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热浪来袭:开窗还是关窗?


西班牙《趣味》月刊网站6月18日刊登题为《热浪来袭:开窗还是关窗?》的文章,作者是欧亨尼奥·费尔南德斯·阿吉拉尔,内容编译如下:  

在一些城市,如何度过炎炎夏日可能是一场与大自然的搏斗。人们经常遇到的一个问题是,在热浪来袭时,应该开窗还是关窗。一方面,开窗可能会让屋内空气保持清新、凉爽和通风;另一方面,也有可能让更热的空气进入屋内。这个问题的答案并不简单,取决于物理、化学和环境等多种因素。

那就让我们依据物理学原理(热量传递、对流、辐射)、化学原理(湿度、水蒸气)以及环境科学(空气质量、污染物)来探讨这个问题。我们的目的是提供实用且有依据的建议,帮助大家在夏季保持家居的凉爽和健康。

关键问题之一是室内外温度的差异。物理学告诉我们,热量会从较热的区域流向较冷的区域,这就是热平衡原理。如果在某一时刻室外空气比室内空气更热,开窗就会使热空气进入并导致室内温度升高。相反,如果室外空气更凉爽,那么开窗是有益的,因为冷空气会进入并置换室内的热空气。

除了冷热空气的交换,还需要考虑太阳辐射。穿过玻璃的阳光会让房间变得非常热,这就是温室效应。因此,在阳光照射强烈的时候,不仅要关窗,还要放下百叶窗或窗帘,防止阳光直射和外部热空气进入。这种策略是基于最基本的热传递原理,也是楼宇效能被动式设计的一部分。

在极端情况下,如果室外气温超过37摄氏度,开窗甚至可能增加热应激的风险。最好的办法是将房屋与外界隔离,并通过蒸发冷却或夜间强制通风的做法来降温。

空气的相对湿度是感知热量的另一个关键因素。当空气非常潮湿时,汗液蒸发会变得困难,从而产生闷热的感觉。美国环境保护署认为,随着相对湿度的增加,热感会急剧增强。在31摄氏度且相对湿度为80%的情况下,人体可能会感受到与40摄氏度且相对湿度为20%时相同的热应激。

在潮湿的城市,当室外非常潮湿时开窗可能会加剧热感。相反,在干燥地区,夜间干燥的通风有助于消除白天积累的热量。

有研究表明,较高的相对湿度会对舒适感产生负面影响,尤其是在持续数小时的情况下。

长时间关闭窗户可能会损害室内空气质量。二氧化碳、PM2.5颗粒物和挥发性有机化合物等污染物会在室内积聚。适当的自然通风可以将这些污染物减少高达60%。

但是,在室外污染高峰期开窗可能会适得其反。在热浪来袭时,对流层臭氧浓度在下午2点至6点之间达到峰值。因此,最好在清晨或晚上通风,此时的空气质量有所改善。

遮挡窗户可以显著减少太阳辐射带来的热量。有研究表明,使用遮阳棚和百叶窗可以将暴露在阳光下的房屋室内温度降低4到7摄氏度。屋顶和墙壁的隔热层也可以减少热量向室内传递。

那么什么时间开窗合适?什么时间不合适?

开窗:当室外空气比室内更凉爽时,通常在晚上10点到早上9点之间。

关窗:在上午11点到晚上8点之间,尤其是当室外气温超过35摄氏度或出现污染峰值时。

对流通风:如果能在一天较早的清晨在位置相对的房间之间进行对流通风,这是最理想的做法。

传感器控制:安装一个二氧化碳传感器或室外温度传感器来帮助我们做出正确的决定。 (编译/王萌)