晴れた暑い日に感じる温度は、必ずしもサーモスタットの温度と一致するとは限りません。 キャサリン・フォールズのコマーシャル/モーメント（ゲッティイメージズ経由）

同じ通りにある 1950 つの家を想像してください。1990 つは 82 年代に建てられ、もう 27.8 つは XNUMX 年代に建てられました。木やその他の日陰はありません。エアコンユニットは同じもので、最近交換され、完全に動作しています。同じサーモスタットは華氏 XNUMX 度 (摂氏 XNUMX 度) に設定されています。

外気温が 110 °F (43.3 度) の場合、1950 年代の家は、同じ気温であっても屋内では少なくとも 10 度 (5.6 度) 暖かく感じるでしょう。

どうして？

答えは輻射熱に関係しています。輻射熱のおかげで、寒い冬の夜にキャンプファイヤーで暖かく過ごせます。火は空気をあまり暖めません。むしろ、太陽のように、火の熱のほとんどは目に見えない波を通ってキャンプファイヤーから直接体に伝わります。

アリゾナの太陽の輻射熱の中で、私の家の断熱されていない柱と梁の天井の表面温度は、 41,000 隻が建造されました 第二次世界大戦後のツーソンでは、気温が 100 °F (37.8 ℃) を超えることもあります。 単層ガラスのスチール窓は 122 °F (50 °C) を記録し、断熱されていないコンクリート ブロック壁はそれほど涼しくありません。

75桁の日の家の中では、23.9°F（XNUMX℃）を維持するためにエアコンが爆音を立てているにもかかわらず、キャンプファイヤーの近くに立っているように感じることがあります。 そして、システムが壊れたとき – 事故のときのように 2023年の長期にわたる熱波、フェニックスが数週間にわたって毎日110°F（43.3℃）に達したとき、気温は危険なほど急速に上昇しました。 エアコンがないと、表面が熱くなって天井ファンからの空気の渦が家の中を熱くします。 エアフライヤーのような感じ.

気温: 快適さの不完全な指標

人々は衣服、空気の動き、気温、そして気温について考えることに慣れていますが、 湿度 快適さに影響を与えるXNUMXつのあまり知られていない指標は、屋内でどのように快適さを感じるかを説明するのに役立ちます。

1. 平均放射温度。 これは、天井、窓、壁、床など、私たちを取り巻くすべての表面の平均温度です。 輻射熱が物体と人体の間を移動するには、遮るもののない視線が必要であるため、天井や遮るもののない窓は、家の特定の場所で経験する輻射温度に大きな影響を与えます。

2. 動作温度。 これは、室内の平均輻射温度と平均気温を平均することで近似できます。 動作温度のその他の計算では、空気の動き、湿度、その他の変数の影響が考慮されます。 だいたい 快適さを体験する方法の半分 によって決定されます 輝く環境.

残念なことに、建築科学者として ロバート・ビーン (関係なし) は、「メーカー、サプライヤー、建設業者、商人からなる業界全体が、温熱快適性を気温と誤って同一視している」と述べています。 その結果、ほとんどの人は実際に空間を快適に感じる原因、つまり不快に感じる暑さの原因にまったく気づいていません。
室内の空気温度が同じでも、室内表面の温度によって快適性は大きく異なります。 ジョナサン・ビーン, BY-ND CC

晴れた暑い日には、断熱効果が高く、二重窓があるため、空調の熱伝達が遅くなり、建物内の平均放射温度が気温の数度以内に保たれます。

しかし、私の家のような断熱が不十分な建物や、フェニックスの一部の古い公共住宅プロジェクトでは、サーモスタットを 90 °F に設定していても、平均輻射温度が高いため、動作温度が 32.2 °F (75 °C) を超えることがあります。 (23.9℃)。 表面温度が皮膚の温度を超えると、熱い表面から体内に熱が放射され始め、 熱中症が起こりやすくなる.

