谁发明了电空调

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发明空调的这个男人……全人类都应该跟他说声谢谢!
来源:汇桔知识产权&&& 09:27:19&&&点击:
导读:&空调发明后的最初20年间,空调主要是用于印刷厂、纺织厂等,能够享受空调的一直是机器,而不是人。
随着夏至的到来,大家的朋友圈应该都被&热到与太阳肩并肩&刷爆了吧。
你看,小木吉扌丁白勺字者阝鬲虫亻七 了
这样炎热的天气里,躺在床上,红烧;铺张凉席,铁板烧;下了床后,清蒸;出去一趟,爆炒;游了个泳,水煮;回来路上,生煎&&
不过,幸好,在这样的&红烧、清蒸、爆炒、生煎&的日子,我们还是可以很幸福地躲在室内,吹着空调,吃着西瓜&&
我们得特别感谢一个人,他叫威利斯&哈维兰&开利,他的突出贡献就是发明了空调,对,就是他,给了我们四季如春的气候。
然而,你造么?空调发明的初衷主要是为了使印刷不受到炎热天气的影响。
空调发明后的最初20年间,空调主要是用于印刷厂、纺织厂等,能够享受空调的一直是机器,而不是人。
在1901&年夏天,由于湿热的空气影响,纽约的一家印刷公司油墨老是不干,纸张因温热伸缩不定,印出来的东西模模糊糊。
为此 ,印刷公司找到了一家生产供排暖系统的布法罗锻冶公司,寻求一种能够调节空气温度、湿度的设备。
布法罗锻冶公司将此任务交给了富有创新精神的年轻工程师开利,开利想:充满蒸汽的管道可以使周围的空气变暖,那么将蒸汽换成冷水,使空气吹过水冷盘管,周围不就凉爽了,而潮湿空气中的水份冷凝成水珠,让水珠滴落,最后剩下的就是更冷、更干燥的空气了。
有了这个想法后,开利开始付诸于实践,在 1902 年7月17日给这家印刷公司安装好了这台自己设计的设备,取得了较好的效果,世界上第一台空调由此产生。
在1906年,他以&空气处理装置&为名在美国申请了。
开利不仅是空调的发明者,他也是80多项空调的持有者,而且创办了现在世界上最大的空调公司之一:开利公司。
1922年开利公司研制成功了具有里程碑地位的产品一一离心式空调机,从此空调效率大大提高,调节空间空前增大,人成为空调服务的对象,这具有划时代的重要意义。
1924年,我国也开始安装中央空调,坐落于上海延安西路164号,面积3300m2的嘉道理大理石大厦中,使用了美国约克公司氨立式2缸和4缸活塞式冷水机组,这是我国第一个安装中央空调的商用。
有了空调,妈妈再也不用担心我热成狗啦~
这个夏天我们一定要铭记这个伟大的发明者,威利斯&哈维兰&开利!
说到这里,好多人又问了,在空调发明之前的夏天,我们的祖先是怎么降暑的呢?
《宋史&真宗纪二》中有这么一句话:宋景德四年(公元1007年),&六月,盛暑,减京城役工日课之半&。
这句话翻译过来就是:皇帝赵恒(真宗)亲自下圣旨,在京城的打工者每天只上半天班。
减少一半!只上半天!半天!半&&啊
如果我们生活在那个年代,虽然没有空调,但是每年有三四个月的时间只需要上半天班,中午就回家了爽爆了有木有!你不知道的十项重大发明:谁发明了空调
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马镫在距今1500多年以前,由在中国古代北方地区游牧的鲜卑人发明后,便在欧亚大草原上迅速流传,使骑兵的战略地位大大提高,也使世界战争史大为改观。中国发明的马镫引入欧洲以后,促进了重甲骑兵的发展,也有助于封建骑士阶级的形成,对欧洲中世纪的历史产生过源远的影响。他,就是发明空调的人!WillisHavilandCarrier,美国工程师及发明家。无可置疑,这项科技发明为人类的居住带来了翻天覆地的改变。然而,现在的你还敢想象没有空调与暖气的时代么?图为哈维兰·卡里尔和他发明的世界上第一台空调。
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(渣是渣渣的渣)
第三方登录:世界上第一个发明空调的是谁?_百度知道空调是不是一个很差的发明?
空调是利用一系列的方式将某个地方的温度降低,同时将这个地方的热量排到外界的一种机器。空调在执行过程「1」时要利用能源。此时利用的能源最终转化为热能,或者其中一部分转化为热能。过程「1」中造成的温差在关掉空调后的一段时间内是不是通过热传递重新达到内外温度一样的平衡?第二次开空调的时候,外界的温度是不是比第一次开空调时候的温度要高,从而达到一个恶性循环?问题:如果是的话,我们使用空调是不是会使得地球越来越热(当然,热也不是一直停留在地球上),但是会比没发明空调的时候热?这是否涉及道德等的问题?一部分有钱人利用金钱、依靠空调,把他原本该承受的热量转移给了一部分穷人?
362 个回答
题主是在担心这个宇宙的熵在增加。殊不知你思考这个问题都会导致这个宇宙的熵增加的-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------是被哪个大牛赞了么?怎么忽然这么多人来...这句话无论从文科方面还是理科方面来看都没什么技术含量啊...
我觉得空调坏了应该先打维修电话,而不是思考这么深奥的哲学问题……
冰箱君很高兴的回答:是的。
我想修正一个观念,“空调是把室内的热量全丢给室外”?首先,我们要知道,夏天开空调时,然后我们的房间变得凉爽,这之间发生了什么。(附上一张压缩制冷过程理想状况图。)冷藏室就相当于我们房间,冷却器就相当于大家家里空调外面难看的“大箱子”。“冷却水”在家用空调代表就是平时室外机吹出来的热风。冷藏室就相当于我们房间,冷却器就相当于大家家里空调外面难看的“大箱子”。“冷却水”在家用空调代表就是平时室外机吹出来的热风。(理想情况下,制冷过程的逆卡诺循环图,下面解释皆以理想状态为例子。)1.那到底是什么样的载体,能把房间里的热量吸收,然后运输出去呢?在工程热力学里,我们把它叫做工质,也就是大家所谓的制冷剂。2.那这个制冷剂到底经过怎样的努力才能把房间里的热量运载走呢?(想必大家都知道,液体蒸发吸热这个物理知识。)那我们来看看这个过程到底发生了什么。
4-1过程,工质蒸发吸热,把房间热量q带走;
1-2过程,气态的工质在压缩机里面被压缩(压缩机对它做工),变成高温高压的气体。
2-3过程,通过工质与外界的温差,利用外界给工质降降温。
3-4过程,通过节流,让工质又重新变成冷的液体。然后重复4-1过程。大家发现没有,其实丢给外面的热量是等于压缩机做的功的能量加上房间降温被带走的能量。但是,大家还发现没有,丢给外面的热量不一定是给外面空气啊,还可以是水或者土壤等能用来冷却2-3过程中的工质。假如能把这部分热量运用起来,比如用来热水洗澡,或者找个载体把这热量储存起来,到冷天再用,大家就不用担心所谓的道德问题了。人类做了这么多的努力,为了让自身的生存条件变得更好。那为什么要引入制冷系数,也就是所谓的cop呢?为了让室内的热量被带走的过程里,压缩机做的功w就相当于室内外热量间一只看得见的手,这只手不断地用力把室内的热量抓出来。那如何让这只手用的力小一些呢,如何让丢出来的总热量少一些呢,这就是cop引入的意义。---------------update 10.24----------------------那空调是不是一个很差的发明?首先,我要帮空调科普一下。顾名思义,空调就是空气调节,很多人对它得理解狭隘得只剩房间吹出的冷气了。其实空调按作用可以分为:舒适性空调和公艺性空调。一般题主所说的空调指的应该是家用的热泵(舒适性空调),夏季制冷,冬季供热。那我来把楼主一些困惑解答一下:1.空调是利用一系列的方式将某个地方的温度降低,同时将这个地方的热量排到外界的一种机器?是,但是这个“外界”是有考究的。夏季,空调是从低温吸收热量;冬季,空调是从高温吸收冷量。(你可能不知道这个技能有多么逆天)。自然规律里,高温物体会自发地把热量传给低温物体,直到平衡。就像把热水放外面晾一段时间自然把热量传递给空气就凉下来了,可空调却能逆其道而行之,让开水越来越热。2.空调在执行“1”的过程中是否要利用能源,此时利用的能源最终转化为热能,或者其中一部分转化为热能?是,大部分转化为热能,还有机械的无用功等;其实这最主要还是取决于压缩机的效率,国产压缩机一直不行。据说日本在实验中获得了cop(能效比)=10的空调,普通家用的一般2点几,大家可以脑补一下。3.“1” 过程中造成的温差在关掉空调后的一段时间内是不是通过热传递重新达到内外温度一样的平衡?
