Temperatura pe care o simți într-o zi fierbinte și însorită nu se potrivește întotdeauna cu termostatul. Reclamă/Moment Catherine Falls prin Getty Images

Imaginează-ți două case pe aceeași stradă: una construită în anii 1950 și cealaltă în anii 1990. Nu există copaci sau altă umbră. Unitățile de aer condiționat sunt identice, recent înlocuite și funcționează perfect. Termostatele identice sunt setate la 82 de grade Fahrenheit (27.8 Celsius).

Când afară sunt 110 F (43.3 C), casa din anii 1950 se va simți probabil cu cel puțin 10 F (5.6 C) mai cald în interior, chiar și cu aceeași temperatură a aerului.

De ce?

Răspunsul are legătură cu căldura radiantă. Căldura radiantă este cea care vă ține de căldură prăjită la un foc de tabără într-o noapte rece de iarnă. Focul nu prea încălzește aerul; mai degrabă, ca și Soarele, cea mai mare parte a căldurii focului se mișcă prin valuri invizibile direct de la focul de tabără către corpul tău.

În căldura radiantă a soarelui din Arizona, temperatura de suprafață a tavanelor neizolate din stâlp și grinzi din casa mea, unul dintre 41,000 construit în Tucson în perioada post-Al Doilea Război Mondial, poate ajunge la peste 100 F (37.8 C). Ferestrele din oțel cu geam simplu înregistrează 122 F (50 C), iar pereții din blocuri de beton neizolați nu sunt mult mai reci.

În casa mea, în zilele cu trei cifre, se poate simți ca și cum aș sta lângă un foc de tabără, chiar și cu aerul condiționat urlând pentru a menține 75 F (23.9 C). Și când sistemul se defectează – așa cum a făcut în timpul valul de căldură de lungă durată din 2023, când Phoenix a atins 110 F (43.3 C) în fiecare zi timp de săptămâni - temperaturile cresc periculos de repede. Fără AC, suprafețele fierbinți plus vârtejul de aer de la ventilatorul de tavan fac casa simt ca o friteuza cu aer.

Temperatura aerului: un indicator incomplet al confortului

În timp ce oamenii sunt obișnuiți să se gândească la felul în care îmbrăcămintea, mișcarea aerului, temperatura și umiditate afectează confortul, două măsuri mai puțin cunoscute ajută la explicarea modului în care trăiesc confortul în interior:

1. Temperatura medie radiantă. Aceasta este temperatura medie a tuturor suprafețelor care ne înconjoară: tavan, ferestre, pereți, podea. Pentru ca căldura radiantă să se deplaseze între un obiect și corpul uman, are nevoie de o linie vizuală neîntreruptă, astfel încât tavanele și ferestrele neobstrucționate au o influență imensă asupra temperaturii radiante experimentate într-un anumit loc dintr-o casă.

2. Temperatura de operare. Acest lucru poate fi aproximat prin media temperaturii radiante medii și a temperaturii medii a aerului dintr-o cameră. Alte calcule ale temperaturii de funcționare iau în considerare efectele mișcării aerului, umidității și variabilelor suplimentare. Aproximativ jumătate din modul în care experimentați confortul este determinat de mediul radiant.

Din păcate, ca om de știință în construcții Robert Bean (nici o relație) spune, „o întreagă industrie de producători, furnizori, constructori și meseriași echivalează incorect confortul termic cu temperatura aerului”. Rezultatul este că cei mai mulți oameni sunt complet ignoranți de ceea ce face ca un spațiu să se simtă confortabil - sau incomod de fierbinte.
Temperatura suprafețelor interioare face o mare diferență pentru confort, chiar și atunci când aerul din interior este la aceeași temperatură. Jonathan Bean, CC BY-ND

Într-o zi fierbinte și însorită, izolarea bună și ferestrele cu geam dublu încetinesc suficient transferul de căldură pentru ca aerul condiționat să mențină temperatura radiantă medie în interiorul clădirii la câteva grade față de temperatura aerului.

Cu toate acestea, într-o clădire sub izolată, cum ar fi casa mea, sau în unele proiecte de locuințe publice mai vechi din Phoenix, temperatura medie radiantă ridicată poate împinge temperatura de funcționare peste 90 F (32.2 C) - chiar și cu termostatul setat la 75 F. (23.9 C). Când temperatura suprafeței depășește temperatura pielii noastre, căldura va începe să radieze de la suprafața fierbinte în corp, producând un accident de căldură mai probabil.

Temperatura medie radiantă ridicată din casele vechi, subizolate, le face mult mai puțin confortabile decât casele noi sau bine izolate. Jonathan Bean, CC BY-ND

Jonathan Bean, CC BY-ND

În timp ce pragul exact în care supraîncălzirea devine periculoasă este dezbătut, majoritatea oamenilor ar fi de acord că 90 F (32.2 C) este mult prea cald pentru confort.

