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空調是不是一個很差的發明?

2019年01月14日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 13 ℃ 次

【銘蔚的回答(1644票)】:

首先我想說題主陳述自己問題的條理配得上大家認真答題。

所以謝謝 @張雩提供的專業性很強的答案,也謝謝 @野合菌逐條的回答,而第一名的同學,按系統內熵值的說法,你的回答平衡了題主帶來的變化。(這真的不是反話)

正如很多朋友表達出來的,空調毫無疑問是個成功的發明,它利用冷凝和蒸發之間的換熱關係拯救了人類在炎熱氣溫下的生活方式。但是,這並不能掩蓋它差的地方。至少從我的專業角度來看,空調是一個很值得討伐的東西,因為19世紀末,20世紀初的以空調為首的機械設備系統的出現引導著建築走向了一條與之前截然不同的道路。

以下的回答圍繞空調展開,但是有些觀點和梗應該在之前的回答裡出現過,還望大家見諒。

如果從19世紀末這道分水嶺向從前看,人居環境在面臨自然環境的挑戰時更多的是一種艱難中的順應。早在古羅馬維特魯威的《建築十書》裡就討論過不同地區建築房子應有的不同。

在北方,房屋應該從屋頂和側壁盡可能的提高遮擋…但是另一方面,對於南方的國度,那些太陽光強烈的地方, 房屋應該被修建得盡量通透,並配合北向或者東北向的開敞。我們因此應當在自然之力的迫使下修改(房屋的建造)。

這裡並不是說從古代積累下來的建築經驗到了如今都一一丟棄,現行的民用建築規範裡也會強調房屋朝向以及圍護結構保溫性能上種種注意。在此基礎上,建築機械設備就能針對人居環境上的一些難題上給出最直接的答案。

太冷?開暖氣。太暗?開燈。太熱?開冷氣。這樣的直接的確方便使用者。但是同時,也讓設計師漸漸的把自己本應把持的責任讓渡出去——在面對實際的項目時,感謝人工照明,機械排風,空調控制,進深朝向這類的問題可以退後;造型和容積率上的注意被提前。

這樣的解放帶著一種征服自然的快感,於是我們有了這樣的建築們:

密斯的范斯沃斯密斯的范斯沃斯

約翰遜的自宅約翰遜的自宅

貝聿銘的夏季自宅貝聿銘的夏季自宅

師承密斯的A 詹姆斯 斯派爾和大衛海德的Ben Rose home(別人家停車)師承密斯的A 詹姆斯 斯派爾和大衛海德的Ben Rose home(別人家停車)

皮埃爾·科尼格的Stahl House皮埃爾·科尼格的Stahl House

希斯維克在Rieteiland的房子希斯維克在Rieteiland的房子

以及每個市長夢想的曼哈頓式的玻璃摩天大樓天際線。

發現了嗎?正是因為空調這類建築設備的出現,才讓以簡潔為借口的建築的現代美學變得如此的貪婪。

而更重要的是,空調的安裝可不是往圖紙上夾一張暖通工程師的名片就能了事的。在大多數情況下,空調形成一個實實在在系統藏在這所謂的簡潔外表後面。

用密斯的另一個著名建築為例:那就是1958年的西格拉姆大廈

為了實現鉛筆稿上類似的立面,密斯的西格拉姆大廈讓主體結構稍稍脫開表皮,使得整個柱網虛隱在玻璃幕牆後面。隨後以樓表面帶有幹練韻律的豎框來強調樓體的挺拔。 從平面上能夠很好的看出這樣的關係(核心筒的安置和流線的設計也很不錯)為了實現鉛筆稿上類似的立面,密斯的西格拉姆大廈讓主體結構稍稍脫開表皮,使得整個柱網虛隱在玻璃幕牆後面。隨後以樓表面帶有幹練韻律的豎框來強調樓體的挺拔。 從平面上能夠很好的看出這樣的關係(核心筒的安置和流線的設計也很不錯)

但是實際上內部會是這個樣子:

空調風管以最近的距離跨過平面上原有的序列,而且因為不放心幕牆的隔熱和保溫,西格拉姆大廈的邊沿區域在牆裙的高度設置了一圈管道,正好塞在幕牆和主結構之間。而這棟大樓直至今日都是紐約公共建築裡的「費電之星」(空調風管以最近的距離跨過平面上原有的序列,而且因為不放心幕牆的隔熱和保溫,西格拉姆大廈的邊沿區域在牆裙的高度設置了一圈管道,正好塞在幕牆和主結構之間。而這棟大樓直至今日都是紐約公共建築裡的「費電之星」(the honor of New York』s worst EnergyStar? rating)。這其實不能太苛責建築師在設計上的固執,因為當年的市場擁有一個現今沒有的好底子——在能源危機之前,化石能源是物美價廉的代言詞。所以把管道的「more」藏在吊頂後面去成全「less」,是那個年月行得通的辦法。

這樣的建築無疑給城市以及嚮往城市的人設定了一個範本:一體化的玻璃幕牆加重複疊加的標準層,這樣的模式就能創造人見人愛都會形象:對於設計師,這顯然是拿得出手的潮流做法,對於商人,這又意味著大量的租賃面積,而對於市民,這被訴說為理所當然的城市面貌。也許有些新的變化,但是那又如何?