热传递是一直存在的,所以大家开空调才需要一直开着不关,对室内空气进行加热或者制冷。但是平衡后的温度一般不会和外界一样,比如夏天刚进房间还是会觉得比外面凉快,这是因为热量传递是逐时的,而且热量传递需要时间,房间很难跟外界达到同一温度,所以维护结构(墙,窗户等)材料对房间穿热至关重要。(其实在空调设计中,人体散发热量占很大一部分)4.第二次开空调的时候 外界的温度是不是比第一次开空调时候的温度要高?从此达到一个恶性循环?
外界温度主要是靠太阳辐射,把整个地球当作一个整体(闭口系),只要没有太阳热量进来,热量是一直稳定的。
那又涉及到一个问题了,就是太阳不断照射地球,地球一直吸收太阳给予的热量,温度会不会变高? 这个问题比较复杂,我就提一点关于空调的吧,就是臭氧层有反射热量的功能,像是地球表面的一面镜子,把一部分热量反射回去了。
这时候制冷剂的一个大问题就出现了,早期空调制冷剂一般都是氟利昂,因为氟利昂的泄漏,导致臭氧层遭到破坏,导致臭氧层空洞。5.一部分有钱人依靠空调,把他原本该承受的热量转移给了一部分穷人?就用金钱实现了这个手段?按题主这种思路,我竟无法反驳。我觉得要怪就怪人类的欲望,穷人也希望能吹空调,也希望能在夏天感受凉爽。-----------------高能线--------------------
童鞋你好,你的建筑学的很好,但是建筑环境还是有待提高哦,空调一直是建筑附属,建筑的呼吸系统,一直都是空调为了建筑而匹配并改进的。发现了吗?正是因为空调这类建筑设备的出现,才让以简洁为借口的建筑的现代美学变得如此的贪婪。我觉得你这个结论逻辑很有问题。你列举的栗子都是在郊外,而城市中土地资源稀缺,而且周围环境也不一样;要是人类对城市没需求,要是建筑不去做城市,那么“热岛效应”也不会逼迫人更地渴望空调。建筑也是随着人们欲望在不断改进的。请不要把建筑师在美学追求的变化强加在空调身上。请不要把空调当成建筑师懒惰或者对美观贪心的借口。如你所说,“比如COOK+FOX设计的美国银行大厦在材料,结构和设备技术上都算得上节能建筑的标杆。它曾经被称为是世界上最为绿色生态的摩天楼;它的空调送风精细到按办公桌位置随用户自行控制,单单看它的平面,就会感觉到在管道上和传统摩天楼的不同:”恐怕仁兄对它的“绿色”有些许误解。每位暖通工程师都知道,这么精细的送风方式,用在控制上的能耗会有多高,这种人性化设计不过是满足了人的私欲罢了。美国银行大厦(英语:Bank of America Tower)位于美国纽约州纽约市曼哈顿第六大道之间的第42街和43街,布莱恩特公园对面。是为世界贸易中心倒塌后美国继西尔斯大楼及帝国大厦后第三高的摩天大厦,目前在全世界摩天大楼排名第13,高366米,楼高54层,由Cook+Fox建筑事务所设计,于2010年荣获全美最佳高层建筑奖。该建筑在整体设计和细节处体现环保、节能和人性化的理念,可以收集和再利用雨水和废水,有效利用太阳能,且办公区域充分采用自然光,是美国首个被命名为低能量消耗的摩天大楼。可谓是美国最环保的建筑,是在世界上最高效和生态友好型绿色建筑之一,已于2008年完工这类所谓的人性化设计着实害人不浅,人性化代表着满足每个人在这方面的欲望和需求。而它的节能方式看上面的粗体字,并没有说空调设计节能哦。这样的建筑无疑给城市以及向往城市的人设定了一个范本:一体化的玻璃幕墙加重复叠加的标准层,这样的模式就能创造人见人爱都会形象:对于设计师,这显然是拿得出手的潮流做法,对于商人,这又意味着大量的租赁面积,而对于市民,这被诉说为理所当然的城市面貌。也许有些新的变化,但是那又如何?其实这何尝不是建筑师们的贪婪,对“美学”的追求,全玻璃幕墙的日射得日高的惊人,暖通工程师们巴不得,冷负荷能小些。可惜他们仅仅是个辅助的臣子,作为君王的建筑师和开发商们,只要一生令下,他们只能默默顺从。我们再来看看玻璃幕墙,我想当人类能从这么高的地方眺望如此美好的风景的时候,那种征服的壮阔感是无与伦比的。有这种能让人多分泌多巴胺的方式,谁会为能耗来放弃这么美好的感觉。伊卡洛斯也是为了看到更高的风景,不惜自己蜡翅的融化坠海身亡。反思肯定需要,可责任在空调的发明上么?在我看来, 空调仅仅是建筑师们,商人们的贪婪的借口罢了。那看看下面这个病态建筑,这估计在国内已经是十年前的模式。在人们对美观需求崛起的时候,这种病态,已经被淘汰了好么。我们来看看这个,如今哪个楼盘都不会再希望外表面乱七八糟地挂着室外机。在人们对美观需求崛起的时候,这种病态,已经被淘汰了好么。我们来看看这个,如今哪个楼盘都不会再希望外表面乱七八糟地挂着室外机。是不是简洁美观特别多!不过增加自然通风确实是个很好的概念。但是它也只是缓和能耗,根本阻止不了人们对更舒适的追求。(看,空调多么体会人性。)下面列举自然通风的几宗罪吧。1.消防安全,倘若大量引入自然通风的话,假如起火,更容易等到外界氧气供应,火势蔓延更快,由于自然通风不易控制,减少人员逃生机会。2.自然风的不可控,自然风吹着舒服,夏天的热风吹的舒服吗,冬天的冷风吹的舒服么?这个自然风显然是值得考究的,到底是什么样的自然风吹的舒服,风速多少,温度多高,湿度有多高;现今建筑中人员密度很大,每个人无时无刻不在散发热量,和水分,自然风太难控制来满足人们舒适的需求。3.疾病传播。这也是我boss正在做的事。2003年,SARS爆发的时候,在高层建筑中,只要一名住户感染,同一栋楼的其他住户也会相继收到感染。通过气体追踪技术发现,由于上下层皆打开窗户进行自然通风,根据气流运动,最终发现感染层有7%的气体进入了上一层,最终导致他人感染。 正如你所说:有时候,在不认为一个问题是问题时,我们往往太过理直气壮,这,本就是个问题。单一把如今能耗现状归咎于空调的发明,我想这也是个问题。建筑不仅仅是个空壳,是人类安身之所,我想只有建筑中每个专业相互理解,共同促进,共同进步,人类的生活环境才能变得更好。在人类欲望不断膨胀的今天,就算再怎么增加自然通风也满足不了人们对更舒适的贪恋的,而且不知道仁兄是否听过空调中有个过渡季节大量引进新风的概念。而且现在住宅也有集中供冷,家里根本不用装空调,等着人家处理好的冷气吹上来就行。还有这个,辐射供冷,节约室内空间,更满足人们对美观以及生活空间的需求。为了迎合建筑美学,空调系统可以设计得很美观,但是造价!造价是个关键。多少开放商愿意在空调上花这么大一笔钱!(空调就是这么体谅人的东西,不要问我怎么知道的)-----------------干货-------------------一般大家用的是空气源的热泵也叫分体式空调,就是室外挂个箱子的那种。