这些空调替代方案更便宜,对地球也更友好

Photo of mechanical ventilation systems
Reasonable comfort during heatwaves can usually be maintained with measures that use hardly any energy at all.Image: Unsplash/wx1993
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  • 日益频繁的热浪意味着人们必须找到新的降温方法。但专家表示,空调并非唯一的解决方案。

  • 被动式降温是一种方法,即建筑采用隔热设计,配备冬季可采集阳光、夏季可遮挡阳光的窗户和外部遮阳设施。

  • 其他替代方案包括机械通风系统和“凉爽屋顶”。

2022年,多个国家遭遇热浪,多项历史最高气温纪录被打破。英国在首次出现的一天前,遭遇了阴凉处气温达到40°C的情况。英国气象局首次发布极端高温红色预警,这意味着人们需要格外小心,以保持凉爽并避免中暑。

在美国和日本等国家,这可能意味着待在室内并开足空调。但在许多欧洲国家,包括英国在内,空调仍然相对罕见。夏季日益酷热,秋季也依然闷热难耐,这是否会促使人们安装空调?秋季闷热难耐?

事实上,在英国这样受海洋气候强烈影响的地区,通常可以通过几乎不耗费能源的措施,更高效地维持合理的舒适度。这些措施有助于阻挡热量进入室内、保持新鲜空气流通,并利用人体通过蒸发自然降温的能力。

考虑安装空调的人应留意能源账单可能大幅上涨。空调压缩机会突然消耗大量电力。在空调普及的地方,热浪期间激增的用电需求可能会超出当地电网的负荷。若无法通过备用发电机(通常为可快速启动的燃气轮机)满足增加的用电需求,就可能发生停电。

如何提高房屋的能源效率
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所有空调都会压缩制冷剂蒸汽,例如氢氯氟烃,如果泄漏到大气中,其温室效应是二氧化碳的数千倍。

如果建筑采用隔热设计,并配备冬季可采集阳光、夏季可遮挡阳光的窗户和外部遮阳设施,那么对气候、家庭财务和更广泛的经济都会有更大的益处。这种方式被称为被动式降温,因为降低室内温度无需消耗能源。

另一种替代方案,尤其适用于无法开启窗户的建筑,是使用机械通风系统。这类系统通过风扇经由管道排出热空气和室内空气污染物,并将新鲜空气输送至各个房间。

您安装的任何空调都可能会使冷却后的室内空气循环,而非引入新鲜空气。与此同时,机械通风系统从室外引入凉爽空气并排出热空气,因此能够以空调持续处理室内空气所需电力的一小部分,降低每个角落的温度。

在室外气温通常高于室内的日子里,可以在清晨使用通风设备,此时引入的新鲜空气温度最低。若在风道中安装潮湿过滤器,通风系统还可以在不额外消耗能源的情况下进一步降低室内温度。

自2023年夏季起,建筑法规将要求英格兰的新建住房采用机械通风等被动式或低能耗降温设施。在高温持续至深夜的地区(例如伦敦市中心和曼彻斯特等大型城市区域),房屋开发商需要提供外部百叶窗、既能阻挡阳光热量又能透光的窗玻璃,或朝南窗户上方的遮阳篷。

较新的建筑更容易过热,因为它们往往采用更轻的材料,这些材料升温迅速。这些住宅通常隔热性能也更好,这可能会将热量困在室内。采用这种方式为配备设施后,可以减少对空调的需求。

伦敦议会正在探讨如何改造现有住房,以应对热浪等极端天气。使用白色屋顶材料或涂料以反射更多阳光能量,是正在考虑的方法之一。

所谓的“凉爽屋顶”可以反射可见阳光,并从白色表面向外辐射不可见的红外热量,这一巧妙手法在许多传统希腊建筑中得到了广泛应用。传统隔热材料虽能阻挡外部热量进入,但也可能将热量困在室内。凉爽屋顶则可以让阁楼中的热量上升,并从屋顶散发到天空。

何时可能需要使用空调

在哺乳动物中,人类和马具有独特的能力,能够通过皮肤上数百万个汗孔分泌略带咸味的水分来调节体温。只要饮用足量的水,并且汗液能在微风中持续蒸发,人类就能在炎热气候中生存。

但超过某一临界值时,汗液将停止蒸发并开始积聚。人类长时间无法承受超过35°C(95°F)的湿球温度。湿球温度是指浸湿于水中的物体在因蒸发而降温时所达到的温度。这一指标表示皮肤通过出汗能够达到的最低温度,而人体核心体温会更高。

一个空间是否适合人员停留,以及建议休息和补充水分的时长,可以通过干球温度与湿球温度的组合,并结合日晒情况进行评估,由此得出一项称为湿球黑球温度的指标。该指标考虑了在高湿度环境下出汗降温的局限性,以及直射阳光和混凝土等附近表面辐射带来的热暴露。

在判断是否需要空调时,湿球黑球温度高低的重要性远高于天气预报中所报告的干球温度。我的研究确定了空调必不可少的情况:基本上,当每年湿球黑球温度超过29°C(85°F)的天数达到十天时,就需要空调。

我的研究表明,这是一个合理的参考标准,可用于判断是否应向公众开放空调避难所。目前,英国尚无地区的英国气象局(至今)记录到足以使该标准普遍建议安装空调的高压力天数。

但也存在两侧建筑林立、阳光直射的街道(即城市峡谷),这些地方并未设置气象站;还有设计不良、室内容易变得过热的建筑。在这些地方,您可能需要前往空调避难所,或到林木茂密的公园寻求庇护。

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