如此,你會愈發覺得雷納?班漢姆在上世紀60年代為自己的書寫的開場白多麼像一句讖語:

『如果這個世界更人情味兒一點,對人類之於建築所應當擔待的那份責任更自覺一點,那麼接下來的這個章節就不需要以道歉的口吻來寫,又或者就根本不需要來寫。』

——雷納?班漢姆《掌控環境的建築》,第一章《無端的致歉》,開篇

與此同時,與之一起丟失人情味的,就是我們的生活方式。

對,因為我夏天(冬天)喜歡蓋(穿)很厚(薄)的被子(背心)。

如果自己不去控制,在這樣的生活方式裡,即便是所謂的節能建築也會輕易破功

比如COOK+FOX設計的美國銀行大廈在材料,結構和設備技術上都算得上節能建築的標桿。它曾經被稱為是世界上最為綠色生態的摩天樓;它的空調送風精細到按辦公桌位置隨用戶自行控制,單單看它的平面,就會感覺到在管道上和傳統摩天樓的不同:比如COOK+FOX設計的美國銀行大廈在材料,結構和設備技術上都算得上節能建築的標桿。它曾經被稱為是世界上最為綠色生態的摩天樓;它的空調送風精細到按辦公桌位置隨用戶自行控制,單單看它的平面,就會感覺到在管道上和傳統摩天樓的不同:

(相比轉通的頂懸的管道,美銀是利用樓板架空分散送風口給每一個辦公位)(相比轉通的頂懸的管道,美銀是利用樓板架空分散送風口給每一個辦公位)

然而,這座大樓在能耗上的表現卻讓所有人大跌眼鏡,能耗之高簡直讓西格拉姆大廈長舒一口氣,為此,對其節能做出認證的LEED都被拖下水,被人攻訐評定的可信度。究其原因,拋開一些預先設定的節能設計變更帶來的差異,潛在原因還有一點,那就是縱然空調系統採用了各人控制的更靈活的做法,可是使用者本身並沒有隨手減少溫控的習慣,更有甚者,因為認為這棟樓在節能上比較突出,反而讓員工愈加不在乎節約這樣的小事,這對傑文斯悖論(Jevons」 Paradox)活生生的印證看上去只是在打人的嘴巴——對於一些美好,所求無度的我們根本不配。

就像希臘神話裡,建築師兼發明家代達羅斯為了帶自己的兒子從克里特島的國王的監禁中逃出,設計了飛行翼。他告誡兒子伊卡洛斯:「飛行高度過低,蠟翼會因霧氣潮濕而使飛行速度受阻;而飛行高度過高,則會因強烈陽光照射的高熱而灼燒,造成蠟翼融化。」 然而,年輕的伊卡洛斯因初次飛行所帶來的喜悅感受,忘乎所以地越飛越高,因太接近太陽而使蠟翼融化,最終導致墜海身亡。

一個塑造了現今流行的建築外貌和當代嬌寵的生活方式的發明,難道,不應愛反思它的惡?

這個希臘神話最後提到獨自逃亡成功的父親回到家鄉後,就把自己身上的那對蠟翼懸掛在奧林帕斯山的阿波羅神殿(Temple of Apollo)裡,悲痛得不再飛翔。所以,是不是意味著我們應該放棄空調,像苦行僧一樣忍受酷暑嚴寒?

並非如此。

那麼,有什麼辦法可以代替或減少空調的使用,同時又保證人的舒適?而這樣的做法又會給建築帶來什麼呢?

在能夠替代人工製冷的諸多方法裡,首要的一個就是增大建築自然通風的機會

多數情況下,室內的溫度會高於室外(因為內部的熱和熱量輻射的貯存),自然通風可以用室外較涼的空氣置換室內較熱的空氣;與此同時,流動的空氣帶走人體表蒸發的水蒸氣(排汗)也幫助降溫。除此之外,自然通風還有機械通風和空調替代不了的好處。

第一,在封閉的空調環境中,溫度變化幅度小,而人體對冷熱的感知也變得敏感,在舒適區的判斷上也惰性地趨於靜態。並且,在多數的公共建築裡,這個室內的溫度的值經由空調系統統一控制,這在心理上提高了人(使用者)因無法直接自行調節產生的焦慮。而這一切都指向用戶需要一個越穩定越好的室內溫度。比如,開空調的情況下,26度左右也許就是用戶滿意的區間,一旦室內溫度上升到28攝氏度,即使室外現在是38度,也會有人開始抱怨。相反,而在自然通風的情況下,人體對持續變化著的外部氣溫的感知存在著一個動態適應的過程。更重要的是,人的衣著本來就會更大程度的由室外溫度決定,所以在使用自然通風的空間中已經預含了人對當天溫度的判定,而開窗通風這一行為是使用者可以自行決定的,無論做與不做,心理上都明白自己通過主動調節窗洞開口大小可以做出對自己體感溫度的影響,而這使得使用者會對室內溫度表現出更大的「容忍度」,甚至接受一系列的自行調節溫度的行為:加減衣物,喝冷飲或者熱茶這些細小的行為會就會讓人從溫度變化的焦慮中解放出來。因此,人體會不自覺地修正體感的熱舒適區,從而將自認為的舒適範圍擴大。

以上說法有數據支撐:下面這個圖表來自於ASHRAE(美國采暖,製冷與空調工程師學會)的調研數據。橫坐標表示室外月平均氣溫範圍(從-30到+40攝氏度的這樣一個範圍),縱坐標對應室內舒適溫度範圍(軸上顯示+16到+34攝氏度的範圍),所以記錄點表示被觀察者認為的在不同室外溫度下的室內舒適溫度。實心點記錄的是自然通風的建築裡的情況,空心點表示的是非自然通風的情況。

有統計可見,空心點隨著室外溫度的變化更傾向於集中在一個溫度範圍內(差不多是22到24度)而實心點卻表現出很明顯的隨室外氣溫變化的影響。比如同樣是室外30度的情況,空調房內的訴求是24度而自然通風的房間內人會覺得28度就已經感到舒適了。

來源:Nicol and Humphreys (2002)

第二點,那就是自然通風更有益於人體健康。 我在另外一個問題裡分享過兩個視頻,都很短小,一個5分鐘,一個8分鐘。是來自Jessica Green時隔兩年的兩個TED小講座。傑西卡研究的是醫院機械通風的弊端,進而找尋到微生物和細菌群落多樣性在衛生方面的意義,她提出Bioinform Design(生物信息設計)來改變現有機械通風格局,那麼這個Bioinform Design是什麼呢?簡單概括就是適時適度的自然通風。(她把室外的微生物和細菌環境看待成」益生菌「,這樣的益生菌進入室內對於人體免疫系統有促進作用,哪怕是病人)

Jessica Green: Are we filtering the wrong microbes? 2011年的提到機械通風弊端

Jessica Green: We're covered in germs. Let's design for that. 提到 Bioinform Design

