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白光的无形变化让房间感觉更凉爽,可削减空调能耗高达11.4%
一项新颖的实验表明,光谱可以微妙地扩大恒温器的舒适范围。
来源:ZME科学即使恒温器没有移动,房间也能感觉更凉爽。一项新研究表明,诀窍可能在于改变人类无法自觉感知的白光部分。
在一项小型实验室实验中,坐在富蓝白光下的人在要求缓解之前能耐受比富红白光下高出约1.3华氏度的空气。两种光在肉眼看来完全相同。这是首次证明光的底层光谱——而不仅仅是其可见颜色——可以影响人们对环境温度的反应。
“我们想了解照明是否能扩大人们的热舒适区,”宾夕法尼亚州立大学建筑工程学教授Julian Wang说。“如果可以,即使是感知温度的微小变化也可能随着时间的推移转化为可观的累积能源节省。”
两种看起来相同的白光,一个隐藏的差异
研究人员招募了10名成年人,五名女性五名男性,年龄18至35岁。每人花两天时间待在宾夕法尼亚州立大学气候控制舱内的模拟办公室隔间里。他们每天穿同样的衣服,吃同样的饭,然后坐在两种照明条件之一下,顺序随机。
两盏灯都以相同的亮度产生看起来普通的白光。但一盏将更多能量集中在短蓝波长,另一盏集中在长红波长。富蓝设置中的蓝红辐射功率比大约高出四倍。所有10名参与者都说他们看不出区别。
“这项研究的新颖之处在于,我们使用了肉眼看起来相同但光谱组成不同的白光,”Wang说。
在约76华氏度下适应30分钟后,房间缓慢升温或降温。每五分钟,参与者评价他们感觉有多热和有多舒适。当他们希望改变温度时按下按钮。
在升温过程中,九人在舱室达到安全限制之前按下了按钮。六名参与者在富蓝光下耐受更大的温度升高。在考虑了体重、核心温度和实验日期后,蓝光将平均耐热界限扩大了0.7摄氏度。
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反向效果被证明不那么容易衡量。在降温过程中,富红光使参与者自我评价感觉显著更暖,但没有使他们等待更久才要求改变温度。
一个有希望的效果,但有很大局限
蓝色看起来冷、红色看起来暖的想法——即色温假说——可以追溯到几十年前。2025年的一项系统综述和荟萃分析发现,看起来较冷的光往往在中性或温暖房间中改变热感觉,特别是在短时间暴露期间,但各研究结果差异很大。最近的一项对照研究同样发现,明亮的晨光在某些条件下能让人们感觉更凉爽,但在其他条件下则不然。
然而,宾夕法尼亚州立大学的实验非常不同,因为它从等式中移除了任何可见颜色差异。主要的局限是它只涉及10名年轻人,所有测试都在冬季进行,而且研究统计效力较低。实验者也知道哪种光是活跃的,数据中出现了逐日效应。
虽然报道的温度效应听起来很小,但宾夕法尼亚州立大学研究人员进行的计算机模型估计,将恒温器设置扩大0.5摄氏度可以减少5.2%到11.4%的制冷能耗,取决于气候。在许多建筑中,能源节省和随之而来的碳排放减少可以累计到相当可观的数量。早期的建筑模拟也预测了更宽温度带带来的可观节省,尽管这项实验没有测量使用中的建筑的能耗。
如果更大规模的实地研究复制了这种效应,光有一天可能与恒温器协同工作,在不沐浴在分散注意力的颜色中的情况下扩展房间的舒适区。
这些发现发表在《能源与建筑》杂志上。
