Learn How to Avoid Energy Loss in Your Buildings

热舒适性在许多情况下会变得异常显著。在某个环境中，热条件充足时，人们的身体和环境保持恒定状态，那么人们就能够正常地进行活动，但是如果环境太冷或者太热，人们就能够立刻感受到情绪与身体的改变，当热平衡不稳定时，身体的热量与环境热量存在差异，那么个体就会出现不舒适的状态。

“温度与性能的关系的24项研究分析表明，相较于21℃与23℃，在30℃与15℃会让人体机能下降10%，这说明热舒适性对于办公室人员产生影响。近期的研究表明，在一个可控的环境中，在较冷的温度下，人体机能会下降4%，而在较热的温度中，人体机能则下降6%。[1]”

让使用者不受天气的影响是建筑的重要功能之一，其中分为积极与被动两种方式，前者则是使用暖气与空调设备，后者是使用太阳能、自然通风，亦或是相应的建筑材料。冷却与加热技术能够有效地改善室内环境，但是这也会造成与外部环境相悖的建筑空间，这使得使用者需要在冷却与加热设备中花费高昂的成本。有着玻璃幕墙的办公大楼会在内部空间应用复杂的空调系统，来保持室内的恒温。

建筑的立面是重要组成部分，它能够起到隔离内外空间的作用，但是在设计时也应当充分考虑当地气候状况。在温暖地区，建筑尽量保持通风，那么建筑外部就可以保留大开口，而在寒冷地区，则应该让阳光尽量进入室内，保持室内的温度。热量一般从热区域流向冷区域，因此内外表面如果出现温度差异，就会出现热传递现象。

一些研究探讨了建筑中热量损失的几个重要形式，一般来讲，墙体的热损耗率为35%，而门窗则为25%，屋面为25%，楼板为15%。这些热损耗来源于对流、热传递、辐射等等。这些现象的发生不可避免，但是建筑师有责任管理这些现象的速度，比如可以使用恰当的建筑材料与相应的技术，设计建造维持热舒适度的建筑立面。

首先要从概念上了解保温隔热与热惯性。保温隔热能够在冬天减少热损耗，在夏天减少热增益。诸如矿物棉、陶瓷纤维、塑料泡沫、聚氨酯等隔热材料都包含有许多空隙，空气或是其他其他填充于这些空气之中，就能够起到保温或是隔热的作用，它们能够有效地减少热损耗与热增益。热传递率用“U”来表示，这个数值能够表示穿过建筑立面的隔热程度，如果U值很低，那么保温隔热效果就比较好，如果U值很高，那么热量的损耗就比较大。另外一个概念则是热惯性，这表达了材料对于热量的保持程度，以及这些热量通过材料一点一点地与环境相融合的程度。热惯性高的材料对于温度差异大的环境中能够让人体的感受延迟一些，热惯性与早晚温差大的地区息息相关。在早晚温差小的地区，则可以采用热惯性较低的材质，来防止高温进入室内。

墙体

为了减少内外空间的热量传递，因此需要使用一些诸如矿物棉等隔热材料，石膏同样能够改善热舒适性，而智能薄膜则能够增强密封性与湿度管理，涂料能起到有效的隔热作用，也可以减少恶劣天气的影响。

屋面

可以在屋面中应用一定的隔热材料，从而提升内部空间的舒适性能。在使用热惯性高的材质的地区，还可以将隔热材料与大型面板结合使用。而在使用低热惯性材质的地区，则可以使用轻质材料，同时结合隔热材料。使用白色瓷砖或是浅色瓷砖的成本较低，但是成果较好，因为这些材料能够反射阳光。

地面

地板的隔热作用常常受到忽视，但是它对于建筑楼层之间的热传递也同样重要。另外，墙面或是地面的覆层选择也会影响到使用者对于内部温度的感知。

门窗

窗户玻璃与建筑立面会让阳光进入建筑内部，但是也能够保留建筑内部的供暖体系所产生的热量，亦或是根据需求将热量排除。总的来说，阳光的控制可以概括为以下几个方面[2]：

• 吸收或阻挡自然光；

• 吸收或阻挡热辐射；

• 内部的热损耗；

• 内外空间的视觉连接。

在透明封闭空间的研究中，必须要考虑长短波。短波为可见光与红外线，长波为被加热体所发出的红外线，其中的关键在于，在减少窗户热损耗（U值）和增加或减少阳光热增益之间找到平衡。同时，表达太阳能因素的G值也同样重要，这是通过玻璃直接或间接传递给环境的热辐射比例。1.0的G值代表着所有阳光辐射的总体传递，而0.0的G值则表示没有阳光传递的窗户。在寒冷气候中，高G值能够带来更多的热增益，同时减少供暖的需求。而在炎热地区，低G值能够控制不必要的热增益，则减少冷却需求。下图便很好地表达了某些类型玻璃的热传递方式。

成功的设计策略能够影响到使用者的感受，每种材料在设计过程中都发挥着自身的作用。最终的成果应该优化功能，同时给使用者带来舒适的感受，因此建筑师也需要了解环境背后的原理，同时也要了解特定材料对于建筑功能与性能的整体影响。