奇怪嗎?人類花了這一百年時間學會控制內環境,在這種控制越來越修正的路數上又走回了和外界聯繫的路子上。

重要的來了,重拾自然通風並不代表把封死的幕牆按幾個活頁。因為在外部環境越來越糟的事實前單單打開窗戶也許僅僅意味著戶外粉塵和噪音的影響,又或者,室外空氣太冷或太熱根本無法直接使用。所以,真正實現暢通的建築換氣是需要特殊設計的。

比如WOHA的Moulmein Rise在立面設計上就考慮了窗台位置水平開口來達到雨季通風室內不會漂雨的效果,並且也將降低室外噪音的入侵。

(有圖可以看到窗戶單元牆裙位置的退後,用以留出通風面積)(有圖可以看到窗戶單元牆裙位置的退後,用以留出通風面積)

類似的原理在奧地利的LOVE studio手中成了冬季預熱室外空氣的設計

還有這個抗污染表皮,重要成分是二氧化鈦(多作光觸媒),在自然光下對氮化物,硫化物等污染物進行中和,外掛結構就像一個濾網,意圖預先過濾城市污染的影響(設計師Ele-gant Embell-ish-ments)。

下雨,霧霾,寒冷似乎都能通過建築設計找到兼顧通風的辦法,這些都加大了打開窗戶的可能性,很大程度減少了對空調的依賴。

那麼,剩下的就是天氣真的太熱的時候了。老實講,這是個很麻煩的問題。再此僅僅舉兩個例子。

Option 1: 倒灌式混合冷卻(Passive Hybrid Downdraught Cooling)

這是我導師一直致力在研究的東西,簡單來說就是利用蒸發吸熱的原理在建築內創造涼爽的冷空氣並利用建築內部空間讓冷空氣自然下沉到室內需要的地方;我在山嵐(Yama Arasi) - 無端端的歉意 - 知乎專欄有詳細介紹。但是這樣的系統需要用水而且周邊環境不能濕度太高,所以可以替換的是ADC(Active Downdraught Cooling), 簡單來說就是使用一般的空調機組或者冷管,與普通空調系統不同的也是空調冷氣的室內運輸也是採取使用內部空間的辦法,從而省去管道的費用和佔地(所以ADC就省掉了風管和風機的費用約莫是25%-35%的整體費用,而且還有管道清洗和汰換上的持續資金投入)。

而這種生態策略在建築設計上的意義就是:建築內部空間的豐富性被有意識地引導出來。相比千篇一律的標準層設計,使用倒灌冷卻系統的建築更要求類似於中庭,邊庭一樣的空間,這樣的空間本就是現代建築在結構技術進步後願意去實現的東西;而不需要製冷的時候,這樣的豎直空間又可以成就風拔促進自然通風。比如寧波諾丁漢的CSET大樓就是這樣的設計。

Option 2:吸濕材料和PCM

如果說乾熱地區還能以遮陰和隔熱為主的策略提高自然通風的建築內的舒適性,那麼中國南方典型的濕熱氣候就要棘手得多得多得多。在如何看待徽州民居在宜居性上的不足和缺陷?的回答裡,我提到了建築敷面材料吸濕能力配合自然通風的效用,也許,類似上面那個抗污染表皮的做法,在入風口附近考慮吸濕材料的使用(並且討論這種材料吸濕飽和後的處理)就能搞實現乾爽的外部氣流對室內凝滯潮濕空氣的置換,以此達到通風效果。

我做過一個關於老建築更新的小設計,用一個嵌入原結構的筒體來增加原建築的結構強度,同時引入自然光和通風,在底層入口處(也是進風處)設置了瓦片的「屏風」希望用來控制進入室內氣流的濕度。

而另外一種在這裡介紹的材料叫做相變材料(PCM),通過材料物理狀態變化吸放熱的關係來平衡建築的熱環境,比較接近日常的相變材料就是水(冰,水,汽三種狀態的切換化學鍵重組或斷裂的能量對應吸放熱)。而在真是建築行業有各式的PCM供選擇,調節溫度範圍大概可以從-114度到164度。

(材料樣本)(材料樣本)

之前也做過一個表皮設計,設計了一種隨溫度濕度變化開合的自控表皮(因為是團隊作業,就暫時不放出來)

像這種引入新材料新技術來替代空調角色的手法應該還有很多,實在無法一一列舉(有些我也不知道),但是,這些手法都展現出一個有趣的事實:

它們都在以類似空調的原理幹著降溫的事情,以此把空調「解構」和「重整」在整個建築體內。比如倒灌冷卻裡建築空間本身擔當類似風管的角色,材料本身的吸濕或者形態變化過程中的吸放熱,這些在背後邏輯和物理原理上就是和空調一樣的。而這些做法表現出很好的設計上的整合是原來的「建築結構」和「建築設備」剝離為兩套系統所不能比擬的。更何況,這樣的做法更環保,更健康。

所以,空調背後的原理被發現並加以利用是人類科技的進步,但是,這並不意味著「空調」已經發展到極致,這甚至不是在說空調機械技術上的革新,而是更應該跳出機械設備的框框,重新想像「空氣調節」的理想方式。如此,關於未來建築的發展也許就有更多的突破。

(這樣病態的人居環境是值得重新思考的)(這樣病態的人居環境是值得重新思考的)

最後,再講一個北非的故事。

老闆參與了一個卡薩布蘭卡的項目,建築佔地很大,而且因為其所處地理位置,乾旱炎熱,南面多風沙,好在有來自北面大西洋的常年風。老闆以他慣用的做法建議建築師利用幾組中庭建立下為內庭院上為通風塔的系統從南側把室內空氣抽出,從而引導北面的海風經過過濾進入建築。不僅降低了南面污染同時能耗也被控制得很低。(項目還在進行中所以不方便上圖)之所以說這是個故事是因為:這個項目在前中期和德國生態設計顧問公司合作,所有細節討論得相當成熟。但是,後期深化時,配合團隊替更為一家美國的公司來做設備。美國工程師甫一接手就煞有介事的喊:我覺得你們把事情搞複雜了,這麼簡單只需要動動機械排風的事情幹什麼要用這些個的中庭?

