Temperaturen du føler på en varm, solrik dag stemmer ikke alltid overens med termostaten. Catherine Falls Commercial/Moment via Getty Images

Se for deg to boliger i samme gate: ett bygget på 1950-tallet og det andre på 1990-tallet. Det er ingen trær eller annen skygge. Klimaanleggene er identiske, nylig byttet ut og fungerer perfekt. Identiske termostater er satt til 82 grader Fahrenheit (27.8 Celsius).

Når det er 110 F (43.3 C) ute, vil huset fra 1950-tallet sannsynligvis føles minst 10 C varmere inne, selv med samme lufttemperatur.

Hvorfor?

Svaret har med strålevarme å gjøre. Strålingsvarme er det som holder deg varm ved et bål på en kald vinternatt. Bålet varmer ikke luften mye; snarere, som solen, beveger det meste av brannens varme seg gjennom usynlige bølger direkte fra leirbålet til kroppen din.

I strålevarmen fra Arizona-solen, overflatetemperaturen til de uisolerte post-og-bjelketakene i huset mitt, en av 41,000 bygget i Tucson under tiden etter andre verdenskrig, kan nå over 100 F (37.8 C). De englassede stålvinduene registrerer 122 F (50 C), og de uisolerte betongblokkveggene er ikke mye kulere.

Inne i huset mitt på tresifrede dager kan det føles som om jeg står i nærheten av et bål, selv når klimaanlegget brøler for å holde 75 F (23.9 C). Og når systemet går i stykker – som det gjorde under langvarig hetebølge i 2023, da Phoenix nådde 110 F (43.3 C) hver dag i flere uker – temperaturen stiger farlig raskt. Uten AC, gjør de varme overflatene pluss virvelen av luft fra takviften huset føles som en airfryer.

Lufttemperatur: En ufullstendig indikator på komfort

Mens folk er vant til å tenke på hvordan klær, luftbevegelser, temperatur og fuktighet påvirker komforten, hjelper to mindre kjente tiltak å forklare hvordan de opplever komfort innendørs:

1. Gjennomsnittlig strålingstemperatur. Dette er gjennomsnittstemperaturen på alle overflatene som omgir oss: tak, vinduer, vegger, gulv. For at strålevarme skal bevege seg mellom en gjenstand og menneskekroppen, trenger den en uavbrutt siktlinje, så tak og uhindrede vinduer har en overordnet innflytelse på strålingstemperaturen som oppleves på et bestemt sted i et hus.

2. Driftstemperatur. Dette kan tilnærmes ved å beregne gjennomsnittlig strålingstemperatur og gjennomsnittlig lufttemperatur i et rom. Andre beregninger av operativ temperatur tar hensyn til effekter av luftbevegelse, fuktighet og tilleggsvariabler. Omtrent halvparten av hvordan du opplever komfort bestemmes av det strålende miljøet.

Dessverre som bygningsforsker Robert Bean (ingen sammenheng) sier, "en hel industri av produsenter, leverandører, byggherrer og håndverkere setter feilaktig likhetstegn mellom termisk komfort og lufttemperaturer." Resultatet er at de fleste er fullstendig uvitende om hva som faktisk gjør at en plass føles behagelig - eller ubehagelig varm.
Temperaturen på innendørs overflater utgjør en stor forskjell for komforten, selv når inneluften har samme temperatur. Jonathan Bean, CC BY-ND

På en varm, solrik dag, god isolasjon og doble vinduer bremser varmeoverføringen nok til at klimaanlegget holder den gjennomsnittlige strålingstemperaturen inne i bygningen innenfor noen få grader fra lufttemperaturen.

Men i en underisolert bygning, som huset mitt, eller i noen eldre offentlige boligprosjekter i Phoenix, kan den høye gjennomsnittlige strålingstemperaturen presse driftstemperaturen over 90 C – selv med termostaten satt til 32.2 F (75 C). Når overflatetemperaturen overstiger temperaturen på huden vår, vil varme begynne å stråle fra den varme overflaten inn i kroppen og lage heteslag mer sannsynlig.

Den høye strålingsmiddeltemperaturen i gamle, underisolerte boliger gjør dem mye mindre komfortable enn nye eller godt isolerte hjem. Jonathan Bean, CC BY-ND

Jonathan Bean, CC BY-ND

Mens den nøyaktige terskelen der overoppheting blir farlig diskuteres, vil de fleste være enige om at 90 F (32.2 C) er altfor varmt for komfort.

