Die temperatuur wat jy voel op 'n warm, sonnige dag stem nie altyd ooreen met die termostaat nie. Catherine Falls Kommersieel/Moment via Getty Images

Stel jou twee huise in dieselfde straat voor: een wat in die 1950's gebou is en die ander in die 1990's. Daar is geen bome of ander skaduwee nie. Die lugversorgingseenhede is identies, onlangs vervang en werk perfek. Identiese termostate is ingestel op 82 grade Fahrenheit (27.8 Celsius).

Wanneer dit 110 F (43.3 C) buite is, sal die 1950's huis waarskynlik ten minste 10 F (5.6 C) warmer binne voel, selfs met dieselfde lugtemperatuur.

Hoekom?

Die antwoord het te make met stralingshitte. Stralende hitte is wat jou lekker warm hou by 'n kampvuur op 'n koue wintersaand. Die vuur maak die lug nie baie warm nie; eerder, soos die Son, beweeg die meeste van die vuur se hitte deur onsigbare golwe direk vanaf die kampvuur na jou liggaam.

In die stralende hitte van die Arizona-son, die oppervlaktemperatuur van die ongeïsoleerde post-en-balkplafonne in my huis, een van 41,000 gebou in Tucson tydens die era na die Tweede Wêreldoorlog, kan meer as 100 F (37.8 C) bereik. Die enkelglas-staalvensters registreer 122 F (50 C), en die ongeïsoleerde betonblokmure is nie veel koeler nie.

Binne my huis op driesyferdae kan dit voel asof ek naby 'n kampvuur staan, selfs met die lugversorger wat brul om 75 F (23.9 C) te handhaaf. En wanneer die stelsel breek – soos dit tydens die langdurige 2023 hittegolf, toe Phoenix vir weke elke dag 110 F (43.3 C) getref het - styg temperature gevaarlik vinnig. Sonder die AC maak die warm oppervlaktes plus die warrel lug van die plafonwaaier die huis voel soos 'n lugbraaier.

Lugtemperatuur: 'n Onvolledige aanduiding van gemak

Terwyl mense gewoond is om te dink oor hoe klere, lugbeweging, temperatuur en humiditeit troos beïnvloed, twee minder bekende maatstawwe help om te verduidelik hoe hulle gemak binnenshuis ervaar:

1. Gemiddelde stralingstemperatuur. Dit is die gemiddelde temperatuur van al die oppervlaktes wat ons omring: plafon, vensters, mure, vloer. Vir stralingshitte om tussen 'n voorwerp en die menslike liggaam te beweeg, het dit 'n ononderbroke siglyn nodig, so plafonne en onbelemmerde vensters het 'n groot invloed op die stralingstemperatuur wat op 'n spesifieke plek in 'n huis ervaar word.

2. Operasionele temperatuur. Dit kan benader word deur die gemiddelde stralingstemperatuur en die gemiddelde lugtemperatuur in 'n kamer te bereken. Ander berekeninge van operatiewe temperatuur neem effekte van lugbeweging, humiditeit en bykomende veranderlikes in ag. Ongeveer die helfte van hoe jy gemak ervaar word bepaal deur die stralende omgewing.

Ongelukkig, as die bouwetenskaplike Robert Bean (geen verband nie) sê, "'n hele bedryf van vervaardigers, verskaffers, bouers en handelaars stel termiese gemak verkeerdelik gelyk aan lugtemperature." Die gevolg is dat die meeste mense heeltemal onbewus is van wat 'n spasie eintlik gemaklik laat voel - of ongemaklik warm.
Die temperatuur van binnenshuise oppervlaktes maak 'n groot verskil vir gemak, selfs wanneer die binnenshuise lug dieselfde temperatuur is. Jonathan Bean, CC BY-ND

Op ’n warm, sonnige dag vertraag goeie isolasie en dubbelruitvensters hitte-oordrag genoeg vir lugversorging om die gemiddelde stralingstemperatuur binne die gebou binne ’n paar grade van die lugtemperatuur te hou.

In 'n ondergeïsoleerde gebou, soos my huis, of in sommige ouer openbare behuisingsprojekte in Phoenix, kan die hoë gemiddelde stralingstemperatuur egter die operasietemperatuur oor 90 F (32.2 C) opstoot - selfs met die termostaat ingestel op 75 F (23.9 C). Wanneer die oppervlaktemperatuur die temperatuur van ons vel oorskry, sal hitte vanaf die warm oppervlak in die liggaam begin uitstraal, wat maak hitte beroerte meer waarskynlik.

Die hoë stralende gemiddelde temperatuur in ou, ondergeïsoleerde huise maak hulle baie minder gemaklik as nuwe of goed geïsoleerde huise. Jonathan Bean, CC BY-ND

Jonathan Bean, CC BY-ND

Terwyl die presiese drempel waar oorverhitting gevaarlik word, gedebatteer word, sal die meeste mense saamstem dat 90 F (32.2 C) veels te warm is vir gemak.