有時候,在不認為一個問題是問題時,我們往往太過理直氣壯,這,本就是個問題。

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相關閱讀

西格拉姆大廈和美國銀行大樓帶管道佈置的平面圖源來自Volume - Phillip Denny, 謝謝 @shuo Yang 的批評。

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.

可以配合印度的這個項目來看

lunablogs.wordpress.com

還有。。。國光睡衣主題的那一期?

《國光幫幫忙》20140924:不就起個床 你是有多痛苦啊

【野合菌的回答(1136票)】:

空調是世界上最偉大發明之一

1、空調是利用一系列的方式將某個地方的溫度降低,同時將這個地方的熱量排到外界的一種機器?~

是的

2、空調在執行1的過程中是否要利用能源,此時利用的能源最終轉化為熱能,或者其中一部分轉化為熱能?

是的

3、1過程中造成的溫差在關掉空調後的一段時間內是不是通過熱傳遞重新達到內外溫度一樣的平衡?

是的

4、第二次開空調的時候 外界的溫度是不是比第一次開空調時候的溫度要高?從此達到一個惡性循環?

不是,這麼算太陽一直照射地球溫度不斷升高早爆炸了。

提問一:如果是的話,我們使用空調是不是會使得地球越來越熱(當然,熱也不是一直停留在地球上),但是會比沒發明空調的時候熱。

會,但是你出去溜一圈也會發熱使地球變熱。使用空調產生的熱和陽光熱效應比起來都連誤差都算不上。

提問二;這是否涉及道德等的問題,一部分有錢人依靠空調,把他原本該承受的熱量轉移給了一部分窮人?就用金錢實現了這個手段?

不涉及,要怪就怪還沒有實現共產主義,空調是無辜的。

【毛廣陽的回答(1025票)】:

題主是在擔心這個宇宙的熵在增加。殊不知你思考這個問題都會導致這個宇宙的熵增加的

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是被哪個大牛讚了麼?怎麼忽然這麼多人來...這句話無論從文科方面還是理科方面來看都沒什麼技術含量啊...

【張雩的回答(488票)】:

題主多麼認真的求知精神,多麼的「安得廣廈千萬間,大庇天下寒士俱歡顏「!就是物理知識儲備不夠而已!是時候祭出我大統計熱學Thermodynamics來認真回答題主問題了!(好」紅「的語氣哈哈)

來來,題主,我們先來看一張極簡版的空調原理圖。

中間的那個球就是空調電機啦。中間的那個球就是空調電機啦。

然後發揮一下想像力,想像圖中的

(c=cold) 代表的是炎炎夏日中你涼爽無比的家,而

(H=hot) 代表的是讓人汗流浹背的外部環境。

代表的是溫度,所以

沒有異議吧?

記住,空調的工作原理是把

裡的熱量扔到

,這樣屋裡就可以保持涼爽。

=Work,是指轉動空調電機需要的電力 (功)。

代表的是空調電機從你家拉出來的熱量 (這個用詞感覺怪怪的...)。

代表的是排到屋外的熱量。

原則上來講,你從房間裡抽取出來多少熱量,就應該排到屋外多少熱量。但是,你在抽取的過程中做功了啊。我們知道,能量是守恆的,所以我們發現了如下關係

不過,不要急,我們來看看空調的效率怎麼樣。

寫的是Refrigerator,不過和空調是一個概念啦,都是製冷的。

COP=coefficient of performance,就是效率的意思啦。

COP的定義是

,意思就是,我們想知道空調電機每做一個單位的功,會向室外排出多少熱量。

(1)就是普通的數學,看看就行。關鍵是(2)

在(2)裡面,我們假設這是個完美的空調!沒有產生任何多餘的熵,也就是說,沒有因為機器的摩擦等等問題浪費任何一點電力。就是在這種情況下,因為熵增原理,空調電機也是一定要產生一定熱量的。

那麼我們得到了如下公式

那麼這個公式的物理意義是什麼呢。

我們來看分母

,這是溫差呀。所以室內室外溫差越小,效率越高。這也是為什麼我們提倡要把空調的溫度調得高一點的緣故。

來我們看一個例子鞏固一下=w=

K是開爾文,物理裡的溫度計量單位。可以戳K是開爾文,物理裡的溫度計量單位。可以戳開爾文看看。

所以,外面40攝氏度,室內開20度的空調,理想狀態下的COP是...咦?!怎麼大於1!不是效率不能大於100%嘛,差評!

不過仔細想一想呢,為什麼不能大1呢?我們做功是把熱量推到室外去。我技術好,四兩撥千斤,一個支點撬動地球

【誤】,當然是可以大於1啦。

不過,這個畢竟是理想狀況下的空調。理想很豐滿,現實很...你知道的

那真實情況下的空調效率如何呢?

我們再看一個例子

SEER是每個空調的標籤上都會有的一個數據。它跟COP的換算公式嘛你也看到了。不要問我為什麼,教授沒講ToT。

所以普通空調是在3.3左右。也不錯啦是不是~(≧▽≦)/~

好了科普完畢,回答一下題主後面幾個問題。

因為房間都不是密封的,所以空調在運作的時候屋外的熱量也不停地在跑回來,所以空調要不停地運作」把跑回來的熱量再推出去「。所以,你為了保持室內的涼爽,一共來來回回推的都是那麼點熱量,加上一共製冷的空間跟地球比起來還是九牛一毛 (0.1毛?),不存在因為室內涼了室外就刷的一聲熱了一度的情況。

但是因為空調一直也在產生熱量啊(這中間還有因為熵增原理必須要產生的作為熱量的部分),所以在維持室內溫度的時候,的確空調在增加這個地球上的總熱量呢(從燃料的內能轉化為熱能)。

