Temperaturen du känner en varm, solig dag matchar inte alltid termostaten. Catherine Falls reklam/Moment via Getty Images

Föreställ dig två hus på samma gata: ett byggt på 1950-talet och det andra på 1990-talet. Det finns inga träd eller annan skugga. Luftkonditioneringsenheterna är identiska, nyligen utbytta och fungerar perfekt. Identiska termostater är inställda på 82 grader Fahrenheit (27.8 Celsius).

När det är 110 F (43.3 C) ute kommer 1950-talets hus troligen att kännas minst 10 F (5.6 C) varmare inuti, även med samma lufttemperatur.

Varför?

Svaret har att göra med strålningsvärme. Strålningsvärme är det som håller dig varm vid en lägereld en kall vinternatt. Elden värmer inte luften mycket; snarare, precis som solen, rör sig det mesta av eldens värme genom osynliga vågor direkt från lägerelden till din kropp.

I strålningsvärmen från Arizonasolen, yttemperaturen på de oisolerade stolp- och balktaken i mitt hus, en av 41,000 byggd i Tucson under eran efter andra världskriget, kan nå över 100 F (37.8 C). De englasade stålfönstren registrerar 122 F (50 C), och de oisolerade betongblocksväggarna är inte mycket svalare.

Inuti mitt hus på tresiffriga dagar kan det kännas som att jag står nära en lägereld, även när luftkonditioneringen ryter för att hålla 75 F (23.9 C). Och när systemet går sönder – som det gjorde under långvarig värmebölja 2023, när Phoenix nådde 110 F (43.3 C) varje dag i veckor – stiger temperaturen farligt snabbt. Utan AC, de varma ytorna plus virveln av luft från takfläkten gör huset känns som en airfryer.

Lufttemperatur: En ofullständig indikator på komfort

Medan folk är vana vid att tänka på hur kläder, luftrörelser, temperatur och luftfuktighet påverkar komforten, två mindre kända mått hjälper till att förklara hur de upplever komfort inomhus:

1. Genomsnittlig strålningstemperatur. Detta är medeltemperaturen på alla ytor som omger oss: tak, fönster, väggar, golv. För att strålningsvärme ska kunna röra sig mellan ett föremål och människokroppen behöver den en oavbruten siktlinje, så tak och fria fönster har en överdriven inverkan på strålningstemperaturen som upplevs på en specifik plats i ett hus.

2. Driftstemperatur. Detta kan approximeras genom att medelstrålningstemperaturen och den genomsnittliga lufttemperaturen i ett rum beräknas. Andra beräkningar av operativ temperatur tar hänsyn till effekter av luftrörelser, luftfuktighet och ytterligare variabler. Ungefär hälften av hur du upplever komfort bestäms av den strålande miljön.

Tyvärr som byggnadsvetare Robert Bean (ingen relation) säger, "en hel industri av tillverkare, leverantörer, byggare och hantverkare likställer felaktigt termisk komfort med lufttemperaturer." Resultatet är att de flesta människor är helt omedvetna om vad som faktiskt får ett utrymme att kännas bekvämt - eller obehagligt varmt.
Temperaturen på inomhusytor gör stor skillnad för komforten, även när inomhusluften har samma temperatur. Jonathan Bean, CC BY-ND

En varm, solig dag, bra isolering och dubbla rutor långsamma värmeöverföringen tillräckligt för att luftkonditioneringen ska hålla medelstrålningstemperaturen inne i byggnaden inom några få grader från lufttemperaturen.

Men i en underisolerad byggnad, som mitt hus, eller i vissa äldre allmännyttiga bostadsprojekt i Phoenix, kan den höga medelstrålningstemperaturen skjuta upp driftstemperaturen över 90 F (32.2 C) – även med termostaten inställd på 75 F (23.9 C). När yttemperaturen överstiger temperaturen på vår hud kommer värme att börja stråla ut från den heta ytan in i kroppen, vilket gör värmeslag mer sannolikt.

Den höga medeltemperaturen i gamla, underisolerade hem gör dem mycket mindre bekväma än nya eller välisolerade hem. Jonathan Bean, CC BY-ND

Jonathan Bean, CC BY-ND

Medan den exakta tröskeln där överhettning blir farlig diskuteras, håller de flesta med om att 90 F (32.2 C) är alldeles för varmt för komfort.