而真正可以被配的上空调的名号的我认为还是中央空调,也就是一般商场用的那种。对了,说到这呢,不得不给大家提几个概念制冷机组,锅炉,空调机组,空调箱。人呢是很娇贵的,只有温度和空气湿度到达一定范围,才觉得舒服,一般25摄氏度左右,相对湿度55%。一团无辜却又让人不能忍的空气到底要经过多少道工序,才能变成到人们喜欢的模样呢。夏天和冬天的处理过程不一,不同需求处理过程不一。我大致给大家讲个流程。首先把外面的风吸进来过滤除尘,混合一下室内回风,然后用制冷机组出来的冷的冷剂给它降温,然后要给它喷淋加湿或者等焓减湿,然后再来个再热,处理到送风状态点,然后再用风机吹出去,利用风管和风口均匀分配到每个部位。(现在造人家有多努力么。)(看不懂的同学,可以直接跳到结论。码字好累,喝口水先。)下面举几个不把室内热量排给外界空气的例子。1.土壤源热泵土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热,向建筑物供暖;夏季向土壤排热,为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源,通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/kw以上,与传统的冷水机组加锅炉的配置相比,全年能耗可节省40%左右,初投资偏高,机房面积较小,节省常规系统冷却塔可观的耗水量,运行费用低,不产生任何有害物质,对环境无污染,实现了环保的功效。这类空调呢是从土壤里吸收或者排放热量,或者排放热量的。附上图片。2.2.水源热泵水源热泵是利用地球水所储藏的作为冷、热源,进行转换的技术。 水源热泵可分为和水环热泵。地源热泵包括地下水热泵、地表水(江、河、湖、海)热泵、;利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。这类空调是从水里面吸收或者排放热量。想像一下,假如再把得到能量的这些水拿回来用,是不是感觉得到了回收,得到循环利用。附图如下。3.吸收式制冷机依靠吸收器-发生器组的作用完成制冷循环的制冷机。它用二元溶液作为工质,其中低沸点组分用作制冷剂 ,即利用它的蒸发来制冷;高沸点组分用作吸收剂,即利用它对制冷剂蒸气的吸收作用来完成工作循环。吸收式制冷机主要由几个换热器组成。常用的吸收式制冷机有氨水吸收式制冷机和溴化锂吸收式制冷机两种。一般大型的集中供冷会用这种。看人家不用往外面偷热量了把。4.工艺性空调工艺性空调室内温湿度基数及其允许波动范围,应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。工艺性空调可分为一般降温性空调、 恒温恒湿空调和净化空调等。降温性空调降温性空调对 温、湿度的要求是夏季人工操作时手不出汗,不使产品受潮。因此,一般只规定温度或湿度的上限,不再注明空调精度。如电子工业的某些车间,规定夏季室温不大于28℃,相对湿度不大于60%即可。恒温恒湿空调恒温恒湿空调室内空气的温、湿度基数和精度有严格要求,如某些计量室,室温要求全年保持20±0.1℃,相对湿度保持50±5%。也有的工艺过程仅对温度或者相对湿度中的一项有严格要求,如纺织工业某些工艺对相对湿度要求严格,而空气温度则以劳动保护为主。[1]净化空调净化空调不仅对空气温、湿度提出一定要求,而且对空气中所含尘粒的大小和数量有严格要求。必须指出 ,确定工艺性空调室内空气参数时,一定要了解实际工艺生产过程对温湿度的要其实还有机房空调,假如没有机房空调,估计很多人都上不了网了,这是一件何其悲哀的事。工艺性空调大大满足人类健康需求,以及生产需求,解放和发展了生产力。想像一下,假如没有机房空调,人类的通信技术的发展将会受到很大制约。想像一下,假如纺织厂没有洁净空调,工人们的肺里会多积累多少纤维。想像一下,假如医院没有洁净空调,有多少病人会因为空气环境问题而容易被细菌感染。空调提高了医院对病人生命的拯救的能力。恒温恒湿,不变的稳定状态,这不就是人类一直追求的永恒么-。-纵观人类历史性的发明,无不是为了提高人类的生存条件,便捷人类的生活;而空调便是这其中不断努力的一员。一项发明能够如此普及,说明它的发明满足了人类的某项欲望。当人的某项欲望能普遍被满足时,我不忍心说它是很差的发明。而之所以现在对它产生质疑,是人们又产生了新的欲望,而空调呢,它不说什么,只是默默地在不断改进着,有时在你没看见的地方罢了,但是终有一天你会看见。综上,1.空调是一项逆天改命的发明,打破自然规律的束缚。(真的可谓改变命运了。)2.空调满足了人类对永恒的幻想,大大提高人类生存质量。3.空调还有很多缺陷有待改进。(现在也逐渐出现了智能化空调,太阳能空调,但依旧摆脱不了制冷剂的束缚)4.空调还需要经受未来更多人类新起的欲望的考验。5.空调想进步,但是受到其他技术的制约。6.空调一直很努力地前进。我觉得空调是一项巨伟大的发明,让人类文明的车轮往前滚进,具有跨时代意义。
空调是世界上最伟大发明之一1、空调是利用一系列的方式将某个地方的温度降低,同时将这个地方的热量排到外界的一种机器?~是的2、空调在执行1的过程中是否要利用能源,此时利用的能源最终转化为热能,或者其中一部分转化为热能?是的3、1过程中造成的温差在关掉空调后的一段时间内是不是通过热传递重新达到内外温度一样的平衡?是的4、第二次开空调的时候 外界的温度是不是比第一次开空调时候的温度要高?从此达到一个恶性循环?不是,这么算太阳一直照射地球温度不断升高早爆炸了。提问一:如果是的话,我们使用空调是不是会使得地球越来越热(当然,热也不是一直停留在地球上),但是会比没发明空调的时候热。会,但是你出去溜一圈也会发热使地球变热。使用空调产生的热和阳光热效应比起来都连误差都算不上。提问二;这是否涉及道德等的问题,一部分有钱人依靠空调,把他原本该承受的热量转移给了一部分穷人?就用金钱实现了这个手段?不涉及,要怪就怪还没有实现共产主义,空调是无辜的。
题主多么认真的求知精神,多么的“安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜“!就是物理知识储备不够而已!是时候祭出我大统计热学Thermodynamics来认真回答题主问题了!(好”红“的语气哈哈)来来,题主,我们先来看一张极简版的空调原理图。中间的那个球就是空调电机啦。中间的那个球就是空调电机啦。然后发挥一下想象力,想象图中的 (c=cold) 代表的是炎炎夏日中你凉爽无比的家,而 (H=hot) 代表的是让人汗流浃背的外部环境。 代表的是温度,所以
