以下文章經許可轉載自 The Conversation，這是一個報道最新研究的線上出版物。
想象一下同一條街上的兩棟房屋：一棟建於 20 世紀 50 年代，另一棟建於 20 世紀 90 年代。沒有樹木或其他陰影。空調機組是相同的，最近更換的，並且執行完美。相同的溫度調節器設定為 82 華氏度（27.8 攝氏度）。
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當室外溫度為 110 華氏度（43.3 攝氏度）時，即使空氣溫度相同，20 世紀 50 年代的房屋內部也可能感覺至少高出 10 華氏度（5.6 攝氏度）。
為什麼？
答案與輻射熱有關。輻射熱是讓您在寒冷的冬夜在篝火旁感到暖和的原因。火併沒有溫暖空氣多少；相反，像太陽一樣，大部分火焰的熱量透過看不見的波直接從篝火移動到您的身體。
在亞利桑那州陽光的輻射熱中，我家未絕緣的樑柱式天花板的表面溫度（我的房子是二戰後圖森建造的 41,000 棟房屋 之一）可以達到 100 華氏度（37.8 攝氏度）以上。單層玻璃鋼窗登記為 122 華氏度（50 攝氏度），而未絕緣的混凝土砌塊牆並沒有涼爽多少。
在三位數的日子裡，即使空調轟鳴著維持 75 華氏度（23.9 攝氏度），在我家裡面也感覺像站在篝火旁。當系統發生故障時——就像在 2023 年持續高溫 期間那樣，當時鳳凰城連續數週每天達到 110 華氏度（43.3 攝氏度）——溫度會危險地快速上升。沒有空調，炎熱的表面加上吊扇帶來的空氣漩渦，使房子 感覺像空氣炸鍋。
空氣溫度：舒適度的不完全指標
雖然人們習慣於考慮服裝、空氣流動、溫度和 溼度 如何影響舒適度，但有兩個不太為人所知的指標可以幫助解釋他們在室內體驗到的舒適度
平均輻射溫度。 這是我們周圍所有表面的平均溫度：天花板、窗戶、牆壁、地板。為了讓輻射熱在物體和人體之間移動，它需要不間斷的視線，因此天花板和無遮擋的窗戶對房屋特定位置體驗到的輻射溫度具有超大的影響。
操作溫度。 這可以透過房間內的平均輻射溫度和平均空氣溫度來近似計算。操作溫度的其他計算方法考慮了空氣流動、溼度和其他變數的影響。大約 您體驗到的舒適度的一半 由 輻射環境 決定。
不幸的是，正如建築科學家 羅伯特·比恩 （沒有親戚關係）所說，“整個製造商、供應商、建築商和貿易人員行業錯誤地將熱舒適度等同於空氣溫度。” 結果是，大多數人完全沒有意識到真正讓空間感覺舒適——或不舒服地熱——的是什麼。
在炎熱的晴天，良好的隔熱和雙層玻璃窗足以減緩熱傳遞，使空調能夠將建築物內的平均輻射溫度保持在空氣溫度的幾度之內。
但是，在隔熱不良的建築物中，例如我的房子，或在鳳凰城的一些舊公共住房專案中，即使溫度調節器設定為 75 華氏度（23.9 攝氏度），高平均輻射溫度也可能將操作溫度推高到 90 華氏度（32.2 攝氏度）以上。當表面溫度超過我們皮膚的溫度時，熱量將開始從熱表面輻射到身體中，使 中暑的可能性更高。
雖然關於過熱變得危險的確切閾值存在爭議，但大多數人會同意 90 華氏度（32.2 攝氏度）對於舒適度來說太熱了。
炎熱的表面是移動房屋、微型房屋、集裝箱 和改造成公寓的車庫等較小建築物通常感覺不舒服的原因，無論溫度調節器設定如何。較小的結構使居住者暴露於三個、四個甚至六個表面，這些表面的外部暴露於陽光和炎熱的室外空氣中。溫暖的表面越多，不適感就越多。
較冷的表面，更舒適
如果您住在隔熱不良的建築物中，並且不介意使用更多電力，則可以將溫度調節器設定得更低。但是，如果平均輻射溫度很高，則空氣溫度下降 2 華氏度（1.1 攝氏度）只會感覺像 1 華氏度（0.6 攝氏度）——並且那些炎熱的表面仍然會讓您感到不舒服。
在屋頂上增加隔熱層並將單層玻璃窗更換為帶有 低輻射 (low-E) 玻璃 的雙層玻璃窗可以幫助降低平均輻射溫度和您的能源費用。這些都是昂貴的改進，但新的聯邦 稅收抵免 和 即將到來的退稅 （將由各個州管理）可以提供幫助。
樹木、遮陽篷和外部遮陽簾也可以透過阻擋陽光直射來降低平均輻射溫度。但是，玻璃是一種糟糕的絕緣體，因此在非常炎熱的氣候中，完全免受陽光照射的單層玻璃窗仍然會變得不舒服地熱。
在內部增加窗簾——並保持關閉——可以幫助降低平均輻射溫度，因為窗簾將比玻璃更接近空氣溫度。
舊建築中的租戶怎麼辦？
舊的、隔熱不良的建築物中的租戶通常更難以負擔高昂的能源費用，而房東可能無法或不願意進行昂貴的改進。更糟糕的是，舊的空調系統使用的能源是新型號的兩到三倍，才能提供相同的冷卻量。
由於建立舒適的操作溫度需要將溫度調節器設定得更低，因此隔熱不良的建築物中的 HVAC 系統必須工作更長時間和更努力，使用更多能源並進一步提高成本。而不舒適的成本不僅是經濟上的：炎熱的建築物還會對 健康 和生產力產生不利影響。
數百萬美國人現在居住在 冷卻是唯一防止大規模傷亡事件的事情 的地方。在鳳凰城，城市法規要求空調冷卻的租賃單元 將溫度保持在不高於 82 華氏度（27.8 攝氏度）的水平，在房間中央地板上方 3 英尺處測量。不幸的是，該法規未明確 82 華氏度是操作溫度還是空氣溫度。
這一個詞意義重大。
在一棟類似於我家的舊的、隔熱不良的建築物中——或者，在可能是最壞的情況下，在未絕緣的混凝土高層頂層的朝西南的單元中——看似安全的 82 華氏度空氣溫度很容易掩蓋危險的 96 華氏度（35.6 攝氏度）或更高的操作溫度。
更好設計的關鍵
作為 建築學和建築科學 教授，我認為今天的繁瑣建築規範和租賃規則可以透過 регулирование средней лучистой температуры （ регулирование средней лучистой температуры）來大大提高舒適度，而不是空氣溫度。透過要求室內表面（可以使用廉價的 紅外溫度計 輕鬆測量）保持在高於 60 華氏度（15.6 攝氏度）和低於 85 華氏度（29.4 攝氏度）的舒適範圍內，可以拋棄大量的規範章節。
為了建造更舒適的建築物，建築師和工程師可以應用 簡單、成熟的原則，例如自然通風、遮陽以及適合氣候的隔熱材料和窗戶。首先將熱量擋在外面意味著我們不必在冷卻能源上花費那麼多。研究表明，這些措施還可以透過在夏季停電期間 使建築物保持更長時間的涼爽 來提高我們的安全性。
令人愉快的結果：房屋和其他建築物不僅舒適，而且更安全且運營成本更低。
本文最初發表於 The Conversation。閱讀 原始文章。