在炎熱、陽光明媚的日子裡，您感受到的溫度並不總是與恆溫器相符。 凱瑟琳瀑布廣告/時刻來自蓋蒂圖片社

想像同一條街上的兩棟房屋：一棟建於 1950 世紀 1990 年代，另一棟建於 82 年代。沒有樹木或其他樹蔭。空調機組完全相同，最近更換，運作完美。相同的恆溫器設定為 27.8 華氏度（XNUMX 攝氏度）。

當室外溫度為 110 華氏度（43.3 攝氏度）時，即使氣溫相同，1950 年代的房子內部也可能會感覺至少溫暖 10 華氏度（5.6 攝氏度）。

為什麼呢？

答案與輻射熱有關。在寒冷的冬夜，輻射熱能讓你在營火旁保持溫暖。火不會使空氣變暖太多；相反，就像太陽一樣，大部分火的熱量通過看不見的波直接從篝火傳遞到您的身體。

在亞利桑那州太陽的輻射熱下，我家的非隔熱柱樑天花板的表面溫度（其中之一） 已建成 41,000 輛 二戰後時期的圖森氣溫可達 100 華氏度（37.8 攝氏度）以上。 單層玻璃鋼窗的溫度為 122 華氏度（50 攝氏度），未隔熱的混凝土砌塊牆也涼爽不了多少。

在三位數的日子裡，在我的房子裡，即使空調轟鳴著維持 75 華氏度（23.9 攝氏度），我也會感覺自己站在篝火旁。 當系統崩潰時——就像在 2023年長期熱浪，當鳳凰城連續數週每天氣溫達到 110 華氏度（43.3 攝氏度）時，氣溫會快速上升，非常危險。 如果沒有空調，炎熱的表面加上吊扇發出的空氣漩渦會使房子 感覺像空氣炸鍋.

氣溫：舒適度的不完整指標

雖然人們習慣於思考服裝、空氣流動、溫度和 濕度 影響舒適度的因素有兩個鮮為人知的措施可以幫助解釋他們在室內體驗舒適度的方式：

1. 平均輻射溫度。 這是我們周圍所有表面的平均溫度：天花板、窗戶、牆壁、地板。 為了使輻射熱在物體和人體之間移動，需要不間斷的視線，因此天花板和無障礙的窗戶對房屋中特定位置的輻射溫度有很大的影響。

2. 工作溫度。 這可以通過平均房間內的平均輻射溫度和平均空氣溫度來近似。 工作溫度的其他計算考慮了空氣流動、濕度和其他變量的影響。 大致 您體驗舒適度的一半 是由 輻射環境.

不幸的是，作為建築科學家 羅伯特·比恩 （沒有關係）說，“整個行業的製造商、供應商、建築商和商人錯誤地將熱舒適度與氣溫等同起來。” 結果是，大多數人完全忽視了到底是什麼讓空間感覺舒適——或者令人不舒服的熱。
即使室內空氣溫度相同，室內表面的溫度也會對舒適度產生很大差異。 喬納森·比恩, CC BY-ND

在炎熱、陽光明媚的日子，良好的隔熱性能和雙層玻璃窗可以減緩熱傳遞，足以讓空調將建築物內的平均輻射溫度保持在氣溫的幾度之內。

然而，在絕緣不足的建築中，例如我的房子，或在鳳凰城的一些較舊的公共住房項目中，較高的平均輻射溫度可能會使工作溫度超過90 F (32.2 C) - 即使恆溫器設置為75 F （23.9℃）。 當表面溫度超過我們皮膚的溫度時，熱量就會開始從熱表面輻射到體內，使 中暑的可能性更大.