但是,這又跟其他電機沒區別的啊。汽車在運轉的時候也產生了很多熱量,所做的無非是把一個人更舒服地運到另一個地方罷了。所以,空調肯定不是差的發明之一啦。

至於道德問題,我認為,你可以這麼argue。就好比為了經濟發展拚命燒煤等等導致的全球變暖的效應,全世界不止人類,所有生物都在承擔後果。

但是...你看看哥本哈根協議,看看大家各種賴加不作為,你就知道為這種行為定義責任範圍和承擔責任是多麼難的事情啦。

今天回答問題的語氣好逗比,大家勿要見怪。

【J.包特慢的回答(408票)】:

我覺得空調壞了應該先打維修電話,而不是思考這麼深奧的哲學問題……

【guominli的回答(231票)】:

空調教你做人的道理,當大環境你無法改變時,我們要努力去改變小環境

【赤戟的回答(189票)】:

冰箱君很高興的回答:是的。

【Ivony的回答(183票)】:

不是,我認為水稻才是,原因如下:

1、水稻是利用一系列的方式(光合作用)吸收太陽和大地的能量,同時將能量聚集在飽滿的稻米種子內。

2、水稻在執行1的過程中需要利用能源,其中始終有一部分會轉化為熱能。

3、1過程中造成的能量富集在水稻被人吃掉後的一段時間內會通過自然降解重新回歸自然達到平衡。

4、第二波水稻播種的時候,土地的肥力第一次比種水稻的時候要低,從此達到一個惡性循環。

綜上所述,我們種水稻會讓地球越來越熱。當然,熱也不是一直停留在地球上,但是會比沒種水稻的時候熱。

這是否涉及道德等的問題,一部分高等生物,例如人依靠水稻,把他原本不能利用的太陽能轉換成了食物來達到繁衍和BBQ地球的目的?

【徐英涵的回答(92票)】:

太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當於500萬噸煤,一天也就是4320億噸煤,一年也就是1576800億噸煤,全球每年僅消耗70億噸煤,空調真的承受不起樓主這麼大的抬舉。。。

【ZhMin的回答(39票)】:

1.究其原理,空調代表著搬移「熱量」的技術,技術上來說是非常有價值的。

2.錢可以做的事情遠勝於此。你爽快一次,耗費潔淨水4升,讓非洲沒見過現代廁所沒有乾淨飲用水的兒童們情何以堪?這種惡習,你戒得掉麼?

【熊貓mm的回答(22票)】:

新加坡國父李光耀曾說空調是20世紀最偉大的發明。

這句話對新加坡這個赤道邊上的國家來說當之無愧啊!

【知乎用戶的回答(13票)】:

  1. 地球可以通過輻射散熱。溫差越大散熱越快。
  2. 很多場合對氣溫、溼度等因素的控制是剛需。博物館、研究院保護歷史展品,工廠生產高精尖產品,電氣設備的散熱與維護,沒有空調這都是做不到的。即使有人不用空調,他也會間接從其它使用空調的場合獲益。你就算討論功利道德,空調也是利大於弊的。

【君行的回答(22票)】:

no 發電技術才是萬惡之根源。1.電廠排煙溫度比空調排煙溫度高的多,最後沒裝空調的窮人承受了更多的熱量。2.電廠排出粉塵,NOX,二惡英,pm100,pm2.5,最後居住環境差,沒空氣過濾器的人承受了過多的污染。3.大型電器耗電高電費貴,很多人用不起導致社會不公。4.電力究其本質是把化學能轉化成熱能的急劇熵增過程,會導致地球氣溫升高。5.火電發電效率上限只有45%左右,浪費不可再生資源。題主,微波爐關掉,用柴火燒菜吧。等等,柴火也會遇到1234類似的問題。算了,別吃了吧。

【vczh的回答(57票)】:

有錢人把風險轉嫁給窮人有什麼錯

【蟲可語冰的回答(19票)】:

生物才是最差的發明,沒有之一。

1、生物是利用一系列的方式將某個地方的能量物質富集到另外一個地方

2、生物在執行1的過程中需要消耗能源,此時利用的能源最終轉化為熱能,或者其中一部分轉化為熱能。

3、1過程中造成的富集狀態是不穩定的,在生命死亡後,微生物會幫助回到原始平衡狀態

4、此生物後代在富集過程中,外界的溫度比祖先同樣情況下的溫度要高,能量獲取也更為困難,從此達到一個惡性循環。

回答一:我們生物使得地球越來越熱?

的確如此,我們人類還創造了汽車,電視,電腦,網絡,火箭,各種電器加劇了這個過程

回答二;這的確涉及道德等的問題,一部分成功的生物,擠佔了其他弱勢生物的生存空間,並最終導致其數量變少甚至滅絕。

但是,有意識的生命存在才是第一位的,說句唯心的話,我若不曾留下基因生生不息的繼續享受這個世界,要這個世界何用?

就醬紫啦。

題主,其實你是個很可愛的人啦,已經關注,能想到這一點的人,其實肯定不會是壞人啦!

只不過,有時道德,正義的邊界不用無限制的擴到最大,說句玩笑話,減少這個世界的熵,的確是對這個世界最大的愛,不過,目前我們人類的水平,還僅僅夠傷害自己,我沒有資格和能力去對這個世界做些什麼,所以,適當的放縱自己的需要,好好享受人生吧。

真的,不要去在意別人對你的嘲笑。不值得。

【知乎用戶的回答(17票)】:

借這個問題順便談談技術哲學。

人類發明的絕大多數技術,都是指向人的,都是為了讓自己活得更好。

人類活得好了,無機物不一定活得好,植物不一定活得好,動物不一定活得好。

例如,從地下開採煤炭造成塌陷;捕殺野牛造成生物滅絕;核洩漏造成土壤和水源的感染。

這是很自然的,也是必然的。

這是技術造成的問題,技術單向度有利於人類而造成的問題。

英國工業革命後大量技術的運用,這個問題愈加凸顯,包括但不限於蒸汽機、內燃機、電動機、電燈、計算機。

算上之前幾萬年間人類發明的技術,還有人工取火、冶煉青銅、石磨、水車、冶鐵、火藥。

技術對世界的破壞性,值得我們警惕和注意。

【底同學的回答(16票)】:

你在四十度以上的天氣出去轉半個小時再考慮一下。

【DanteZhu的回答(8票)】:

1.是的。

2.是的。消耗電能,將室內的熱量排到室外。

3.是的。熱量會自發的從高溫物體傳向低溫物體。

4.理論上是的。只是室外空間太寬闊,基本沒影響。 但是,就算沒有空調,我們發出來的電能,無論怎麼轉化,最終都是變成熱能。然而這些熱量最終會散發到宇宙空間,don't care。

沒空調夏天真的不好過啊。

如樓上所說,空調君是無辜的

【世事浮游的回答(9票)】:

我要修正一個觀念,「空調是把室內的熱量全丟給室外」?