Varme overflater er grunnen til at mindre bygninger, som bobiler, bittesmå hjem, frakt containere og garasjer omgjort til leiligheter, føles ofte ukomfortable uavhengig av termostatinnstillingen. Mindre strukturer utsetter beboerne for tre, fire eller til og med seks overflater med eksteriøret utsatt for sol og varm uteluft. Flere varme overflater, mer ubehag.

Kulere overflater, mer komfort

Bor du i en underisolert bygning og ikke har noe imot å bruke mer strøm, kan du stille termostaten lavere. Men hvis den gjennomsnittlige strålingstemperaturen er høy, vil et fall i lufttemperaturen på 2 F (1.1 C) føles som bare 1 F (0.6 C) - og de varme overflatene vil fortsatt få deg til å føle deg ukomfortabel.

Legge til isolasjon på taket ditt og bytte ut enkeltrute vinduer med doble enheter med glass med lav emissivitet (lav-E). kan bidra til å redusere den gjennomsnittlige strålingstemperaturen og energiregningene dine. De er dyre forbedringer, men nye føderale skattefradrag og kommende rabatter, som skal administreres av individuelle stater, kan hjelpe.

Trær, markiser og utvendige skjermer kan også redusere gjennomsnittlig strålingstemperatur ved å blokkere direkte sollys. Derimot, glass er en elendig isolator, så i svært varmt klima kan enkeltglassvinduer fullstendig beskyttet mot solen fortsatt bli ubehagelig varme.

Å legge til en gardin inni - og holde den lukket - kan bidra til å redusere gjennomsnittlig strålingstemperatur fordi gardinen vil være nærmere lufttemperaturen enn glasset.

Hva med leietakere i gamle bygninger?

Leietakere i eldre, underisolerte bygninger har ofte dårligere råd til store energiregninger, og utleiere kan være ute av stand til eller villige til å gjøre kostbare forbedringer. Gjør saken verre, eldre klimaanlegg bruker to til tre ganger så mye energi som nyere enheter for å levere samme mengde kjøling.

Siden å skape en behagelig driftstemperatur krever å sette termostaten lavere, må et HVAC-system i en underisolert bygning jobbe lenger og hardere, bruke mer energi og øke kostnadene ytterligere. Og kostnadene ved ubehag er ikke bare økonomiske: Varme bygninger har også negative helseeffekter og produktivitet.

Millioner av amerikanere bor nå på steder hvor kjøling er det eneste som hindrer en masseulykke. I Phoenix, bykode krever utleieenheter avkjølt med klimaanlegg for å opprettholde en temperatur på ikke mer enn 82 F (27.8 C), målt 3 fot over gulvet i midten av rommet. Dessverre spesifiserer ikke koden om 82 F er operativ temperatur eller lufttemperatur.

Det ene ordet gjør en verden av forskjell.

I en eldre, underisolert bygning som ligner på huset mitt - eller, i det verste tilfellet, en solstekt sørvest-enhet i toppetasjen i et uisolert betonghøyhus - en tilsynelatende trygg lufttemperatur på 82 F kan lett maskere farlige driftstemperaturer på 96 F (35.6 C) eller høyere.

Nøkkelen til bedre design

Som professor i arkitektur og bygningsvitenskap, tror jeg dagens bysantinske byggeforskrifter og utleieregler kan forbedres betraktelig for komfort ved regulering av gjennomsnittlig strålingstemperatur heller enn lufttemperatur. Store deler av kode kan kastes bort ved å kreve at innvendige overflater, som er enkle å måle med en rimelig infrarødt termometer, holdes innenfor et komfortområde over 60 F (15.6 C) og under 85 F (29.4 C).

For mer komfortable bygninger kan arkitekter og ingeniører søke enkle, etablerte prinsipper, som naturlig ventilasjon, skyggelegging og riktig isolasjon og vinduer for klimaet. Å holde varmen ute i utgangspunktet betyr at vi ikke trenger å bruke så mye på energi til kjøling. Forskning viser at disse tiltakene også kan gjøre oss tryggere ved holde bygninger kjøligere lenger ved strømbrudd om sommeren.

Det lykkelige resultatet: hjem og andre bygninger som ikke bare er komfortable, men også tryggere og rimeligere i drift.

Om forfatteren

Jonathan Bean, førsteamanuensis i arkitektur, bærekraftige bygningsmiljøer og markedsføring, University of Arizona

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.