Varma ytor är anledningen till att mindre byggnader, som husbilar, småhus, fraktcontainrar och garage förvandlade till lägenheter, känns ofta obekväma oavsett termostatinställning. Mindre strukturer utsätter de åkande för tre, fyra eller till och med sex ytor med exteriören utsatt för sol och varm utomhusluft. Mer varma ytor, mer obehag.

Svalare ytor, mer komfort

Om du bor i en underisolerad byggnad och inte har något emot att använda mer el kan du ställa in termostaten lägre. Men om medelstrålningstemperaturen är hög kommer en sänkning av lufttemperaturen med 2 F (1.1 C) att kännas som bara 1 F (0.6 C) - och de varma ytorna kommer fortfarande att få dig att känna dig obekväm.

Lägga till isolering på ditt tak och byta ut enkelglasfönster mot dubbelglasenheter med glas med låg emissivitet (lågt E). kan hjälpa till att minska medelstrålningstemperaturen och dina energiräkningar. De är dyra förbättringar, men nya federala skattelättnader och kommande rabatter, som ska administreras av enskilda stater, kan hjälpa.

Träd, markiser och utomhusskydd kan också minska medelstrålningstemperaturen genom att blockera direkt solljus. Dock, glas är en usel isolator, så i mycket varma klimat kan englasfönster helt skyddade från solen fortfarande bli obehagligt varma.

Att lägga till en gardin inuti - och hålla den stängd - kan hjälpa till att minska den genomsnittliga strålningstemperaturen eftersom gardinen kommer att vara närmare lufttemperaturen än glaset.

Hur är det med hyresgäster i gamla byggnader?

Hyresgäster i äldre, underisolerade byggnader har ofta sämre råd att ha stora energiräkningar, och hyresvärdar kan vara oförmögna eller ovilliga att göra dyra förbättringar. Att göra saken värre, äldre luftkonditioneringssystem använder två till tre gånger så mycket energi som nyare enheter för att leverera samma mängd kyla.

Eftersom att skapa en behaglig drifttemperatur kräver att termostaten ställs lägre, måste ett VVS-system i en underisolerad byggnad arbeta längre och hårdare, använda mer energi och ytterligare höja kostnaderna. Och kostnaderna för obehag är inte bara ekonomiska: Heta byggnader har också negativa effekter på hälsan och produktivitet.

Miljontals amerikaner bor nu på platser där kylning är det enda som förhindrar en massolycka. I Phoenix, stadkod kräver hyresrätter kylda med luftkonditionering för att hålla en temperatur på högst 82 F (27.8 C), mätt 3 fot över golvet i mitten av rummet. Tyvärr anger koden inte om 82 F är operativ temperatur eller lufttemperatur.

Det enda ordet gör en värld av skillnad.

I en äldre, underisolerad byggnad som liknar mitt hus - eller, i det värsta tänkbara scenariot, en solstekt sydvästenhet på översta våningen i ett oisolerat betonghöghus - en till synes säker lufttemperatur på 82 F kan lätt maskera farliga driftstemperaturer på 96 F (35.6 C) eller högre.

Nyckeln till bättre design

Som professor i arkitektur och byggnadsvetenskapJag tror att dagens bysantinska byggregler och uthyrningsregler kan förbättras avsevärt för komforten reglerar medelstrålningstemperaturen snarare än lufttemperatur. Stora delar av kod kan överges genom att kräva att invändiga ytor, som är lätta att mäta med en billig infraröd termometer, hållas inom ett komfortintervall över 60 F (15.6 C) och under 85 F (29.4 C).

För mer bekväma byggnader kan arkitekter och ingenjörer ansöka enkla, etablerade principer, som naturlig ventilation, skuggning och rätt isolering och fönster för klimatet. Att hålla värmen ute i första hand gör att vi inte behöver lägga så mycket på energi för kylning. Forskning visar att dessa åtgärder också kan göra oss säkrare genom hålla byggnader svalare längre vid strömavbrott på sommaren.

Det glada resultatet: hem och andra byggnader som inte bara är bekväma, utan också säkrare och mer prisvärda att använda.

Om författaren

Jonathan Bean, docent i arkitektur, hållbara bebyggda miljöer och marknadsföring, University of Arizona

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.