首先,我們要知道,夏天開空調時,然後我們的房間變得涼爽,這之間發生了什麼。

(附上一張壓縮製冷過程理想狀況圖。)

冷藏室就相當於我們房間,冷卻器就相當於大家家裡空調外面難看的「大箱子」。「冷卻水」在家用空調代表就是平時室外機吹出來的熱風。冷藏室就相當於我們房間,冷卻器就相當於大家家裡空調外面難看的「大箱子」。「冷卻水」在家用空調代表就是平時室外機吹出來的熱風。

(理想情況下,製冷過程的逆卡諾循環圖,下面解釋皆以理想狀態為例子。)

1.那到底是什麼樣的載體,能把房間裡的熱量吸收,然後運輸出去呢?

在工程熱力學裡,我們把它叫做工質,也就是大家所謂的製冷劑。

2.那這個製冷劑到底經過怎樣的努力才能把房間裡的熱量運載走呢?

(想必大家都知道,液體蒸發吸熱這個物理知識。)那我們來看看這個過程到底發生了什麼。

4-1過程,工質蒸發吸熱,把房間熱量q帶走;

1-2過程,氣態的工質在壓縮機裡面被壓縮(壓縮機對它做工),變成高溫高壓的氣體。

2-3過程,通過工質與外界的溫差,利用外界給工質降降溫。

3-4過程,通過節流,讓工質又重新變成冷的液體。然後重複4-1過程。

大家發現沒有,其實丟給外面的熱量是等於壓縮機做的功的能量加上房間降溫被帶走的能量

但是,大家還發現沒有,丟給外面的熱量不一定是給外面空氣啊,還可以是水或者土壤等能用來冷卻2-3過程中的工質。假如能把這部分熱量運用起來,比如用來熱水洗澡,或者找個載體把這熱量儲存起來,到冷天再用,大家就不用擔心所謂的道德問題了。

人類做了這麼多的努力,為了讓自身的生存條件變得更好。

那為什麼要引入製冷係數,也就是所謂的cop呢?

為了讓室內的熱量被帶走的過程裡,壓縮機做的功w就相當於室內外熱量間一隻看得見的手,這隻手不斷地用力把室內的熱量抓出來。那如何讓這隻手用的力小一些呢,如何讓丟出來的總熱量少一些呢,這就是cop引入的意義。

---------------update 10.24----------------------

那空調是不是一個很差的發明?

首先,我要幫空調科普一下。顧名思義,空調就是空氣調節,很多人對它得理解狹隘得只剩房間吹出的冷氣了。其實空調按作用可以分為:舒適性空調和公藝性空調。

一般題主所說的空調指的應該是家用的熱泵(舒適性空調),夏季製冷,冬季供熱。

那我來把樓主一些困惑解答一下:

1.空調是利用一系列的方式將某個地方的溫度降低,同時將這個地方的熱量排到外界的一種機器?

是,但是這個「外界」是有考究的。夏季,空調是從低溫吸收熱量;冬季,空調是從高溫吸收冷量。(你可能不知道這個技能有多麼逆天)。自然規律裡,高溫物體會自發地把熱量傳給低溫物體,直到平衡。就像把熱水放外面晾一段時間自然把熱量傳遞給空氣就涼下來了,可空調卻能逆其道而行之,讓開水越來越熱。

2.空調在執行「1」的過程中是否要利用能源,此時利用的能源最終轉化為熱能,或者其中一部分轉化為熱能?

是,大部分轉化為熱能,還有機械的無用功等;其實這最主要還是取決於壓縮機的效率,國產壓縮機一直不行。據說日本在實驗中獲得了cop(能效比)=10的空調,普通家用的一般2點幾,大家可以腦補一下。

3.「1」 過程中造成的溫差在關掉空調後的一段時間內是不是通過熱傳遞重新達到內外溫度一樣的平衡?

熱傳遞是一直存在的,所以大家開空調才需要一直開著不關,對室內空氣進行加熱或者製冷。但是平衡後的溫度一般不會和外界一樣,比如夏天剛進房間還是會覺得比外面涼快,這是因為熱量傳遞是逐時的,而且熱量傳遞需要時間,房間很難跟外界達到同一溫度,所以維護結構(牆,窗戶等)材料對房間穿熱至關重要。(其實在空調設計中,人體散發熱量占很大一部分)

4.第二次開空調的時候 外界的溫度是不是比第一次開空調時候的溫度要高?從此達到一個惡性循環?

外界溫度主要是靠太陽輻射,把整個地球當作一個整體(閉口系),只要沒有太陽熱量進來,熱量是一直穩定的。

那又涉及到一個問題了,就是太陽不斷照射地球,地球一直吸收太陽給予的熱量,溫度會不會變高? 這個問題比較複雜,我就提一點關於空調的吧,就是臭氧層有反射熱量的功能,像是地球表面的一面鏡子,把一部分熱量反射回去了。

這時候製冷劑的一個大問題就出現了,早期空調製冷劑一般都是氟利昂,因為氟利昂的洩漏,導致臭氧層遭到破壞,導致臭氧層空洞。

5.一部分有錢人依靠空調,把他原本該承受的熱量轉移給了一部分窮人?就用金錢實現了這個手段?

