Den temperatur, du føler på en varm, solrig dag, svarer ikke altid til termostaten. Catherine Falls Commercial/Moment via Getty Images

Forestil dig to boliger i samme gade: den ene bygget i 1950'erne og den anden i 1990'erne. Der er ingen træer eller anden skygge. Aircondition-enhederne er identiske, for nylig udskiftet og fungerer perfekt. Identiske termostater er indstillet til 82 grader Fahrenheit (27.8 Celsius).

Når det er 110 F (43.3 C) udenfor, vil huset fra 1950'erne sandsynligvis føles mindst 10 F (5.6 C) varmere indeni, selv med den samme lufttemperatur.

Hvorfor?

Svaret har at gøre med strålevarme. Strålingsvarme er det, der holder dig varm ved et lejrbål på en kold vinternat. Ilden varmer ikke luften meget; snarere, ligesom Solen, bevæger det meste af ildens varme sig gennem usynlige bølger direkte fra lejrbålet til din krop.

I strålevarmen fra Arizona-solen, overfladetemperaturen på de uisolerede stolpe- og bjælkelofter i mit hus, et af 41,000 bygget i Tucson under æraen efter Anden Verdenskrig, kan nå over 100 F (37.8 C). De enkeltglaserede stålvinduer registrerer 122 F (50 C), og de uisolerede betonblokke er ikke meget køligere.

Inde i mit hus på trecifrede dage kan det føles, som om jeg står nær et lejrbål, selv når klimaanlægget brøler for at holde 75 F (23.9 C). Og når systemet går i stykker – som det gjorde under langvarig hedebølge i 2023, da Phoenix ramte 110 F (43.3 C) hver dag i ugevis - stiger temperaturen faretruende hurtigt. Uden AC gør de varme overflader plus hvirvelen af ​​luft fra loftsventilatoren huset føles som en airfryer.

Lufttemperatur: En ufuldstændig indikator for komfort

Mens folk er vant til at tænke på, hvordan tøj, luftbevægelser, temperatur og fugtighed påvirker komforten, to mindre kendte mål hjælper med at forklare, hvordan de oplever komfort indendørs:

1. Gennemsnitlig strålingstemperatur. Dette er gennemsnitstemperaturen på alle de overflader, der omgiver os: loft, vinduer, vægge, gulv. For at strålevarme kan bevæge sig mellem en genstand og den menneskelige krop, har den brug for en uafbrudt synslinje, så lofter og uhindrede vinduer har en overordnet indflydelse på den strålingstemperatur, der opleves et bestemt sted i et hus.

2. Driftstemperatur. Dette kan tilnærmes ved at tage et gennemsnit af den gennemsnitlige strålingstemperatur og den gennemsnitlige lufttemperatur i et rum. Andre beregninger af operativ temperatur tager højde for effekter af luftbevægelser, fugtighed og yderligere variabler. Rundt regnet halvdelen af ​​hvordan du oplever komfort bestemmes af det strålende miljø.

Desværre som bygningsforsker Robert Bean (ingen relation) siger, "en hel industri af producenter, leverandører, bygherrer og håndværkere sætter fejlagtigt lighedstegn mellem termisk komfort og lufttemperaturer." Resultatet er, at de fleste mennesker er fuldstændig uvidende om, hvad der faktisk får et rum til at føles behageligt - eller ubehageligt varmt.
Temperaturen på indendørs overflader gør en stor forskel for komforten, selv når indeluften har samme temperatur. Jonathan Bean, CC BY-ND

På en varm, solrig dag sænker god isolering og dobbeltrude vinduer varmeoverførslen nok til, at aircondition holder den gennemsnitlige strålingstemperatur inde i bygningen inden for et par grader af lufttemperaturen.

Men i en underisoleret bygning, såsom mit hus, eller i nogle ældre almene boligprojekter i Phoenix, kan den høje gennemsnitlige strålingstemperatur skubbe driftstemperaturen over 90 F (32.2 C) - selv med termostaten indstillet til 75 F (23.9 C). Når overfladetemperaturen overstiger temperaturen på vores hud, vil varme begynde at stråle fra den varme overflade ind i kroppen, hvilket gør hedeslag mere sandsynligt.

Den høje strålingsmiddeltemperatur i gamle, underisolerede boliger gør dem meget mindre behagelige end nye eller velisolerede boliger. Jonathan Bean, CC BY-ND

Jonathan Bean, CC BY-ND

Mens den nøjagtige tærskel, hvor overophedning bliver farlig, diskuteres, er de fleste mennesker enige om, at 90 F (32.2 C) er alt for varmt til komfort.