没有异议吧?记住,空调的工作原理是把里的热量扔到去,这样屋里就可以保持凉爽。=Work,是指转动空调电机需要的电力 (功)。 代表的是空调电机从你家拉出来的热量 (这个用词感觉怪怪的...)。 代表的是排到屋外的热量。原则上来讲,你从房间里抽取出来多少热量,就应该排到屋外多少热量。但是,你在抽取的过程中做功了啊。我们知道,能量是守恒的,所以我们发现了如下关系不过,不要急,我们来看看空调的效率怎么样。写的是Refrigerator,不过和空调是一个概念啦,都是制冷的。COP=coefficient of performance,就是效率的意思啦。COP的定义是,意思就是,我们想知道空调电机每做一个单位的功,会向室外排出多少热量。(1)就是普通的数学,看看就行。关键是(2)在(2)里面,我们假设这是个完美的空调!没有产生任何多余的熵,也就是说,没有因为机器的摩擦等等问题浪费任何一点电力。就是在这种情况下,因为熵增原理,空调电机也是一定要产生一定热量的。那么我们得到了如下公式那么这个公式的物理意义是什么呢。我们来看分母,这是温差呀。所以室内室外温差越小,效率越高。这也是为什么我们提倡要把空调的温度调得高一点的缘故。来我们看一个例子巩固一下=w=K是开尔文,物理里的温度计量单位。可以戳K是开尔文,物理里的温度计量单位。可以戳看看。所以,外面40摄氏度,室内开20度的空调,理想状态下的COP是...咦?!怎么大于1!不是效率不能大于100%嘛,差评!不过仔细想一想呢,为什么不能大1呢?我们做功是把热量推到室外去。我技术好,四两拨千斤,一个支点撬动地球【误】,当然是可以大于1啦。不过,这个毕竟是理想状况下的空调。理想很丰满,现实很...你知道的那真实情况下的空调效率如何呢?我们再看一个例子SEER是每个空调的标签上都会有的一个数据。它跟COP的换算公式嘛你也看到了。不要问我为什么,教授没讲ToT。所以普通空调是在3.3左右。也不错啦是不是~\(≧▽≦)/~好了科普完毕,回答一下题主后面几个问题。因为房间都不是密封的,所以空调在运作的时候屋外的热量也不停地在跑回来,所以空调要不停地运作”把跑回来的热量再推出去“。所以,你为了保持室内的凉爽,一共来来回回推的都是那么点热量,加上一共制冷的空间跟地球比起来还是九牛一毛 (0.1毛?),不存在因为室内凉了室外就刷的一声热了一度的情况。但是因为空调一直也在产生热量啊(这中间还有因为熵增原理必须要产生的作为热量的部分),所以在维持室内温度的时候,的确空调在增加这个地球上的总热量呢(从燃料的内能转化为热能)。但是,这又跟其他电机没区别的啊。汽车在运转的时候也产生了很多热量,所做的无非是把一个人更舒服地运到另一个地方罢了。所以,空调肯定不是最差的发明之一啦。至于道德问题,我认为,你可以这么argue。就好比为了经济发展拼命烧煤等等导致的全球变暖的效应,全世界不止人类,所有生物都在承担后果。但是...你看看哥本哈根协议,看看大家各种赖加不作为,你就知道为这种行为定义责任范围和承担责任是多么难的事情啦。今天回答问题的语气好逗比,大家勿要见怪。
这题必须怒答!!! 上知乎以来,我一直遵循认真答题、少抖机灵、少哗众取宠的原则--至少在专业问题上一向如此。但看了
的高票答案之后,心中压抑着有一股不平之气,所以必须旗帜鲜明地站出来反对他的几个逻辑混乱、牵强附会的核心观点。如果这会让我一直5星的友善度掉星,那就让友善度见鬼去吧!观点一:以空调为首的机械设备系统的出现引导着建筑走向了一条与之前截然不同的道路。知乎上大神多,真正在职的建筑设计从业人员也不少。想必大家对建筑设计领域,建筑师那当之无愧的龙头地位、执设计方向牛耳的话语权都心知肚明,自然不必我赘述。哪个项目不是建筑师先行,其余结构、空调等机电专业亦步亦趋地配合?我空调专业出身,不懂建筑史,想请教这方面的大咖来解答一下我的疑问:在建筑史上,以空调为首的机械设备系统,具体是怎么引导着建筑走向了一条与之前截然不同的道路的?在我的上述疑问获得圆满解答前,我先说一说我的看法吧。如果有大咖能够对我动之以情、晓之以理地让我心服口服,我将修改下面的文字。如果把建筑设计比作电影制作,建筑师的地位无疑相当于总导演,除了甲方(制片人)之外,还有谁的权利比他大?结构、机电什么的,大概相当于编辑、摄影、剪辑、配乐之类的幕后人员之类的吧。幕后人员连决定电影该怎么拍的权利都没有,他还能决定电影史的发展?现在好了,他们不仅在片场被导演各种刁难、训斥,电影上映了之后被观众喷成翔,片方和导演说:“我们也不想拍成这个鸟样,都是那一帮狗日的编辑、摄影、剪辑人员闹的。” 您这是在侮辱观众智商呢?就像
说的“@铭蔚
童鞋你好,你的建筑学的很好,但是建筑环境还是有待提高哦,空调一直是建筑附属,建筑的呼吸系统,一直都是空调为了建筑而匹配并改进的。” 建筑自己把路走歪了,却把责任推到其余配套专业身上。就好比食堂新来的厨师蒸的馒头好吃极了,你一口气吃了好多把自己撑死了。然后怪厨师:你TM为什么要做得那么好吃?在世界范围内,享有盛誉的建筑师多如牛毛,而结构师少之又少,空调等机电工程师就更是闻所未闻了。你建筑肉吃了、汤喝了,方向跑偏了的黑锅却让别人来背?抱歉,这黑锅我们不背!观点二:正是因为空调这类建筑设备的出现,才让以简洁为借口的建筑的现代美学变得如此的贪婪。是不是空调这类建筑设备的出现,才让以简洁为借口的建筑的现代美学变得如此的贪婪。这个观点本身我已经在上面态度鲜明、立场坚定地表达过反对了。现在我要问的问题是:如果没有空调的出现,现在的曼哈顿、上海浦东天际线应该变成什么样子?(以下图片来源于网络,如有侵权,提前道歉,并请联系删除。谢谢!)▼
是这样子的?▼ 还是这样子的?▼ 或者这样子的?▼
如果不是,请问下面这些建筑,按照没有空调的设计,应该会是什么样子的?按照你的方案,会不会把河北变成北京省、把江苏变成上海省才足以容纳现有的几千万人?世界人口从1900年的16亿左右,增长到现在的70多亿。怎么样能够满足这多出的50多亿人口的衣食住行,既要让他们更多地生活在配套完善的城市里,而城市又不能摊大饼地建到珠穆朗玛峰上去。这才是曼哈顿、上海浦东天际线向上生长的主要原因吧?空调、甚至建筑本身在其中扮演的都仅仅是顺应这个不可逆转趋势的角色而已。为什么非得给无辜的空调扣上这么大的一顶帽子?我们真心承受不起!▼ 为什么这样的简洁要怪空调?空调被你赶到核心筒和吊顶内去了,藏到看不见的地方也要躺枪?▼