按題主這種思路,我竟無法反駁。我覺得要怪就怪人類的慾望,窮人也希望能吹空調,也希望能在夏天感受涼爽。

-----------------高能線--------------------

@銘蔚 童鞋你好,你的建築學的很好,但是建築環境還是有待提高哦,空調一直是建築附屬,建築的呼吸系統,一直都是空調為了建築而匹配並改進的。

發現了嗎?正是因為空調這類建築設備的出現,才讓以簡潔為借口的建築的現代美學變得如此的貪婪。

我覺得你這個結論邏輯很有問題。你列舉的栗子都是在郊外,而城市中土地資源稀缺,而且周圍環境也不一樣;要是人類對城市沒需求,要是建築不去做城市,那麼「熱島效應」也不會逼迫人更地渴望空調。

建築也是隨著人們慾望在不斷改進的。

請不要把建築師在美學追求的變化強加在空調身上。

請不要把空調當成建築師懶惰或者對美觀貪心的借口。

如你所說,

「比如COOK+FOX設計的美國銀行大廈在材料,結構和設備技術上都算得上節能建築的標桿。它曾經被稱為是世界上最為綠色生態的摩天樓;它的空調送風精細到按辦公桌位置隨用戶自行控制,單單看它的平面,就會感覺到在管道上和傳統摩天樓的不同:」

恐怕仁兄對它的「綠色」有些許誤解。每位暖通工程師都知道,這麼精細都送風方式,用在控制上的能耗會有多高,這種人性化設計不過是滿足了人的私慾罷了。

美國銀行大廈(英語:Bank of America Tower)位於美國紐約州紐約市曼哈頓第六大道之間的第42街和43街,布萊恩特公園對面。是為世界貿易中心倒塌後美國繼西爾斯大樓及帝國大廈後第三高的摩天大廈,目前在全世界摩天大樓排名第13,高366米,樓高54層,由Cook+Fox建築事務所設計,於2010年榮獲全美最佳高層建築獎。該建築在整體設計和細節處體現環保、節能和人性化的理念,可以收集和再利用雨水和廢水,有效利用太陽能,且辦公區域充分採用自然光,是美國首個被命名為低能量消耗的摩天大樓。可謂是美國最環保的建築,是在世界上最高效和生態友好型綠色建築之一,已於2008年完工

這類所謂的人性化設計著實害人不淺,人性化代表著滿足每個人在這方面的慾望和需求。而它的節能方式看上面的粗體字,並沒有說空調設計節能哦。

這樣的建築無疑給城市以及嚮往城市的人設定了一個範本:一體化的玻璃幕牆加重複疊加的標準層,這樣的模式就能創造人見人愛都會形象:對於設計師,這顯然是拿得出手的潮流做法,對於商人,這又意味著大量的租賃面積,而對於市民,這被訴說為理所當然的城市面貌。也許有些新的變化,但是那又如何?

其實這何嘗不是建築師們的貪婪,對「美學」的追求,全玻璃幕牆的日射得日高的驚人,暖通工程師們巴不得,冷負荷能小些。可惜他們僅僅是個輔助的臣子,作為君王的建築師和開發商們,只要一生令下,他們只能默默順從。

我們再來看看玻璃幕牆,我想當人類能從這麼高的地方眺望如此美好的風景的時候,那種征服的壯闊感是無與倫比的。有這種能讓人多分泌多巴胺的方式,誰會為能耗來放棄這麼美好的感覺。伊卡洛斯也是為了看到更高的風景,不惜自己蠟翅的融化墜海身亡。反思肯定需要,可責任在空調的發明上麼?

在我看來, 空調僅僅是建築師們,商人們的貪婪的借口罷了。

那看看下面這個病態建築,這估計在國內已經是十年前的模式。

在人們對美觀需求崛起的時候,這種病態,已經被淘汰了好麼。我們來看看這個,如今哪個樓盤都不會再希望外表面亂七八糟地掛著室外機。在人們對美觀需求崛起的時候,這種病態,已經被淘汰了好麼。我們來看看這個,如今哪個樓盤都不會再希望外表面亂七八糟地掛著室外機。

是不是簡潔美觀特別多!

不過增加自然通風確實是個很好的概念。但是它也只是緩和能耗,根本阻止不了人們對更舒適的追求。(看,空調多麼體會人性。)

下面列舉自然通風的幾宗罪吧。

1.消防安全,倘若大量引入自然通風的話,假如起火,更容易等到外界氧氣供應,火勢蔓延更快,由於自然通風不易控制,減少人員逃生機會。

2.自然風的不可控,自然風吹著舒服,夏天的熱風吹的舒服嗎,冬天的冷風吹的舒服麼?這個自然風顯然是值得考究的,到底是什麼樣的自然風吹的舒服,風速多少,溫度多高,濕度有多高;現今建築中人員密度很大,每個人無時無刻不在散發熱量,和水分,自然風太難控制來滿足人們舒適的需求。

3.疾病傳播。這也是我boss正在做的事。2003年,SARS爆發的時候,在高層建築中,只要一名住戶感染,同一棟樓的其他住戶也會相繼收到感染。通過氣體追蹤技術發現,由於上下層皆打開窗戶進行自然通風,根據氣流運動,最終發現感染層有7%的氣體進入了上一層,最終導致他人感染。

@銘蔚 正如你所說:

有時候,在不認為一個問題是問題時,我們往往太過理直氣壯,這,本就是個問題。

單一把如今能耗現狀歸咎於空調的發明,我想這也是個問題。

建築不僅僅是個空殼,是人類安身之所,我想只有建築中每個專業相互理解,共同促進,共同進步,人類的生活環境才能變得更好。

在人類慾望不斷膨脹的今天,就算再怎麼增加自然通風也滿足不了人們對更舒適的貪戀的,而且不知道仁兄是否聽過空調中有個過渡季節大量引進新風的概念。而且現在住宅也有集中供冷,家裡根本不用裝空調,等著人家處理好的冷氣吹上來就行。還有這個,輻射供冷,節約室內空間,更滿足人們對美觀以及生活空間的需求。

為了迎合建築美學,空調系統可以設計得很美觀,但是造價!造價是個關鍵。多少開放商願意在空調上花這麼大一筆錢!(空調就是這麼體諒人的東西,不要問我怎麼知道的)

