在炎热、阳光明媚的日子里，您感受到的温度并不总是与恒温器相符。 凯瑟琳瀑布广告/时刻来自盖蒂图片社

想象一下同一条街上的两栋房屋：一栋建于 1950 世纪 1990 年代，另一栋建于 82 年代。没有树木或其他树荫。空调机组完全相同，最近更换，运行完美。相同的恒温器设置为 27.8 华氏度（XNUMX 摄氏度）。

当室外温度为 110 华氏度（43.3 摄氏度）时，即使气温相同，1950 年代的房子内部也可能会感觉至少温暖 10 华氏度（5.6 摄氏度）。

为什么？

答案与辐射热有关。在寒冷的冬夜，辐射热能让你在篝火旁保持温暖。火不会使空气变暖太多；相反，就像太阳一样，大部分火的热量通过看不见的波直接从篝火传递到您的身体。

在亚利桑那州太阳的辐射热下，我家的非隔热柱梁天花板的表面温度（其中之一） 建成41,000 二战后时期的图森气温可达 100 华氏度（37.8 摄氏度）以上。 单层玻璃钢窗的温度为 122 华氏度（50 摄氏度），未隔热的混凝土砌块墙也凉爽不了多少。

在三位数的日子里，在我的房子里，即使空调轰鸣着维持 75 华氏度（23.9 摄氏度），我也会感觉自己站在篝火旁。 当系统崩溃时——就像在 2023年长期热浪，当凤凰城连续数周每天气温达到 110 华氏度（43.3 摄氏度）时，气温会快速上升，非常危险。 如果没有空调，炎热的表面加上吊扇发出的空气漩涡会使房子 感觉像空气炸锅.

气温：舒适度的不完整指标

虽然人们习惯于思考服装、空气流动、温度和 湿度 影响舒适度的因素有两个鲜为人知的措施可以帮助解释他们在室内体验舒适度的方式：

1. 平均辐射温度。 这是我们周围所有表面的平均温度：天花板、窗户、墙壁、地板。 为了使辐射热在物体和人体之间移动，需要不间断的视线，因此天花板和无障碍的窗户对房屋中特定位置的辐射温度有很大的影响。

2. 工作温度。 这可以通过平均房间内的平均辐射温度和平均空气温度来近似。 工作温度的其他计算考虑了空气流动、湿度和其他变量的影响。 大致 您体验舒适度的一半 由 辐射环境.

不幸的是，作为建筑科学家 罗伯特·比恩 （没有关系）说，“整个行业的制造商、供应商、建筑商和商人错误地将热舒适度与气温等同起来。” 结果是，大多数人完全忽视了到底是什么让空间感觉舒适——或者令人不舒服的热。
即使室内空气温度相同，室内表面的温度也会对舒适度产生很大差异。 乔纳森·比恩, CC BY-ND

在炎热、阳光明媚的日子，良好的隔热性能和双层玻璃窗可以减缓热传递，足以让空调将建筑物内的平均辐射温度保持在气温的几度之内。

然而，在绝缘不足的建筑中，例如我的房子，或在凤凰城的一些较旧的公共住房项目中，较高的平均辐射温度可能会使工作温度超过 90 F (32.2 C) - 即使恒温器设置为 75 F （23.9℃）。 当表面温度超过我们皮肤的温度时，热量就会开始从热表面辐射到体内，使 中暑的可能性更大.

旧的、隔热不足的房屋的高辐射平均温度使得它们比新的或隔热良好的房屋更不舒适。 乔纳森·比恩, CC BY-ND

乔纳森·比恩, CC BY-ND

虽然过热变得危险的确切阈值存在争议，但大多数人都认为 90 F (32.2 C) 太热了，不舒服。

热表面是小型建筑物（例如移动房屋、微型房屋）的原因 运输集装箱 车库改造成公寓，无论恒温器设置如何，通常都会感到不舒服。 较小的结构使居住者暴露在三个、四个甚至六个表面上，外部暴露在阳光和热的室外空气中。 表面越温暖，就越不舒服。

表面更凉爽，更舒适

如果您住在绝缘不足的建筑物中并且不介意使用更多电量，则可以将恒温器设置得较低。但如果平均辐射温度很高，气温下降 2 华氏度（1.1 摄氏度），感觉起来就像只下降了 1 华氏度（0.6 摄氏度）——而那些炎热的表面仍然会让您感到不舒服。

为您的屋顶添加隔热层，并用双窗格窗户替换单窗格窗户 低辐射（Low-E）玻璃 可以帮助降低平均辐射温度和能源费用。 它们是昂贵的改进，但新的联邦 税收抵免 和 即将到来的回扣由各个州管理的，可以提供帮助。

树木、遮阳篷和外部遮阳帘还可以通过阻挡阳光直射来降低平均辐射温度。 然而， 玻璃是一种糟糕的绝缘体，因此在非常炎热的气候下，完全不受阳光照射的单窗格窗户仍然会变得令人不舒服的温暖。

在内部添加窗帘并保持其关闭有助于降低平均辐射温度，因为窗帘比玻璃更接近空气温度。

旧楼的租客怎么办？

老旧、隔热不足的建筑中的租户往往无力承担大笔能源费用，房东可能无法或不愿意进行昂贵的改进。 使事情变得更糟的是， 旧空调系统使用的能源是旧空调系统的两到三倍 与较新的设备一样可以提供相同的冷却量。

由于创造舒适的工作温度需要将恒温器设置得较低，因此隔热不足的建筑中的 HVAC 系统必须工作更长时间、更努力，消耗更多能源并进一步提高成本。 不适的代价不仅是经济上的：炎热的建筑也有 对健康的不利影响 和生产力。

数以百万计的美国人现在居住在 冷却是防止大规模伤亡事件的唯一方法。 在凤凰城， 城市法规要求租赁单位采用空调制冷 保持温度不超过 82 华氏度（27.8 摄氏度）（在房间中央距地板 3 英尺处测量）。 不幸的是，代码没有指定 82 F 是工作温度还是空气温度。

这一个词使世界变得不同。

在一栋类似于我家的老式、隔热不足的建筑中——或者，在最坏的情况下，在一栋未隔热的混凝土高层建筑顶层的一个被太阳晒坏的西南单元——看似安全的气温为 82 度。 F 可以轻松掩盖 96 F (35.6 C) 或更高的危险工作温度。

更好设计的关键

作为教授 建筑学和建筑科学，我相信今天的拜占庭式建筑规范和租赁规则可以通过以下方式大大改善舒适度 调节平均辐射温度 而不是空气温度。 通过要求内部表面可以抛弃大量的代码，这些内部表面很容易用廉价的测量工具来测量 红外测温仪，保持在高于 60 F (15.6 C) 且低于 85 F (29.4 C) 的舒适范围内。

为了更舒适的建筑，建筑师和工程师可以申请 简单、既定的原则，例如自然通风、遮阳以及适合气候的隔热材料和窗户。 首先将热量排除在外意味着我们不必花费太多能源来冷却。 研究表明，这些措施还可以使我们更安全 使建筑物保持更长时间的凉爽 夏季停电时。

令人高兴的结果是：住宅和其他建筑不仅舒适，而且更安全且运营成本更低。

关于作者

乔纳森·比恩，建筑学、可持续建筑环境和营销副教授， 亚利桑那大学

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