Varme overflader er grunden til, at mindre bygninger, såsom mobilhomes, små huse, forsendelse containere og garager forvandlet til lejligheder, føles ofte ubehageligt uanset termostatindstillingen. Mindre strukturer udsætter beboerne for tre, fire eller endda seks overflader med det ydre udsat for sol og varm udendørs luft. Flere varme overflader, mere ubehag.

Kølere overflader, mere komfort

Bor du i en underisoleret bygning og ikke gider bruge mere strøm, kan du indstille termostaten lavere. Men hvis den gennemsnitlige strålingstemperatur er høj, vil et fald i lufttemperaturen på 2 F (1.1 C) kun føles som 1 F (0.6 C) - og de varme overflader vil stadig få dig til at føle dig utilpas.

Tilføjelse af isolering til dit tag og udskiftning af enkelt-rude vinduer med dobbelt-rude enheder med lavemissionsglas (lav-E). kan hjælpe med at reducere den gennemsnitlige strålingstemperatur og dine energiregninger. Det er dyre forbedringer, men nye føderale skattefradrag , kommende rabatter, der skal administreres af individuelle stater, kan hjælpe.

Træer, markiser og udvendige skygger kan også reducere de gennemsnitlige strålingstemperaturer ved at blokere for direkte sollys. Imidlertid, glas er en elendig isolator, så i meget varme klimaer kan enkeltrude vinduer, der er fuldstændig beskyttet mod solen, stadig blive ubehageligt varme.

At tilføje et gardin indeni - og holde det lukket - kan hjælpe med at reducere den gennemsnitlige strålingstemperatur, fordi gardinet vil være tættere på lufttemperaturen end glasset.

Hvad med lejere i gamle bygninger?

Lejere i ældre, underisolerede bygninger er ofte dårligere i stand til at betale store energiregninger, og udlejere kan være ude af stand til eller uvillige til at foretage dyre forbedringer. Gør tingene værre, ældre klimaanlæg bruger to til tre gange så meget energi som nyere enheder for at levere samme mængde køling.

Da skabelse af en behagelig driftstemperatur kræver, at termostaten indstilles lavere, skal et HVAC-system i en underisoleret bygning arbejde længere og hårdere, bruge mere energi og øge omkostningerne yderligere. Og omkostningerne ved ubehag er ikke kun økonomiske: Varme bygninger har også negativ indvirkning på sundheden og produktivitet.

Millioner af amerikanere bor nu steder, hvor afkøling er det eneste, der forhindrer en masseulykke. I Phoenix, bykode kræver lejeenheder afkølet med aircondition at opretholde en temperatur på højst 82 F (27.8 C), målt 3 fod over gulvet i midten af ​​rummet. Desværre angiver koden ikke, om 82 F er driftstemperaturen eller lufttemperaturen.

Det ene ord gør en verden til forskel.

I en ældre, underisoleret bygning, der ligner mit hus - eller, i det værste tilfælde, en solstegt sydvestenhed på øverste etage i et uisoleret betonhøjhus - en tilsyneladende sikker lufttemperatur på 82 F kunne let maskere farlige driftstemperaturer på 96 F (35.6 C) eller højere.

Nøglen til bedre design

Som professor i arkitektur og bygningsvidenskab, Jeg tror, ​​at nutidens byzantinske byggeregler og lejeregler kunne forbedres væsentligt for komfort ved regulering af middel strålingstemperatur frem for lufttemperaturen. Store dele af koden kan kasseres ved at kræve, at indvendige overflader, som er nemme at måle med en billig infrarødt termometer, holdes inden for et komfortområde over 60 F (15.6 C) og under 85 F (29.4 C).

For mere komfortable bygninger kan arkitekter og ingeniører ansøge simple, etablerede principper, såsom naturlig ventilation, skygge og den rette isolering og vinduer til klimaet. At holde varmen ude i første omgang betyder, at vi ikke skal bruge så meget på energi til afkøling. Forskning viser, at disse tiltag også kan gøre os sikrere ved holder bygninger køligere i længere tid ved sommerstrømafbrydelser.

Det glade resultat: boliger og andre bygninger, der ikke kun er komfortable, men også sikrere og mere overkommelige i drift.

Om forfatteren

Jonathan Bean, lektor i arkitektur, bæredygtige byggemiljøer og markedsføring, University of Arizona

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.