-----------------乾貨-------------------

一般大家用的是空氣源的熱泵也叫分體式空調,就是室外掛個箱子的那種。而真正可以被配的上空調的名號的我認為還是中央空調,也就是一般商場用的那種。

對了,說到這呢,不得不給大家提幾個概念製冷機組,鍋爐,空調機組,空調箱。

人呢是很嬌貴的,只有溫度和空氣濕度到達一定範圍,才覺得舒服,一般25攝氏度左右,相對濕度55%。一團無辜卻又讓人不能忍的空氣到底要經過多少道工序,才能變成到人們喜歡的模樣呢。夏天和冬天的處理過程不一,不同需求處理過程不一。我大致給大家講個流程。首先把外面的風吸進來過濾除塵,混合一下室內回風,然後用製冷機組出來的冷的冷劑給它降溫,然後要給它噴淋加濕或者等焓減濕,然後再來個再熱,處理到送風狀態點,然後再用風機吹出去,利用風管和風口均勻分配到每個部位。(現在造人家有多努力麼。)

(看不懂的同學,可以直接跳到結論。碼字好累,喝口水先。)

下面舉幾個不把室內熱量排給外界空氣的例子。

1.土壤源熱泵

土壤源熱泵是利用地下常溫土壤溫度相對穩定的特性,通過深埋於建築物周圍的管路系統與建築物內部完成熱交換的裝置。冬季從土壤中取熱,向建築物供暖;夏季向土壤排熱,為建築物製冷。它以土壤作為熱源、冷源,通過高效熱泵機組向建築物供熱或供冷。高效熱泵機組的能效比一般能達到4.0kw/kw以上,與傳統的冷水機組加鍋爐的配置相比,全年能耗可節省40%左右,初投資偏高,機房面積較小,節省常規系統冷卻塔可觀的耗水量,運行費用低,不產生任何有害物質,對環境無污染,實現了環保的功效。

這類空調呢是從土壤裡吸收或者排放熱量,或者排放熱量的。附上圖片。

2.2.水源熱泵

水源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源,進行轉換的空調技術。 水源熱泵可分為地源熱泵和水環熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水(江、河、湖、海)熱泵、土壤源熱泵;利用自來水的水源熱泵習慣上被稱為水環熱泵。

這類空調是從水裡面吸收或者排放熱量。想像一下,假如再把得到能量的這些水拿回來用,是不是感覺得到了回收,得到循環利用。附圖如下。

3.吸收式製冷機

依靠吸收器-發生器組的作用完成製冷循環的製冷機。它用二元溶液作為工質,其中低沸點組分用作製冷劑 ,即利用它的蒸發來製冷;高沸點組分用作吸收劑,即利用它對製冷劑蒸氣的吸收作用來完成工作循環。吸收式製冷機主要由幾個換熱器組成。常用的吸收式製冷機有氨水吸收式製冷機和溴化鋰吸收式製冷機兩種。

一般大型的集中供冷會用這種。看人家不用往外面偷熱量了把。

4.工藝性空調

工藝性空調室內溫濕度基數及其允許波動範圍,應根據工藝需要並考慮必要的衛生條件確定。

工藝性空調可分為一般降溫性空調、 恆溫恆濕空調和淨化空調等。

降溫性空調

降溫性空調對 溫、濕度的要求是夏季人工操作時手不出汗,不使產品受潮。因此,一般只規定溫度或濕度的上限,不再註明空調精度。如電子工業的某些車間,規定夏季室溫不大於28℃,相對濕度不大於60%即可。

恆溫恆濕空調

恆溫恆濕空調室內空氣的溫、濕度基數和精度有嚴格要求,如某些計量室,室溫要求全年保持20±0.1℃,相對濕度保持50±5%。也有的工藝過程僅對溫度或者相對濕度中的一項有嚴格要求,如紡織工業某些工藝對相對濕度要求嚴格,而空氣溫度則以勞動保護為主。[1]

淨化空調

淨化空調不僅對空氣溫、濕度提出一定要求,而且對空氣中所含塵粒的大小和數量有嚴格要求。

必須指出 ,確定工藝性空調室內空氣參數時,一定要瞭解實際工藝生產過程對溫濕度的要

其實還有機房空調,假如沒有機房空調,估計很多人都上不了網了,這是一件何其悲哀的事。工藝性空調大大滿足人類健康需求,以及生產需求,解放和發展了生產力。

想像一下,假如沒有機房空調,人類的通信技術的發展將會受到很大制約。

想像一下,假如紡織廠沒有潔淨空調,工人們的肺裡會多積累多少纖維。

想像一下,假如醫院沒有潔淨空調,有多少病人會因為空氣環境問題而容易被細菌感染。空調提高了醫院對病人生命的拯救的能力。

恆溫恆濕,不變的穩定狀態,這不就是人類一直追求的永恆麼-。-

縱觀人類歷史性的發明,無不是為了提高人類的生存條件,便捷人類的生活;而空調便是這其中不斷努力的一員。

一項發明能夠如此普及,說明它的發明滿足了人類的某項慾望。當人的某項慾望能普遍被滿足時,我不忍心說它是很差的發明。而之所以現在對它產生質疑,是人們又產生了新的慾望,而空調呢,它不說什麼,只是默默地在不斷改進著,有時在你沒看見的地方罷了,但是終有一天你會看見。

綜上,

1.空調是一項逆天改命的發明,打破自然規律的束縛。(真的可謂改變命運了。)

2.空調滿足了人類對永恆的幻想,大大提高人類生存質量。

3.空調還有很多缺陷有待改進。(現在也逐漸出現了智能化空調,太陽能空調,但依舊擺脫不了製冷劑的束縛)

4.空調還需要經受未來更多人類新起的慾望的考驗。

5.空調想進步,但是受到其他技術的制約。

6.空調一直很努力地前進。

我覺得空調是一項巨偉大的發明,讓人類文明的車輪往前滾進,具有跨時代意義。

【李遙的回答(1票)】:

如果沒有空調的話,熱帶地區就會和古代一樣成為流放罪犯的沒人愛去的地方。空調改變了多少國家的命運啊

標籤:-生活常識 -物理學 -道德 -空調


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