Warm oppervlaktes is hoekom kleiner geboue, soos mobiele huise, klein huise, gestuur houers en motorhuise wat in woonstelle verander is, voel dikwels ongemaklik ongeag die termostaatverstelling. Kleiner strukture stel inwoners bloot aan drie, vier of selfs ses oppervlaktes met die buitekant blootgestel aan die son en warm buitelug. Meer warm oppervlaktes, meer ongemak.

Koeler oppervlaktes, meer gemak

As jy in ’n ondergeïsoleerde gebou woon en nie omgee om meer elektrisiteit te gebruik nie, kan jy die termostaat laer stel. Maar as die gemiddelde stralingstemperatuur hoog is, sal 'n daling van 2 F (1.1 C) in lugtemperatuur soos net 1 F (0.6 C) voel - en daardie warm oppervlaktes sal jou steeds ongemaklik laat voel.

Voeg isolasie by jou dak en vervang enkelruitvensters met dubbelruiteenhede met lae-emissie (lae-E) glas kan help om die gemiddelde stralingstemperatuur en jou energierekeninge te verminder. Hulle is duur verbeterings, maar nuwe federale Belastingkrediete en komende kortings, wat deur individuele state geadministreer moet word, kan help.

Bome, sonskerms en buiteskakerings kan ook gemiddelde stralingstemperature verminder deur direkte sonlig te blokkeer. Maar glas is 'n slegte isolator, dus in baie warm klimate kan enkelruitvensters wat heeltemal teen die son beskerm word, steeds ongemaklik warm word.

Om 'n gordyn binne by te voeg - en dit toe te hou - kan help om die gemiddelde stralingstemperatuur te verlaag omdat die gordyn nader aan die lugtemperatuur as die glas sal wees.

Wat van huurders in ou geboue?

Huurders in ouer, ondergeïsoleerde geboue is dikwels minder in staat om groot energierekeninge te bekostig, en verhuurders kan dalk nie duur verbeterings aanbring nie. Om sake erger te maak, ouer lugversorgingstelsels gebruik twee tot drie keer soveel energie as nuwer eenhede om dieselfde hoeveelheid verkoeling te lewer.

Aangesien die skep van 'n gemaklike werkingstemperatuur vereis dat die termostaat laer gestel word, moet 'n HVAC-stelsel in 'n ondergeïsoleerde gebou langer en harder werk, meer energie gebruik en die koste verder verhoog. En die koste van ongemak is nie net finansieel nie: Warm geboue het ook nadelige impak op gesondheid en produktiwiteit.

Miljoene Amerikaners woon nou op plekke waar verkoeling is die enigste ding wat 'n massa-ongeluk-gebeurtenis voorkom. In Phoenix, stadskode vereis huureenhede wat deur lugversorging afgekoel word om 'n temperatuur van nie meer as 82 F (27.8 C) te handhaaf nie, gemeet 3 voet bokant die vloer in die middel van die kamer. Ongelukkig spesifiseer die kode nie of 82 F die operatiewe temperatuur of die lugtemperatuur is nie.

Daardie een woord maak 'n wêreld van verskil.

In 'n ouer, ondergeïsoleerde gebou soortgelyk aan my huis - of, in wat die ergste scenario kan wees, 'n songebraaide suidwestelike eenheid van die boonste verdieping van 'n ongeïsoleerde beton hoë gebou - 'n skynbaar veilige lugtemperatuur van 82 F kan maklik gevaarlike operatiewe temperature van 96 F (35.6 C) of hoër verberg.

Die sleutel tot beter ontwerp

As professor in argitektuur en bouwetenskap, Ek glo vandag se Bisantynse boukodes en huurreëls kan aansienlik verbeter word vir gemak deur regulering van gemiddelde stralingstemperatuur eerder as lugtemperatuur. Groot dele van kode kan weggegooi word deur te vereis dat binneoppervlaktes, wat maklik is om te meet met 'n goedkoop infrarooi termometer, gehou word binne 'n geriefsreeks bo 60 F (15.6 C) en onder 85 F (29.4 C).

Vir meer gemaklike geboue kan argitekte en ingenieurs aansoek doen eenvoudige, gevestigde beginsels, soos natuurlike ventilasie, skadu en die regte isolasie en vensters vir die klimaat. Om hitte in die eerste plek uit te hou, beteken dat ons nie soveel aan energie vir verkoeling hoef te spandeer nie. Navorsing toon dat hierdie maatreëls ons ook veiliger kan maak deur geboue langer koeler te hou in die somer kragonderbrekings.

Die gelukkige resultaat: huise en ander geboue wat nie net gemaklik is nie, maar ook veiliger en meer bekostigbaar is om te bedryf.

Oor Die Skrywer

Jonathan Bean, Medeprofessor in Argitektuur, Volhoubare Bou-omgewings en Bemarking, Universiteit van Arizona

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.