断熱が不十分な古い住宅では輻射平均温度が高いため、新築または断熱の良い住宅に比べて快適さが大幅に低下します。 ジョナサン・ビーン, BY-ND CC

ジョナサン・ビーン, BY-ND CC

過熱が危険になる正確な基準については議論がありますが、ほとんどの人は 90 °F (32.2 ℃) では快適にするには暖かすぎることに同意するでしょう。

トレーラーハウスや小さな家などの小さな建物は、表面が高温になるため、 輸送用コンテナ ガレージやアパートに変わった場所では、サーモスタットの設定に関係なく、不快に感じることがよくあります。 小規模な構造物では、居住者は XNUMX 面、XNUMX 面、さらには XNUMX 面にさらされ、外側は太陽と熱い外気にさらされます。 表面が暖かくなると、不快感も大きくなります。

表面が涼しく、より快適

断熱が不十分な建物に住んでいて、より多くの電力を使用しても構わない場合は、サーモスタットを低く設定することができます。しかし、平均輻射温度が高い場合、気温が 2 °F (1.1 °C) 低下しても、体感温度はわずか 1 °F (0.6 °C) にしか感じられません。それでも、表面が熱いと不快に感じます。

屋根に断熱材を追加し、単板窓を複層ガラスユニットに交換します。 低放射率 (Low-E) ガラス 平均放射温度と光熱費の削減に役立ちます。 それらは高価な改良ですが、新しい連邦政府の 税額控除 & 今後のリベート、個々の州によって管理されることが役立ちます。

木、日よけ、屋外の日よけも、直射日光を遮断することで平均放射温度を下げることができます。 しかし、 ガラスは断熱材としては劣悪ですそのため、非常に暑い気候では、太陽から完全に保護された単板窓でも不快なほど暑くなる可能性があります。

内側にカーテンを追加し、閉じたままにすると、カーテンはガラスよりも気温に近づくため、平均放射温度を下げることができます。

古い建物の賃貸人はどうなりますか？

古い、断熱性の低い建物の賃貸人は多額の光熱費を支払う余裕がないことが多く、家主は高価な改修を行うことができないか、またはその気がない可能性があります。 さらに事態を悪化させるのは、 古い空調システムは XNUMX ～ XNUMX 倍のエネルギーを消費します 新しいユニットと同じ量の冷却を提供します。

快適な動作温度を作り出すにはサーモスタットを低く設定する必要があるため、断熱が不十分な建物の HVAC システムはより長時間、よりハードに動作する必要があり、より多くのエネルギーを使用し、コストがさらに上昇します。 そして、不快感の代償は金銭的なものだけではありません。暑い建物には、 健康への悪影響 と生産性。

何百万ものアメリカ人が現在、次のような場所に住んでいます。 大量死傷事件を防ぐ唯一の方法は冷却です。 フェニックスでは、 都市コードではエアコン付きのレンタルユニットが必要です 部屋の中央の床から 82 フィート上で測定した温度を 27.8 F (3 ℃) 以下に維持してください。 残念ながら、コードでは 82 F が動作温度であるか気温であるかは指定されていません。

その一言が世界を変えるのです。

私の家と同じような古くて断熱が不十分な建物、または最悪のシナリオかもしれないが、断熱されていないコンクリートの高層ビルの最上階にある日当たりの良い南西側のユニットでは、一見安全に見える気温は 82 度である。 F は、96 F (35.6 C) 以上の危険な動作温度を簡単に隠すことができます。

より良いデザインへの鍵

の教授として 建築と建築科学, 私は、今日のビザンチン建築基準と賃貸規則は、次のことによって快適性を大幅に改善できると信じています。 平均放射温度の調整 気温ではなく。 コードの膨大なセクションは、安価なツールで簡単に測定できる内部表面を要求することで放棄できる可能性があります。 赤外線温度計、60 F (15.6 C) 以上、85 F (29.4 C) 以下の快適な範囲内に保ってください。

より快適な建物を目指して、建築家やエンジニアが申請できる シンプルで確立された原則自然換気、日よけ、気候に応じた適切な断熱材や窓など。 そもそも熱を遮断するということは、冷却に多くのエネルギーを費やす必要がないことを意味します。 研究によると、これらの対策により、次のような安全性が得られることがわかっています。 建物をより長く涼しく保つ 夏の停電時に。

その結果、快適なだけでなく、より安全で、より手頃な価格で運営できる住宅やその他の建物が実現します。

著者について

ジョナサン・ビーン、建築、持続可能な建築環境およびマーケティングの准教授、 アリゾナ大学

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