这样的复杂、臃肿也要怪空调? 这空调机位是空调强烈要求的,还是建筑师你只给我这样的?既然高票答案的答主那么喜欢拽文并引得下方评论区一片“旁征博引”的赞美,那喜欢摄影的我也就学着拽一下作为本节的结尾吧(前方装逼高能预警,请各位看官注意保护眼睛,避免被亮瞎):本.克莱门茨和大卫.罗森菲尔德在被摄影爱好者誉为构图圣经的
中有一段话:“艺术是各个时期占统治地位的社会的、政治和经济理论的反映。当这些力量发生变革时(它们确实是不断变革的),必然要在艺术上反映出来。”如果建筑设计也是一门艺术的话,那么它的一切发展和变革也是某个时期内占统治地位的社会、政治和经济理论的反映,当这些力量发生变革时,必然要在建筑设计的风格、方向上反映出来。这些变化和空调一毛钱关系都没有,空调无非只是在配合其变化而已,如果说空调本身有什么罪,那主要是错在不应该助纣为虐!观点三:这座大楼(美国银行大厦)在能耗上的表现却让所有人大跌眼镜,能耗之高简直让西格拉姆大厦长舒一口气,为此,对其节能做出认证的LEED都被拖下水,被人攻讦评定的可信度。了解LEED认证的人
都知道,LEED认证主要偏重于前期项目设计和建造阶段对于节水、节地、节材、节地等方面的审核,而对于项目后期实际运行过程中的能耗少有关注。 正因为如此,美国银行那个案例在国内早已不是新闻,,而国内也开始在反思LEED对于一个项目究竟是名片成分多一些,还是实际节能效果的意义大一些:其实不需要漂洋过海地去太平洋对岸找例子,我在国内做的一些项目也有申请LEED认证,顺利通过后来却发现节能运行效果很一般,甚至不如一些普通建筑的。因为建筑能耗尤其是空调系统运行能耗的高低,除了和前期设计和建造阶段有很大关系外,和后期调试、运行阶段也息息相关,甚至后者的影响会更大 ,这个问题我在另一个回答中也已经很详细地阐明了。因为LEED认证体系本身的缺陷,其对后期运行能耗监控环节的缺失,造成了美国银行大厦这样的节能笑话也就在清理之中了,所以也根本不存在LEED是被拖下水的一说了!PS:这里插一句题外话,个人认为日本一些机构、国内清华大学节能研究中心、以及很多做项目后期节能运行管理的公司提出的从后期实际运行情况的角度来评价一栋建筑是否节能的观点,相对于注重前期的LEED认证更具有参考价值,也不会闹出美银大厦的笑话了。-----------------------------------------------技术探讨分割线-------------------------------------------作为空调设计人员,我也同意关于空调能耗太高了的说法,国内同行们也在不断总结和想办法改善 。至于高票答案中提到的增大建筑自然通风的机会 、利用蒸发吸热原理的倒灌式混合冷却、吸湿材料和PCM等手段,真的谈不上什么新意,国内早就有这方面的探索和应用实例:1. 2. 3. 甚至还写进了空调相关的规范和技术措施。▼ 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》:▼
《全国民用建筑建筑工程设计技术措施》--暖通空调.动力▼
《全国民用建筑建筑工程设计技术措施》--暖通空调.动力(2009版)可这些技术应用起来有这样那样的限制条件:1. 自然通风受建筑朝向、周边建筑布置限制,在城市核心地段的CBD根本没法用,如果有德国那些超高层建筑从任何一个方向倒下来都不会砸到其他建筑的条件,自然通风自然大有用武之地。2. 如果中国大陆都像新疆或者三北地区一样干旱少雨、露点温度低于14°C,所有空调设计人员都会向业主首推蒸发冷却空调系统。3. 市面上绝大多数吸湿材料的一个最大缺点就是,吸湿快、散湿慢,这也是大多数需要除湿的场合都还是需要靠空调冷却除湿的重要原因。当然,如果你研究出来的相变材料(PCM)吸湿和放湿一样快,而且初投资和运行维护成本低,我是举双手和双脚赞成采用的。可这些技术应用起来有这样那样的限制条件:1. 自然通风受建筑朝向、周边建筑布置限制,在城市核心地段的CBD根本没法用,如果有德国那些超高层建筑从任何一个方向倒下来都不会砸到其他建筑的条件,自然通风自然大有用武之地。2. 如果中国大陆都像新疆或者三北地区一样干旱少雨、露点温度低于14°C,所有空调设计人员都会向业主首推蒸发冷却空调系统。3. 市面上绝大多数吸湿材料的一个最大缺点就是,吸湿快、散湿慢,这也是大多数需要除湿的场合都还是需要靠空调冷却除湿的重要原因。当然,如果你研究出来的相变材料(PCM)吸湿和放湿一样快,而且初投资和运行维护成本低,我是举双手和双脚赞成采用的。最后,套用高票答案评论区里的一句话来为这一部分作为完结 :“真是给跪了,空调让人大夏天盖棉被,就是空调的错,甚至空调都开始阻碍建筑发展了。按你的逻辑,任何科技进步都可以是“差”的。只是想说,答主想秀自己的建筑知识可以去别的地方秀。”也提醒一下答主 @铭蔚, 知乎虽然不在是以前那么纯粹的问答社区,虽然在知乎上夸夸其谈不用上税,但请以后不要为了答问题而答问题了,尤其是面对专业问题的时候。就算你以一个卫道士的身份,故意把它引致所谓美学、哲学的高度,也掩盖不了你的牵强附会、逻辑混乱。顺便也提醒一下其他跟我一样义愤填膺的空调同行们
,别看他那亮瞎狗眼的学校和学历,其实他当时也就是一个还在象牙塔里的学生而已。----------------------------------------------认真答题分割线----------------------------------------以上是我在知乎上第一次撕逼,而且撕得这么认真,下面还是认真地答一下题。以上都是不负责任的高票答案引起的血案,如果没有它,我的答案应该是这样的:前面几点和第一个问题(空调是不是会使得地球越来越热)统一回答过程「1」中造成的温差在关掉空调后的一段时间内会通过热传递重新达到内外温度一样的平衡。从短时间里来看,第二次开空调的时候,外界的温度是会比第一次开空调时候的温度要高。 但从比较长的一个时间跨度,以及总能源守恒的角度来看,使用空调并不会使得地球越来越热。 说得很在理,不管你用不用空调,太阳都照常升起,每秒钟照射到地球上的能量也不会有太大变化。空调做的无非就是把储存在地底下的化石能、散布在空气中的太阳能和风能、蕴含在在大江大河中的重力势能、隐藏在原子核里的原子能等等,以电能的形式最终消耗掉了而已。从能源消耗的角度来看,如果没有发明空调,你就能阻止人类以其他的形式去追求舒适、消耗电能吗?如果说空调能耗高,就是一个很糟糕的发明。那么问题来了:现在建筑能耗、汽车能耗、工业生产能耗三分天下,那汽车是不是一个很糟糕的发明?