덥고 화창한 날에 느끼는 온도는 항상 온도 조절 장치와 일치하지 않습니다. 게티 이미지를 통한 캐서린 폭포 광고 / 순간

같은 거리에 두 채의 집이 있다고 상상해보세요. 하나는 1950년대에, 다른 하나는 1990년대에 건설되었습니다. 나무나 다른 그늘이 없습니다. 에어컨 장치는 동일하고 최근에 교체되었으며 완벽하게 작동합니다. 동일한 온도 조절 장치는 화씨 82도(섭씨 27.8도)로 설정되어 있습니다.

외부 온도가 110F(43.3C)일 때 1950년대 주택은 동일한 기온에서도 내부가 최소 10F(5.6C) 더 따뜻하게 느껴질 것입니다.

이유는 무엇입니까?

대답은 복사열과 관련이 있습니다. 복사열은 추운 겨울 밤 캠프파이어에서 따뜻하게 구워지는 것입니다. 불은 공기를 많이 따뜻하게 하지 않습니다. 오히려 태양처럼 불의 열 대부분은 눈에 보이지 않는 파동을 통해 모닥불에서 몸으로 직접 이동합니다.

아리조나 태양의 복사열 속에서 우리 집의 단열되지 않은 기둥과 들보 천장의 표면 온도는 다음 중 하나입니다. 41,000대 건설 제100차 세계 대전 이후 투손에서는 37.8F(122C) 이상에 도달할 수 있습니다. 단창 강철 창은 50F(XNUMXC)를 기록하고 단열되지 않은 콘크리트 블록 벽은 그리 차갑지 않습니다.

세 자릿수의 날에 집 안에서는 75도(섭씨 23.9도)를 유지하기 위해 에어컨을 가동해도 모닥불 근처에 서 있는 것처럼 느껴질 수 있습니다. 그리고 시스템이 중단되면 – 2023년 장기 폭염, Phoenix가 몇 주 동안 매일 110F(43.3C)에 도달하면 온도가 위험할 정도로 빠르게 상승합니다. 에어컨이 없으면 뜨거운 표면과 천장 선풍기에서 나오는 공기의 소용돌이가 집을 더럽게 만듭니다. 에어프라이어 같은 느낌.

기온: 편안함을 나타내는 불완전한 지표

사람들은 의복, 공기의 움직임, 온도 및 습기 실내에서 편안함을 느끼는 방법을 설명하는 데 도움이 되는 잘 알려지지 않은 두 가지 척도가 있습니다.

1. 평균 복사 온도. 이것은 천장, 창문, 벽, 바닥 등 우리를 둘러싼 모든 표면의 평균 온도입니다. 복사열이 물체와 인체 사이를 이동하려면 방해받지 않는 시선이 필요하므로 천장과 장애물이 없는 창은 집안의 특정 장소에서 경험하는 복사 온도에 큰 영향을 미칩니다.

2. 작동 온도. 이것은 방의 평균 복사 온도와 평균 공기 온도를 평균화하여 근사화할 수 있습니다. 작동 온도의 다른 계산은 공기 이동, 습도 및 추가 변수의 영향을 고려합니다. 대충 편안함을 경험하는 방법의 절반 에 의해 결정된다 빛나는 환경.

불행히도 건물 과학자로서 로버트 빈 (관계 없음)은 "제조업체, 공급업체, 건축업자 및 상인의 전체 산업이 열 쾌적성과 공기 온도를 잘못 동일시합니다."라고 말합니다. 그 결과 대부분의 사람들은 실제로 공간을 편안하게 만드는 것이 무엇인지 또는 불편할 정도로 덥게 만드는지 전혀 모르고 있습니다.
실내 공기가 같은 온도라도 실내 표면의 온도는 편안함에 큰 차이를 만듭니다. 조나단 빈, CC의 BY-ND

덥고 화창한 날에는 좋은 단열재와 이중창으로 인해 에어컨이 건물 내부의 평균 복사 온도를 기온의 몇 도 이내로 유지할 수 있을 만큼 열 전달이 느려집니다.

그러나 내 집과 같이 단열이 잘 안 된 건물이나 Phoenix의 일부 오래된 공공 주택 프로젝트에서는 높은 평균 복사 온도로 인해 작동 온도가 90F(32.2C) 이상으로 올라갈 수 있습니다. 온도 조절 장치가 75F로 설정되어 있어도 (섭씨 23.9도). 표면 온도가 피부 온도를 초과하면 뜨거운 표면에서 몸으로 열이 방출되기 시작하여 열사병 가능성 높아.

오래되고 단열이 덜 된 주택의 높은 복사 평균 온도는 새 주택이나 단열이 잘 된 주택보다 훨씬 덜 편안합니다. 조나단 빈, CC의 BY-ND

조나단 빈, CC의 BY-ND

과열이 위험해지는 정확한 임계값에 대해서는 논쟁이 있지만 대부분의 사람들은 90F(32.2C)가 편안함을 제공하기에는 너무 따뜻하다는 데 동의합니다.