Suprafețele fierbinți sunt motivul pentru care clădirile mai mici, cum ar fi casele mobile, casele mici, containere de transport și garajele transformate în apartamente, se simt adesea incomod, indiferent de setarea termostatului. Structurile mai mici expun ocupanții la trei, patru sau chiar șase suprafețe, cu exteriorul expus la soare și la aer cald exterior. Mai multe suprafețe calde, mai mult disconfort.

Suprafețe mai reci, mai mult confort

Dacă locuiți într-o clădire sub izolată și nu vă deranjează să folosiți mai multă energie electrică, puteți seta termostatul mai jos. Dar dacă temperatura medie radiantă este ridicată, o scădere de 2 F (1.1 C) a temperaturii aerului se va simți ca doar 1 F (0.6 C) - iar acele suprafețe fierbinți te vor face în continuare să te simți inconfortabil.

Adăugarea izolației acoperișului dvs. și înlocuirea ferestrelor cu un singur geam cu unități cu geam dublu sticlă cu emisivitate scăzută (low-E). poate ajuta la reducerea temperaturii radiante medii și a facturilor de energie. Sunt îmbunătățiri scumpe, dar noi federale taxe de credit și reduceri viitoare, care urmează să fie administrat de statele individuale, poate ajuta.

Copacii, copertinele și umbrele exterioare pot reduce, de asemenea, temperaturile medii radiante prin blocarea razelor directe ale soarelui. In orice caz, sticla este un izolator prost, așa că în climatele foarte calde, ferestrele cu un singur geam complet protejate de soare pot deveni în continuare neplăcute.

Adăugarea unei perdele în interior - și menținerea acesteia închisă - poate ajuta la scăderea temperaturii medii radiante, deoarece perdeaua va fi mai aproape de temperatura aerului decât sticla.

Dar chiriașii din clădirile vechi?

Chiriașii din clădirile mai vechi, subizolate, sunt adesea mai puțin capabili să-și permită facturi mari de energie, iar proprietarii ar putea să nu poată sau să nu dorească să facă îmbunătățiri costisitoare. Înrăutățind lucrurile, sistemele mai vechi de aer condiționat folosesc de două până la trei ori mai multă energie ca unități mai noi pentru a furniza aceeași cantitate de răcire.

Deoarece crearea unei temperaturi de funcționare confortabile necesită setarea termostatului mai jos, un sistem HVAC într-o clădire subizolata trebuie să funcționeze mai mult și mai greu, folosind mai multă energie și crescând și mai mult costul. Iar costurile disconfortului nu sunt doar financiare: au și clădirile fierbinți efecte negative asupra sănătății și productivitate.

Milioane de americani trăiesc acum în locuri unde răcirea este singurul lucru care previne un eveniment cu victime în masă. În Phoenix, Codul orașului impune unități de închiriere răcite cu aer condiționat pentru a menține o temperatură de cel mult 82 F (27.8 C), măsurată la 3 picioare deasupra podelei în centrul camerei. Din păcate, codul nu specifică dacă 82 F este temperatura de funcționare sau temperatura aerului.

Acel singur cuvânt face o lume de diferență.

Într-o clădire mai veche, subizolată, similară cu casa mea - sau, în ceea ce ar putea fi cel mai rău caz, o unitate de sud-vest prăjită la soare de la ultimul etaj al unui bloc de beton neizolat - o temperatură a aerului aparent sigură de 82 F ar putea masca cu ușurință temperaturile operaționale periculoase de 96 F (35.6 C) sau mai mari.

Cheia pentru un design mai bun

Ca profesor de arhitectura si stiinta constructiilor, cred că codurile de construcție și regulile de închiriere bizantine de astăzi ar putea fi îmbunătățite mult pentru confort prin reglarea temperaturii medii radiante mai degrabă decât temperatura aerului. Secțiuni vaste de cod ar putea fi eliminate prin necesitatea suprafețelor interioare, care sunt ușor de măsurat cu un instrument ieftin. termometru cu infraroșu, să fie menținut într-un interval de confort peste 60 F (15.6 C) și sub 85 F (29.4 C).

Pentru clădiri mai confortabile, arhitecții și inginerii pot aplica principii simple, stabilite, cum ar fi ventilația naturală, umbrirea și izolația și ferestrele potrivite pentru clima. Menținerea căldurii afară, în primul rând, înseamnă că nu trebuie să cheltuim atât de mult pe energie pentru răcire. Cercetările arată că aceste măsuri ne pot face, de asemenea, mai siguri prin menținând clădirile mai răcoroase pentru mai mult timp în pene de curent de vară.

Rezultatul fericit: case și alte clădiri care nu sunt doar confortabile, ci și mai sigure și mai accesibile pentru exploatare.

Despre autor

Jonathan Bean, profesor asociat de arhitectură, medii construite durabile și marketing, Universitatea din Arizona

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.