我们是不是该回到“”,那美好而又充满了人文主义情怀的农耕时代? 那人类工业化是不是原本就是一个巨大的错误,我们现在使用的电脑、手机、网络、衣食住行的种种工业品是不是原本就不该出现?我们是不是就该回到衣不遮体、食不果腹、天为盖、地为庐的上古时代?快播CEO王欣说得非常好:技术本身并不可耻。没有糟糕的发明或技术,只有对这项发明或技术的滥用才是真正糟糕的。中国古人发明了火药,把它用来放烟花和开山筑路,所以火药不是一个糟糕的发明。诺贝尔把火药变成了武器,但到此火药本身也不是一个糟糕的发明。但希特图、墨索里尼、东条英机把它变成了草菅人命的致命武器,那7000万的亡灵、1.3亿的伤残者让这个发明变得不可置疑的糟糕了。爱因斯坦发现了相对论,奥本海默把利用原子能变为了现实。可“小男孩”和“胖子”既不是他们扔的,也不是他们下令扔的,你能把广岛、长崎那几十万人命算在他们头上吗?这个孩子,能把她的不幸,归咎于他们吗?▼ (克里斯特.斯特伦霍尔姆 1961年摄于日本 图片摘自阮义忠 (克里斯特.斯特伦霍尔姆 1961年摄于日本 图片摘自阮义忠 )这是否涉及道德等的问题?一部分有钱人利用金钱、依靠空调,把他原本该承受的热量转移给了一部分穷人?单纯就这个问题的答案来说,当然是:是,毫无疑问地是。但这个问题更深的层面,还涉及到社会财富的分配问题,所以就不能简单地回答“是”和“不是”了。就像
举的例子:“ 新加坡国父李光耀曾说空调是20世纪最伟大的发明。 这句话对新加坡这个赤道边上的国家来说当之无愧啊! ”从让在热带、赤道的人们也享受到同样的清凉的角度来看,反而正是空调这项伟大的发明给人类带来了另一个维度的公平。社会的精英阶层,依靠权力和金钱转嫁给穷人的,可不止“原本该承受的热量”这么简单。发达国家把高污染、高排放的企业转移到亚非拉,富人开大排量的跑车、越野车,买私人飞机、游艇等等,哪一个转嫁的热量、CO2,以及各种污染物哪个比空调少?单纯从对造成不公所做的贡献来说,空调的影响真的微乎其微,更何况现在很多一般的家庭也能够用得起空调了。至于为什么会存在这种不公,甚至题主口中的不道德的现象,这就和空调这门纯粹的技术无关了。还是套用王欣的那句话:技术不是并没有不公平,不公平的只是社会财富的分配制度。这就不是这个问题探讨的范畴了,感兴趣的求知狂们,可以戳这里:
我从热力学角度给你逐句分析一下。空调是利用一系列的方式将某个地方的温度降低,同时将这个地方的热量排到外界的一种机器。这个表述还是很对的。空调通过氟利昂的膨胀吸热和压缩放热来传递热量。空调在执行过程「1」时要利用能源。此时利用的能源最终转化为热能,或者其中一部分转化为热能。这是热力学第二定律的概念,也就是一个孤立体系的总混乱度(也就是熵)不会减小。想要孤立体系中局部熵减小,必须额外做功(力变热,混乱度增大),总混乱度还是增加的。力,就是物质整齐运动,也就是↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑热,也就是物质混乱运动,也就是↑↓←→↖↗↙↘
↑↓←→↖↗↙↘
↑↓←→↖齐的会自动变散,散的不会自动变齐,散的想变齐,就得费力气去整理。过程「1」中造成的温差在关掉空调后的一段时间内是不是通过热传递重新达到内外温度一样的平衡?因为熵增原理,整个体系的熵会自动到最大(举个好理解的例子,热就相当于红豆子,冷相当于绿豆子,房间加室外相当于一口锅,当你把豆子放在锅里,并摇晃锅之后,豆子会相互混合,而不会出现红豆子一边绿豆子一边的情况)。第二次开空调的时候,外界的温度是不是比第一次开空调时候的温度要高,从而达到一个恶性循环?总体来说,是的。问题:如果是的话,我们使用空调是不是会使得地球越来越热(当然,热也不是一直停留在地球上),但是会比没发明空调的时候热?是会使地球越来越热。这是否涉及道德等的问题?一部分有钱人利用金钱、依靠空调,把他原本该承受的热量转移给了一部分穷人?这个问题先涉及不到,最后说。——————————————————————————前面都是同意,现在我要说你的想法的问题在哪了。自宇宙大爆炸以来,整个宇宙都在一个熵增过程中。而爆炸之后,热物质因为万有引力而相互吸引,形成恒星(太阳);冷物质因万有引力,形成一些行星卫星等等“比较凉”的东西。宇宙最后的终末,就是全宇宙的温度相同,恒星放热殆尽,一切运动的能量也都耗散成为热,这一切都是熵增过程,宇宙的熵达到最大。这是宇宙始末的一种假说。而在一些星球上,出现了一种,能够利用能量,使自身内部出现熵减的东西,也就是“生物”。生物活着的过程,也就是“内部熵减”的过程,为了维持内部熵减,就需要耗费能量,使环境熵额外增大,这本质上与空调原理是一样的。而这个世界的弱肉强食,正是一部分生物利用体力、依靠运动,把他原本该承受的熵减耗能转移给了一部分其他生物。这也就是我们动物所做的。植物靠光合作用来合成能量,再通过这种能量(也就是糖)来维持自身熵减,动物则直接抢夺植物合成的能量,来维持自身熵减。也就是说,你只要不能直接收集太阳能,只要还吃饭(素食也算),你就是在做以上这种行为。说的更难听一点,人只要活着,就会使地球越来越热。但是(注意我说但是)。地球表示,你们人类这点活动算个justin bieber。人类自用火以来,对于环境所排放的热,可能还比不上一次大型的火山喷发所排放的热。更远远比不上太阳给与的富余热量。事实上,冬天和夏天的巨大温差,只是太阳光通过大气层直射斜射不同所造成的;更有推测说,恐龙时代南极都有雨林的热,与冰河期全世界都是冰川的冷,只不过是地球与太阳的距离稍远稍近造成的。人类排放,只是气候变暖的一个因素,甚至不能说一定是主要因素。人们还是多关心雾霾一点为好。所以问题2的回答是:影响太小了,就像担心空调的冷凝水,会不会使穷人变得更潮湿,而使富人干燥一样,这种想法没必要。事实上,你用的桌椅板凳,各种塑料制品,各种玻璃,各种金属,它们也都是工厂冒黑烟,耗费能量制造出来的,也是在把热量给穷人,只不过你看不见而已。而且这种影响同样很小可以忽略不计,不如污染的影响大。就像你会可怜你跟前的一只死狗,但不会可怜全国超市冰柜里的几千吨牛肉一样,虽然它们都曾是生命。所以别担心了,想开一点。最后说一句,之前反对用空调,主要是因为制冷剂是氟利昂,这东西会破坏臭氧层。臭氧层破坏了,过度的宇宙射线,会使人得皮肤癌。这才是真正会害人的。不是保护地球,是保护人类,地球表示人类这点活动算个justin bieber。
新加坡国父李光耀曾说空调是20世纪最伟大的发明。 这句话对新加坡这个赤道边上的国家来说当之无愧啊!
