色，但其高昂的初始投资和操作复杂性使得地上酒窖仍然是更常见的选择。然而，地上酒窖的设计优化对于降低能源消耗和提高经济效益至关重要。因此，本研究旨在通过分析多种建筑解决方案的成本和热性能，为酒庄提供设计高效地上酒窖的参考。
研究分为以下几个主要步骤：
酒窖选择与数据收集
研究团队首先通过电话和邮件联系了西班牙的3863家酒庄，最终选择了10家生产高品质葡萄酒的地上酒窖作为研究对象。这些酒窖分布在西班牙的主要葡萄酒产区，如Ribera del Duero、Rioja和Madrid等地。
建筑特征与成本分析
研究团队对每个酒窖的建筑特征进行了详细描述，包括材料、厚度、建筑系统等，并基于酒庄提供的项目文件和现场访问数据，量化了建筑成本。为了确保成本的可比性，研究使用了CYPE 2023和Presto 17.03等预算软件，对所有酒窖的建筑成本进行了更新和标准化计算。
热性能监测
在每个酒窖中安装了温度记录仪，监测室内外环境的温度变化。监测周期为一年，数据采集间隔为15分钟。通过分析室内温度的演变、外部温度的变化以及酒窖的阻尼能力（damping capacity），研究团队评估了不同建筑解决方案的热性能。
数据分析
研究团队计算了每个酒窖的年度和每日阻尼值，并分析了酒窖的稳定性（即温度变化的速度）。阻尼值反映了酒窖对外部温度变化的缓冲能力，而稳定性则反映了室内温度的波动情况。
建筑成本
研究结果显示，地上酒窖的建筑成本因建筑解决方案的不同而有较大差异。酒窖围护结构（包括外墙、屋顶和地板）的平均成本为207.4欧元/平方米，其中外墙的平均成本为120.6欧元/平方米，屋顶为84.5欧元/平方米，地板为56.5欧元/平方米。酒窖的总成本（包括结构和围护结构）在270欧元/平方米至771欧元/平方米之间。
热性能
大多数酒窖在缓冲外部温度变化方面表现出色，年度阻尼值在50%至84%之间。每日阻尼值则普遍高于90%，部分酒窖甚至达到99%。这表明这些酒窖能够有效减少外部温度波动对室内环境的影响。此外，酒窖的稳定性也较好，平均每周温度变化低于1°C，部分酒窖的稳定性甚至达到0.3°C/周。
建筑解决方案的有效性
研究指出，增加建筑成本并不一定意味着更好的阻尼效果。例如，双墙结构（thermo-clay或空心砖）结合内部隔热层（厚度至少4厘米）能够实现较高的阻尼效果。此外，酒窖的集成度（即与周围建筑或地面的接触面积）越高，其阻尼效果越好。例如，部分酒窖通过将外墙与地面接触，实现了高达99%的每日阻尼值，且无需空调设备。
本研究为葡萄酒行业提供了地上酒窖设计和成本控制的参考标准。通过分析多种建筑解决方案的成本和热性能，研究团队得出以下结论： - 地上酒窖的建筑成本因建筑解决方案的不同而有较大差异，围护结构的平均成本为207.4欧元/平方米。 - 大多数地上酒窖在缓冲外部温度变化方面表现出色，年度阻尼值在50%至84%之间，每日阻尼值普遍高于90%。 - 增加建筑成本并不一定意味着更好的阻尼效果，双墙结构结合内部隔热层能够实现较高的阻尼效果。 - 酒窖的集成度越高，其阻尼效果越好，部分酒窖通过将外墙与地面接触，实现了高达99%的每日阻尼值，且无需空调设备。
研究还指出，酒窖的设计和管理中应避免过度通风，因为这会降低建筑解决方案的有效性。此外，屋顶的热惯性和隔热层的结合对于稳定室内温度至关重要。