舊的、隔熱不足的房屋的高輻射平均溫度使得它們比新的或隔熱良好的房屋更不舒適。 喬納森·比恩, CC BY-ND

喬納森·比恩, CC BY-ND

雖然過熱變得危險的確切閾值存在爭議，但大多數人都認為 90 F (32.2 C) 太熱了，不舒服。

熱表面是小型建築物（例如移動房屋、微型房屋）的原因 運輸集裝箱 車庫改造成公寓，無論恆溫器設置如何，通常都會感到不舒服。 較小的結構使居住者暴露在三個、四個甚至六個表面上，外部暴露在陽光和熱的室外空氣中。 表面越溫暖，就越不舒服。

表面更涼爽，更舒適

如果您住在絕緣不足的建築物中並且不介意使用更多電量，則可以將恆溫器設置得較低。但如果平均輻射溫度很高，氣溫下降 2 華氏度（1.1 攝氏度），感覺起來就像只下降了 1 華氏度（0.6 攝氏度）——而那些炎熱的表面仍然會讓您感到不舒服。

為您的屋頂添加隔熱層，並用雙窗格窗戶替換單窗格窗戶 低輻射（Low-E）玻璃 可以幫助降低平均輻射溫度和能源費用。 它們是昂貴的改進，但新的聯邦 稅收抵免 和 即將到來的回扣由各個州管理的，可以提供幫助。

樹木、遮陽篷和外部遮陽簾還可以通過阻擋陽光直射來降低平均輻射溫度。 然而， 玻璃是一種糟糕的絕緣體，因此在非常炎熱的氣候下，完全不受陽光照射的單窗格窗戶仍然會變得令人不舒服的溫暖。

在內部添加窗簾並保持其關閉有助於降低平均輻射溫度，因為窗簾比玻璃更接近空氣溫度。

舊樓的房客怎麼辦？

老舊、隔熱不足的建築中的租戶往往無力承擔大筆能源費用，房東可能無法或不願意進行昂貴的改進。 使事情變得更糟的是， 舊空調系統使用的能源是舊空調系統的兩到三倍 與較新的設備一樣可以提供相同的冷卻量。

由於創造舒適的工作溫度需要將恆溫器設置得較低，因此隔熱不足的建築中的 HVAC 系統必須工作更長時間、更努力，消耗更多能源並進一步提高成本。 不適的代價不僅是經濟上的：炎熱的建築也有 對健康的不利影響 和生產力。

數以百萬計的美國人現在居住在 冷卻是防止大規模傷亡事件的唯一方法。 在鳳凰城， 城市法規要求租賃單位採用空調製冷 保持溫度不超過 82 華氏度（27.8 攝氏度）（在房間中央距地板 3 英尺處測量）。 不幸的是，代碼沒有指定 82 F 是工作溫度還是空氣溫度。

這一個字使世界變得不同。

在一棟類似於我家的老式、隔熱不足的建築中——或者，在最壞的情況下，在一棟未隔熱的混凝土高層建築頂層的一個被太陽曬壞的西南單元——看似安全的氣溫為 82 度。F 可以輕鬆掩蓋 96 F (35.6 C) 或更高的危險工作溫度。

更好設計的關鍵

作為教授 建築學和建築科學，我相信今天的拜占庭式建築規範和租賃規則可以通過以下方式大大改善舒適度 調節平均輻射溫度 而不是空氣溫度。 通過要求內部表面可以拋棄大量的代碼，這些內部表面很容易用廉價的測量工具來測量 紅外測溫儀，保持在高於 60 F (15.6 C) 且低於 85 F (29.4 C) 的舒適範圍內。

為了更舒適的建築，建築師和工程師可以申請 簡單、既定的原則，例如自然通風、遮陽以及適合氣候的隔熱材料和窗戶。 首先將熱量排除在外意味著我們不必花費太多能源來冷卻。 研究表明，這些措施還可以使我們更安全 使建築物保持更長時間的涼爽 夏季停電時。

令人高興的結果是：住宅和其他建築不僅舒適，而且更安全且運營成本更低。

關於作者

喬納森·比恩，建築學、可持續建築環境和營銷副教授， 亞利桑那大學

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