首先我想说题主陈述自己问题的条理配得上大家认真答题。所以谢谢 提供的专业性很强的答案,也谢谢 逐条的回答,而第一名的同学,按系统内熵值的说法,你的回答平衡了题主带来的变化。(这真的不是反话)正如很多朋友表达出来的,空调毫无疑问是个成功的发明,它利用冷凝和蒸发之间的换热关系拯救了人类在炎热气温下的生活方式。但是,这并不能掩盖它差的地方。至少从我的专业角度来看,空调是一个很值得讨伐的东西,因为19世纪末,20世纪初的以空调为首的机械设备系统的出现引导着建筑走向了一条与之前截然不同的道路。以下的回答围绕空调展开,但是有些观点和梗应该在之前的回答里出现过,还望大家见谅。如果从19世纪末这道分水岭向从前看,人居环境在面临自然环境的挑战时更多的是一种艰难中的顺应。早在古罗马维特鲁威的《建筑十书》里就讨论过不同地区建筑房子应有的不同。在北方,房屋应该从屋顶和侧壁尽可能的提高遮挡…但是另一方面,对于南方的国度,那些太阳光强烈的地方, 房屋应该被修建得尽量通透,并配合北向或者东北向的开敞。我们因此应当在自然之力的迫使下修改(房屋的建造)。这里并不是说从古代积累下来的建筑经验到了如今都一一丢弃,现行的民用建筑规范里也会强调房屋朝向以及围护结构保温性能上种种注意。在此基础上,建筑机械设备就能针对人居环境上的一些难题上给出最直接的答案。太冷?开暖气。太暗?开灯。太热?开冷气。这样的直接的确方便使用者。但是同时,也让设计师渐渐的把自己本应把持的责任让渡出去——在面对实际的项目时,感谢人工照明,机械排风,空调控制,进深朝向这类的问题可以退后;造型和容积率上的注意被提前。这样的解放带着一种征服自然的快感,于是我们有了这样的建筑们:密斯的范斯沃斯密斯的范斯沃斯约翰逊的自宅约翰逊的自宅贝聿铭的夏季自宅贝聿铭的夏季自宅师承密斯的A 詹姆斯 斯派尔和大卫海德的Ben Rose home(别人家停车)师承密斯的A 詹姆斯 斯派尔和大卫海德的Ben Rose home(别人家停车)皮埃尔·科尼格的Stahl House皮埃尔·科尼格的Stahl House希斯维克在Rieteiland的房子希斯维克在Rieteiland的房子以及每个市长梦想的曼哈顿式的玻璃摩天大楼天际线。发现了吗?正是因为空调这类建筑设备的出现,才让以简洁为借口的建筑的现代美学变得如此的贪婪。而更重要的是,空调的安装可不是往图纸上夹一张暖通工程师的名片就能了事的。在大多数情况下,空调形成一个实实在在系统藏在这所谓的简洁外表后面。用密斯的另一个著名建筑为例:那就是1958年的西格拉姆大厦为了实现铅笔稿上类似的立面,密斯的西格拉姆大厦让主体结构稍稍脱开表皮,使得整个柱网虚隐在玻璃幕墙后面。随后以楼表面带有干练韵律的竖框来强调楼体的挺拔。 从平面上能够很好的看出这样的关系(核心筒的安置和流线的设计也很不错)为了实现铅笔稿上类似的立面,密斯的西格拉姆大厦让主体结构稍稍脱开表皮,使得整个柱网虚隐在玻璃幕墙后面。随后以楼表面带有干练韵律的竖框来强调楼体的挺拔。 从平面上能够很好的看出这样的关系(核心筒的安置和流线的设计也很不错)但是实际上内部会是这个样子:空调风管以最近的距离跨过平面上原有的序列,而且因为不放心幕墙的隔热和保温,西格拉姆大厦的边沿区域在墙裙的高度设置了一圈管道,正好塞在幕墙和主结构之间。而这栋大楼直至今日都是纽约公共建筑里的“费电之星”(空调风管以最近的距离跨过平面上原有的序列,而且因为不放心幕墙的隔热和保温,西格拉姆大厦的边沿区域在墙裙的高度设置了一圈管道,正好塞在幕墙和主结构之间。而这栋大楼直至今日都是纽约公共建筑里的“费电之星”(the honor of New York’s worst EnergyStar(R) rating)。这其实不能太苛责建筑师在设计上的固执,因为当年的市场拥有一个现今没有的好底子——在能源危机之前,化石能源是物美价廉的代言词。所以把管道的“more”藏在吊顶后面去成全“less”,是那个年月行得通的办法。这样的建筑无疑给城市以及向往城市的人设定了一个范本:一体化的玻璃幕墙加重复叠加的标准层,这样的模式就能创造人见人爱都会形象:对于设计师,这显然是拿得出手的潮流做法,对于商人,这又意味着大量的租赁面积,而对于市民,这被诉说为理所当然的城市面貌。也许有些新的变化,但是那又如何?如此,你会愈发觉得雷纳o班汉姆在上世纪60年代为自己的书写的开场白多么像一句谶语:‘如果这个世界更人情味儿一点,对人类之于建筑所应当担待的那份责任更自觉一点,那么接下来的这个章节就不需要以道歉的口吻来写,又或者就根本不需要来写。’
——雷纳o班汉姆《掌控环境的建筑》,第一章《无端的致歉》,开篇与此同时,与之一起丢失人情味的,就是我们的生活方式。对,因为我夏天(冬天)喜欢盖(穿)很厚(薄)的被子(背心)。如果自己不去控制,在这样的生活方式里,即便是所谓的节能建筑也会轻易破功比如COOK+FOX设计的美国银行大厦在材料,结构和设备技术上都算得上节能建筑的标杆。它曾经被称为是世界上最为绿色生态的摩天楼;它的空调送风精细到按办公桌位置随用户自行控制,单单看它的平面,就会感觉到在管道上和传统摩天楼的不同:比如COOK+FOX设计的美国银行大厦在材料,结构和设备技术上都算得上节能建筑的标杆。它曾经被称为是世界上最为绿色生态的摩天楼;它的空调送风精细到按办公桌位置随用户自行控制,单单看它的平面,就会感觉到在管道上和传统摩天楼的不同:(相比转通的顶悬的管道,美银是利用楼板架空分散送风口给每一个办公位)(相比转通的顶悬的管道,美银是利用楼板架空分散送风口给每一个办公位)然而,这座大楼在能耗上的表现却让所有人大跌眼镜,能耗之高简直让西格拉姆大厦长舒一口气,为此,对其节能做出认证的LEED都被拖下水,被人攻讦评定的可信度。究其原因,抛开一些预先设定的节能设计变更带来的差异,潜在原因还有一点,那就是纵然空调系统采用了各人控制的更灵活的做法,可是使用者本身并没有随手减少温控的习惯,更有甚者,因为认为这栋楼在节能上比较突出,反而让员工愈加不在乎节约这样的小事,这对杰文斯悖论(Jevons” Paradox)活生生的印证看上去只是在打人的嘴巴——对于一些美好,所求无度的我们根本不配。就像希腊神话里,建筑师兼发明家代达罗斯为了带自己的儿子从克里特岛的国王的监禁中逃出,设计了飞行翼。他告诫儿子伊卡洛斯:“飞行高度过低,蜡翼会因雾气潮湿而使飞行速度受阻;而飞行高度过高,则会因强烈阳光照射的高热而灼烧,造成蜡翼融化。” 然而,年轻的伊卡洛斯因初次飞行所带来的喜悦感受,忘乎所以地越飞越高,因太接近太阳而使蜡翼融化,最终导致坠海身亡。一个塑造了现今流行的建筑外貌和当代娇宠的生活方式的发明,难道,不应爱反思它的恶?这个希腊神话最后提到独自逃亡成功的父亲回到家乡后,就把自己身上的那对蜡翼悬挂在奥林帕斯山的阿波罗神殿(Temple of Apollo)里,悲痛得不再飞翔。所以,是不是意味着我们应该放弃空调,像苦行僧一样忍受酷暑严寒?并非如此。那么,有什么办法可以代替或减少空调的使用,同时又保证人的舒适?而这样的做法又会给建筑带来什么呢?在能够替代人工制冷的诸多方法里,首要的一个就是增大建筑自然通风的机会。多数情况下,室内的温度会高于室外(因为内部的热和热量辐射的贮存),自然通风可以用室外较凉的空气置换室内较热的空气;与此同时,流动的空气带走人体表蒸发的水蒸气(排汗)也帮助降温。除此之外,自然通风还有机械通风和空调替代不了的好处。第一,在封闭的空调环境中,温度变化幅度小,而人体对冷热的感知也变得敏感,在舒适区的判断上也惰性地趋于静态。并且,在多数的公共建筑里,这个室内的温度的值经由空调系统统一控制,这在心理上提高了人(使用者)因无法直接自行调节产生的焦虑。而这一切都指向用户需要一个越稳定越好的室内温度。比如,开空调的情况下,26度左右也许就是用户满意的区间,一旦室内温度上升到28摄氏度,即使室外现在是38度,也会有人开始抱怨。相反,而在自然通风的情况下,人体对持续变化着的外部气温的感知存在着一个动态适应的过程。