Почему дома часто кажутся теплее, чем предполагает термостат

ФУНКЦИЯ (РАЗГОВОР) — Представьте себе два дома на одной улице: один построен в 1950-х, другой в 1990-х годах. Здесь нет деревьев или другой тени. Кондиционеры идентичны, недавно заменены и работают отлично. Идентичные термостаты установлены на 82 градуса по Фаренгейту (27,8 по Цельсию).

Когда на улице температура 110 F (43,3 C), в доме 1950-х годов, вероятно, будет как минимум на 10 F (5,6 C) теплее, даже при той же температуре воздуха.

Почему?

Ответ связан с лучистым теплом. Лучистое тепло — это то, что согревает вас у костра холодной зимней ночью. Огонь не сильно согревает воздух; скорее, как и Солнце, большая часть тепла огня передается невидимыми волнами прямо от костра к вашему телу.

Под палящим жаром аризонского солнца температура поверхности неизолированных стоечно-балочных потолков в моем доме, одном из 41 000 домов, построенных в Тусоне после Второй мировой войны, может достигать более 100 F (37,8 C). В стальных окнах с одинарным остеклением температура составляет 122 F (50 C), а неизолированные стены из бетонных блоков не намного прохладнее.

В моем доме в трехзначные дни может возникнуть ощущение, будто я стою возле костра, даже когда кондиционер ревет, поддерживая температуру 75 F (23,9 C). А когда система выходит из строя – как это произошло во время продолжительной жары 2023 года, когда в Фениксе температура поднималась до 110 F (43,3 C) каждый день в течение нескольких недель – температура поднимается опасно быстро. Без кондиционера горячие поверхности плюс вихрь воздуха от потолочного вентилятора заставляют дом напоминать фритюрницу.

Температура воздуха: неполный показатель комфорта

Хотя люди привыкли думать о том, как одежда, движение воздуха, температура и влажность влияют на комфорт, два менее известных показателя помогают объяснить, как они ощущают комфорт в помещении:

Средняя лучистая температура. Это средняя температура всех поверхностей, которые нас окружают: потолка, окон, стен, пола. Для того чтобы лучистое тепло могло перемещаться между объектом и телом человека, ему необходима непрерывная прямая видимость, поэтому потолки и открытые окна оказывают огромное влияние на температуру излучения, испытываемую в конкретном месте дома.

Рабочая температура. Это можно приблизительно определить путем усреднения средней температуры излучения и средней температуры воздуха в помещении. Другие расчеты рабочей температуры учитывают влияние движения воздуха, влажности и дополнительных переменных. Примерно половина того, как вы ощущаете комфорт, определяется излучающей средой.

К сожалению, как говорит ученый-строитель Роберт Бин (не родственник), «целая индустрия производителей, поставщиков, строителей и торговцев неправильно приравнивает тепловой комфорт к температуре воздуха». В результате большинство людей совершенно не обращают внимания на то, что на самом деле делает пространство комфортным или некомфортно жарким.

В жаркий солнечный день хорошая изоляция и окна с двойным остеклением замедляют передачу тепла настолько, что кондиционирование воздуха позволяет поддерживать среднюю лучистую температуру внутри здания в пределах нескольких градусов от температуры воздуха.

Однако в здании с недостаточной изоляцией, таком как мой дом, или в некоторых старых проектах общественного жилья в Финиксе, высокая средняя температура излучения может привести к тому, что рабочая температура превысит 90 F (32,2 C) – даже если термостат установлен на 75 F. (23,9 С). Когда температура поверхности превышает температуру нашей кожи, тепло начинает излучаться от горячей поверхности к телу, что повышает вероятность теплового удара.

Хотя точный порог, при котором перегрев становится опасным, обсуждается, большинство людей согласятся, что температура 90 F (32,2 C) слишком высокая для комфорта.

Именно из-за горячих поверхностей небольшие здания, такие как передвижные дома, крошечные дома, транспортные контейнеры и гаражи, превращенные в квартиры, часто ощущают дискомфорт независимо от настроек термостата. Конструкции меньшего размера подвергают пассажиров воздействию трех, четырех или даже шести поверхностей, а внешняя часть подвергается воздействию солнца и горячего наружного воздуха. Больше теплых поверхностей, больше дискомфорта.