뜨거운 표면은 이동 주택, 작은 집과 같은 작은 건물이 선적 컨테이너 아파트로 변한 차고는 온도 조절 장치 설정과 관계없이 불편함을 느끼는 경우가 많습니다. 더 작은 구조물은 외부가 태양과 뜨거운 외부 공기에 노출된 XNUMX개, XNUMX개 또는 XNUMX개의 표면에 거주자를 노출시킵니다. 더 따뜻한 표면, 더 많은 불편함.

더 시원한 표면, 더 많은 편안함

단열이 잘 되지 않은 건물에 살고 있고 더 많은 전기를 사용해도 괜찮다면 온도 조절 장치를 더 낮게 설정할 수 있습니다. 그러나 평균 복사 온도가 높으면 기온이 2F(1.1C) 떨어지더라도 단지 1F(0.6C)처럼 느껴지며 뜨거운 표면은 여전히 ​​불편함을 느끼게 합니다.

지붕에 단열재를 추가하고 단창 창을 이중창 장치로 교체하십시오. 저방사율(low-E) 유리 평균 복사 온도와 에너지 요금을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 비용이 많이 드는 개선 사항이지만 새로운 연방 세금 공제 과 다가오는 리베이트, 개별 주에서 관리하는 것이 도움이 될 수 있습니다.

나무, 차양 및 외부 차양도 직사광선을 차단하여 평균 복사 온도를 낮출 수 있습니다. 하지만, 유리는 형편없는 절연체이다, 그래서 매우 더운 기후에서 태양으로부터 완전히 보호되는 단일 창 창문은 여전히 ​​불편할 정도로 따뜻해질 수 있습니다.

내부에 커튼을 추가하고 닫아두면 커튼이 유리보다 공기 온도에 더 가깝기 때문에 평균 복사 온도를 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.

오래된 건물의 임차인은 어떻습니까?

오래되고 단열이 덜 된 건물의 임차인은 종종 큰 에너지 비용을 감당할 수 없으며 집주인은 값비싼 개선을 할 수 없거나 하지 않으려 할 수 있습니다. 설상가상으로, 구형 에어컨 시스템은 XNUMX~XNUMX배의 에너지를 사용합니다. 동일한 양의 냉각을 제공하는 새로운 장치로.

쾌적한 작동 온도를 생성하려면 온도 조절 장치를 더 낮게 설정해야 하므로 단열이 잘 되지 않는 건물의 HVAC 시스템은 더 오래 더 열심히 작동해야 하며 더 많은 에너지를 사용하고 더 많은 비용을 증가시켜야 합니다. 그리고 불편함의 비용은 재정적일 뿐만 아니라 건강에 악영향 그리고 생산성.

현재 수백만 명의 미국인들이 다음과 같은 곳에 살고 있습니다. 냉각은 대량 사상자를 막는 유일한 방법입니다.. 피닉스에서는 도시 코드는 에어컨으로 냉각되는 임대 장치를 요구합니다. 실내 중앙 바닥에서 82피트 높이에서 측정한 온도를 27.8F(3C) 이하로 유지합니다. 불행하게도 코드는 82F가 작동 온도인지 공기 온도인지 지정하지 않습니다.

그 한마디가 세상을 변화시킵니다.

우리 집과 비슷한 오래되고 단열이 부족한 건물에서 – 또는 최악의 경우 단열되지 않은 콘크리트 고층 건물의 햇볕에 쬐인 남서쪽 유닛 – 겉보기에 안전한 기온은 82도입니다. F는 96F(35.6C) 이상의 위험한 작동 온도를 쉽게 가릴 수 있습니다.

더 나은 디자인의 핵심

교수로서 건축 및 건축 과학, 나는 오늘날의 비잔틴 건축법과 임대 규칙이 편안함을 위해 크게 개선될 수 있다고 믿습니다. 평균 복사 온도 조절 기온보다는 코드의 방대한 부분은 저렴한 비용으로 쉽게 측정할 수 있는 내부 표면을 요구함으로써 폐기될 수 있습니다. 적외선 온도계, 60F(15.6C) 이상 및 85F(29.4C) 미만의 안락한 범위 내에서 유지하십시오.

보다 편안한 건물을 위해 건축가와 엔지니어가 신청할 수 있습니다. 간단하고 확립된 원칙, 자연 환기, 차양, 기후에 적합한 단열재 및 창문 등. 우선 열을 차단한다는 것은 냉각을 위해 에너지를 많이 소비할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 연구에 따르면 이러한 조치는 다음을 통해 우리를 더 안전하게 만들 수 있습니다. 더 오랫동안 건물을 더 시원하게 유지 여름 정전시.

행복한 결과: 집과 기타 건물이 편안할 뿐만 아니라 운영하기에 더 안전하고 저렴합니다.

저자에 관하여

조나단 빈, 건축, 지속 가능한 건축 환경 및 마케팅 부교수, 애리조나 대학

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