更重要的是,人的衣着本来就会更大程度的由室外温度决定,所以在使用自然通风的空间中已经预含了人对当天温度的判定,而开窗通风这一行为是使用者可以自行决定的,无论做与不做,心理上都明白自己通过主动调节窗洞开口大小可以做出对自己体感温度的影响,而这使得使用者会对室内温度表现出更大的“容忍度”,甚至接受一系列的自行调节温度的行为:加减衣物,喝冷饮或者热茶这些细小的行为会就会让人从温度变化的焦虑中解放出来。因此,人体会不自觉地修正体感的热舒适区,从而将自认为的舒适范围扩大。以上说法有数据支撑:下面这个图表来自于ASHRAE(美国采暖,制冷与空调工程师学会)的调研数据。横坐标表示室外月平均气温范围(从-30到+40摄氏度的这样一个范围),纵坐标对应室内舒适温度范围(轴上显示+16到+34摄氏度的范围),所以记录点表示被观察者认为的在不同室外温度下的室内舒适温度。实心点记录的是自然通风的建筑里的情况,空心点表示的是非自然通风的情况。有统计可见,空心点随着室外温度的变化更倾向于集中在一个温度范围内(差不多是22到24度)而实心点却表现出很明显的随室外气温变化的影响。比如同样是室外30度的情况,空调房内的诉求是24度而自然通风的房间内人会觉得28度就已经感到舒适了。来源:Nicol and Humphreys (2002)而第二点,那就是自然通风更有益于人体健康。 我在另外一个问题里分享过两个视频,都很短小,一个5分钟,一个8分钟。是来自Jessica Green时隔两年的两个TED小讲座。杰西卡研究的是医院机械通风的弊端,进而找寻到微生物和细菌群落多样性在卫生方面的意义,她提出Bioinform Design(生物信息设计)来改变现有机械通风格局,那么这个Bioinform Design是什么呢?简单概括就是适时适度的自然通风。(她把室外的微生物和细菌环境看待成”益生菌“,这样的益生菌进入室内对于人体免疫系统有促进作用,哪怕是病人) 2011年的提到机械通风弊端 提到 Bioinform Design奇怪吗?人类花了这一百年时间学会控制内环境,在这种控制越来越修正的路数上又走回了和外界联系的路子上。重要的来了,重拾自然通风并不代表把封死的幕墙按几个活页。因为在外部环境越来越糟的事实前单单打开窗户也许仅仅意味着户外粉尘和噪音的影响,又或者,室外空气太冷或太热根本无法直接使用。所以,真正实现畅通的建筑换气是需要特殊设计的。比如WOHA的Moulmein Rise在立面设计上就考虑了窗台位置水平开口来达到雨季通风室内不会漂雨的效果,并且也将降低室外噪音的入侵。(有图可以看到窗户单元墙裙位置的退后,用以留出通风面积)(有图可以看到窗户单元墙裙位置的退后,用以留出通风面积)类似的原理在奥地利的LOVE studio手中成了冬季预热室外空气的设计还有这个抗污染表皮,重要成分是二氧化钛(多作光触媒),在自然光下对氮化物,硫化物等污染物进行中和,外挂结构就像一个滤网,意图预先过滤城市污染的影响(设计师Ele-gant Embell-ish-ments)。下雨,雾霾,寒冷似乎都能通过建筑设计找到兼顾通风的办法,这些都加大了打开窗户的可能性,很大程度减少了对空调的依赖。那么,剩下的就是天气真的太热的时候了。老实讲,这是个很麻烦的问题。再此仅仅举两个例子。Option 1: 倒灌式混合冷却(Passive Hybrid Downdraught Cooling)这是我导师一直致力在研究的东西,简单来说就是利用蒸发吸热的原理在建筑内创造凉爽的冷空气并利用建筑内部空间让冷空气自然下沉到室内需要的地方;我在有详细介绍。但是这样的系统需要用水而且周边环境不能湿度太高,所以可以替换的是ADC(Active Downdraught Cooling), 简单来说就是使用一般的空调机组或者冷管,与普通空调系统不同的也是空调冷气的室内运输也是采取使用内部空间的办法,从而省去管道的费用和占地(所以ADC就省掉了风管和风机的费用约莫是25%-35%的整体费用,而且还有管道清洗和汰换上的持续资金投入)。而这种生态策略在建筑设计上的意义就是:建筑内部空间的丰富性被有意识地引导出来。相比千篇一律的标准层设计,使用倒灌冷却系统的建筑更要求类似于中庭,边庭一样的空间,这样的空间本就是现代建筑在结构技术进步后愿意去实现的东西;而不需要制冷的时候,这样的竖直空间又可以成就风拔促进自然通风。比如宁波诺丁汉的CSET大楼就是这样的设计。Option 2:吸湿材料和PCM如果说干热地区还能以遮阴和隔热为主的策略提高自然通风的建筑内的舒适性,那么中国南方典型的湿热气候就要棘手得多得多得多。在的回答里,我提到了建筑敷面材料吸湿能力配合自然通风的效用,也许,类似上面那个抗污染表皮的做法,在入风口附近考虑吸湿材料的使用(并且讨论这种材料吸湿饱和后的处理)就能搞实现干爽的外部气流对室内凝滞潮湿空气的置换,以此达到通风效果。我做过一个关于老建筑更新的小设计,用一个嵌入原结构的筒体来增加原建筑的结构强度,同时引入自然光和通风,在底层入口处(也是进风处)设置了瓦片的“屏风”希望用来控制进入室内气流的湿度。而另外一种在这里介绍的材料叫做相变材料(PCM),通过材料物理状态变化吸放热的关系来平衡建筑的热环境,比较接近日常的相变材料就是水(冰,水,汽三种状态的切换化学键重组或断裂的能量对应吸放热)。而在真是建筑行业有各式的PCM供选择,调节温度范围大概可以从-114度到164度。(材料样本)(材料样本)之前也做过一个表皮设计,设计了一种随温度湿度变化开合的自控表皮(因为是团队作业,就暂时不放出来)像这种引入新材料新技术来替代空调角色的手法应该还有很多,实在无法一一列举(有些我也不知道),但是,这些手法都展现出一个有趣的事实:它们都在以类似空调的原理干着降温的事情,以此把空调“解构”和“重整”在整个建筑体内。比如倒灌冷却里建筑空间本身担当类似风管的角色,材料本身的吸湿或者形态变化过程中的吸放热,这些在背后逻辑和物理原理上就是和空调一样的。而这些做法表现出很好的设计上的整合是原来的“建筑结构”和“建筑设备”剥离为两套系统所不能比拟的。更何况,这样的做法更环保,更健康。所以,空调背后的原理被发现并加以利用是人类科技的进步,但是,这并不意味着“空调”已经发展到极致,这甚至不是在说空调机械技术上的革新,而是更应该跳出机械设备的框框,重新想象“空气调节”的理想方式。如此,关于未来建筑的发展也许就有更多的突破。(这样病态的人居环境是值得重新思考的)(这样病态的人居环境是值得重新思考的)最后,再讲一个北非的故事。老板参与了一个卡萨布兰卡的项目,建筑占地很大,而且因为其所处地理位置,干旱炎热,南面多风沙,好在有来自北面大西洋的常年风。老板以他惯用的做法建议建筑师利用几组中庭建立下为内庭院上为通风塔的系统从南侧把室内空气抽出,从而引导北面的海风经过过滤进入建筑。不仅降低了南面污染同时能耗也被控制得很低。(项目还在进行中所以不方便上图)之所以说这是个故事是因为:这个项目在前中期和德国生态设计顾问公司合作,所有细节讨论得相当成熟。但是,后期深化时,配合团队替更为一家美国的公司来做设备。美国工程师甫一接手就煞有介事的喊:我觉得你们把事情搞复杂了,这么简单只需要动动机械排风的事情干什么要用这些个的中庭?有时候,在不认为一个问题是问题时,我们往往太过理直气壮,这,本就是个问题。--------------------------------------------相关阅读西格拉姆大厦和美国银行大楼带管道布置的平面图源来自, 谢谢
的批评。提到Nicol和Humphreys的paper:Nicol,J and Humphreys, M. (2002). Adaptive thermal comfort and sustainable thermal standards for buildings. Energy and Buildings. 34 (1), p 563-572.可以配合印度的这个项目来看还有。。。国光睡衣主题的那一期?
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