書摘/利用「煙囪效應」打造通風涼爽的房屋 

書名:《一看就懂家屋的運作和維護》

作者:查理・溫(Charlie Wing)

譯者:柯宗佑

出版社:大家出版

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

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●精選書摘

1、聯絡電力公司之前,可先這麼做:有些消費者一收到高額電費單,會懷疑電表是不是壞了。其實,電表壞掉的機率很低,想檢查電表有沒有壞也很簡單。打開主配電箱,留一個斷路器不要斷開,其他全部切斷,再將功率已知的電器(譬如5000瓦的加熱器)接到沒斷開的斷路器上,讓電器運轉1小時。如果電表最右邊的指針轉到大於5的刻度,請通知電力公司。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

功率指的是能量產生或消耗的速率。電功率的單位是瓦特,計算公式如下:
功率(W) = 電流(A) X 電壓(V)

總用電量即時間(以小時計)乘上消耗速率,單位為瓦.小時。不過這個單位太小了,電力公司通常會改用千瓦.小時為單位計算用電量。

屋外的電表其實是一顆小馬達,馬達旋轉圈數和流過馬達的電量成正比。因此,電表圓盤轉了幾圈,就代表目前用了多少千瓦.小時的電。

電表上有許多數字,分別代表電表電流量、使用電壓、電表種類、電表常數。圖中的電表常數是7.2 Wh,代表每使用7.2 Wh的電,圓盤就會旋轉一圈。

電表內有許多齒輪,會和圓盤和刻度盤相連。每個月都會有抄表員來抄刻度盤上的數字(有些設備能支援遠端抄表),將本月數字減去前月數字,就能算出你本月得付的電費。

電表數字由左向右讀,若指針落在兩個數字之間,就取較小的值。因此,圖中電表上的數字要讀成0 1 0 7 4。另外,跟各種齒輪傳動的機械一樣,每個刻度盤旋轉的方向兩兩相反,呈交錯排列。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

智慧電表是一種結合了數位電表、電腦及雙向無線電的組合機械。機械每小時會擷取好幾次各戶的用電資料(包括太陽能與風力發電產生的電量),再將擷取的資料透過無線電和網路傳送給電力公司。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

有了用電量即時資訊,電力公司便能發現各戶是否停電,並在費率不同的用電時段監控用戶用量。但智慧電表最大的賣點,其實是能省下抄表員人力支出,進而提供用戶較低的費率。智慧電表固然優點不少,還能降低用戶費率,但消費者團體卻擔心無線電會放出有礙健康的電磁波,因此強力抵制使用這種電表。智慧電表孰優孰劣,目前尚無定論。

——摘自大家出版《一看就懂家屋的運作與維護》P.55頁


2、如何打造有自然通風的房屋,評估自家是否需要加裝吊扇?

回想100 多年前,人們如果想讓室內降溫,只能靠盛行風和熱空氣浮力幫忙散熱。在世界上大部分的地區,居民都知道暖季的盛行風會往哪個方向吹。譬如在沿海地區,只要白天一熱,盛行風就會由海面徐徐吹向陸地,但一到了晚上,風向又會倒轉。

只要想辦法調整房屋方位,讓風直接吹進大片的可開式窗戶,由屋前流向屋後,就能大幅提高降溫效果。

如圖 2-1 所示,只要擺對推開窗和樹叢的位置,就能在房屋前後形成壓力差,讓空氣由高壓區(H)流向低壓區(L)。當你準備換新窗戶,或想在房屋四周種樹時,請回想一下上面這一點。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

▲圖 2-1 。(圖/大家出版提供)

在沒裝風扇的工廠中,會設置直立煙囪來排除廢氣。背後的原理跟熱氣球一樣,都是基於熱氣的密度比周遭空氣小,會不斷向上飄。在一般住宅中,可以利用所謂的「煙囪效應」來通風。譬如大熱天時,當房子吸了一整天熱,但室外的空氣變涼爽時,利用煙囪效應來通風特別有效。(見下圖 2-2 /大家出版提供)

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

進風口越低、出風口越高,煙囪效應產生的氣流就越大。當進風口和出風口面積相同,經過通風口的風量會達到最大。不過,如果想讓流過通風口(譬如床邊的窗戶)的風速達到最大,出風口的總面積必須是進風口的兩倍以上。

天花板吊扇雖然無法降低氣溫,但卻能讓室內空氣流動,達到不錯的冷卻效果。要了解背後的原理,必須先知道哪些條件感到舒適。

人體散熱和吸熱時,會不斷平衡進出的熱量,使體溫維持恆定。熱量的傳遞方式包括以下幾種:

.傳導(直接碰觸物體時)
.對流(空氣流動時)
.蒸發(皮膚表面的水份汽化)
.輻射(由偏熱區域移入偏涼區域)

所謂的人體舒適感,指的是在正常穿著、靜止的情況下,人體不會覺得太熱或太冷。圖2-3曲線圖顯示,一般人在無輻射、無對流情況下,能夠感覺舒適的氣溫和相對濕度範圍。

當氣溫變低且有輻射熱時(譬如出太陽),體感舒適溫度會降低,如舒適區下方幾條曲線所示。當氣溫變高、體表有風吹過時(譬如一陣寒風),體感舒適溫度會升高,如舒適區上方幾條曲線所示。

假設你坐在圖 2-4 的綠椅上,當吊扇完全沒開,室內的體感舒適溫度會是 80° F(圖 2-3 A 點);當吊扇開啟且風速達每小時6 英里(mph),即使室溫升至90° F(B 點),身體舒適度應該會跟A 點差不多。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

▲圖 2-3 。(圖/大家出版提供)

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

▲圖 2-4 。(圖/大家出版提供)

——摘自大家出版《一看就懂家屋的運作與維護》P.112頁


3、如何選擇真正低輻射,有效防熱的玻璃?拆解 Low-E 低輻射塗布玻璃構造與運作

輻射無所不在,有些輻射肉眼可見,例如陽光和燭光;有些輻射則非肉眼可見,但人體感覺得到,例如溫暖物體放出的輻射熱;而絕大多數的輻射既非肉眼可見,人體也感覺不到,例如無線電波和紫外線,紫外線更是居家地毯褪色、皮膚灼傷的元凶。以上所有輻射類型,都以電磁波形式在空間中傳播。

圖 3-1 圖表顯示,太陽輻射強度會隨波長變化。中央黃色區域是肉眼可見的波長範圍;左方紅色區域是波長較短的紫外線輻射;右方紅色區域則是波長較長的紅外線輻射。大多數人都很驚訝,原來人眼只能「看到」這麼一小部分的太陽輻射。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

▲圖 3-1 。(圖/大家出版提供)

很多人發現所有物體都會釋放輻射,包括家裡的牆壁和家具時,也會覺得很驚訝。這類輻射和前述輻射的差別,只有波長不同而已。灰色區域即為攝氏 24 度下,家中陳設所釋放的輻射。

為什麼屋主必須考慮輻射因素?因為輻射是一種能量,而且處理能量很花錢:無論是要引入能量(供暖)或是要排出能量(冷卻),成本都很高昂。

窗戶不是最完美的能量閥。我們想引入陽光照亮室內空間,但又不希望窗簾因紫外線照射而褪色;我們希望陽光能在寒冬中帶來溫暖,但又不希望這些熱能一到晚上就散掉;換作大熱天,冬天人見人愛的輻射反而不受歡迎。

圖 3-1 為三種玻璃的穿透率曲線圖(即輻射能穿透的比率),包括:

•標準清玻璃
•硬鍍式Low-E 玻璃
•光譜選擇性Low-E 玻璃

如圖 3-2 所示,90% 的可見光、80% 的紅外線以及部分紫外線可穿透標準清玻璃;反之,Low-E 玻璃則能阻擋長波紅外線。冬天時,一般會將長波紅外線產生的熱能留在屋內,以保持室內溫暖。

▲▼《一看就懂家屋的運作和維護》書摘圖片            。(圖/大家出版提供)

▲圖 3-2 。(圖/大家出版提供)

請注意,不同的 Low-E 玻璃性質互有差異。硬鍍式 Low-E 玻璃能被大多數太陽輻射穿透,而光譜選擇式 Low-E 玻璃只能被可見光穿透。關於玻璃性質差異造成的影響,你可以參考圖3-3的長條圖。圖中的長條柱分別顯示在三種不同的氣候環境下,在條件相同的185.8 平方公尺住家中裝設三種不同的玻璃時,每年需支付多少供暖(紅色)及冷卻(藍色)費用。在需要供暖的地區(如威斯康辛州麥迪遜市),裝設硬鍍式 Low-E 玻璃可省下最多開銷。在這些地區,供暖通常是全年最大筆的開銷,冬天時若能累積太陽輻射熱,就能壓低供暖開銷了。

在需要冷卻的地區(如佛羅里達州邁阿密市),太陽輻射熱會提高住宅冷卻的難度,因此必須裝設光譜選擇式玻璃才能降低開銷。至於某些供暖和冷卻開銷差異不大的地區(如奧克拉荷馬市),太陽輻射熱對供暖及冷卻的影響會相互抵銷,因此不太需要計較裝哪種玻璃好。

——摘自大家出版《一看就懂家屋的運作與維護》P.154頁

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