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熱質量與熱容：它們有什麼神秘的聯繫？
在建築設計中，熱質量是一個重要的物理特性，它決定了一棟建築物的熱能流動如何影響其溫度變化。然而，關於熱質量的定義，專家們似乎並沒有達成共識。不少學者將其視為熱容的同義詞，即一種物體儲存熱能的能力，而其他一些人則將熱質量與其體積和體積熱容相結合來描述。這一不一致使得熱質量在某些學者眼中被視為偽科學。這篇文章將探討熱質量和熱容之間的關聯，以及它們在建築設計中的應用。
熱質量通常被表述為符號
Cth表示，其SI單位為J/K或J/°C（二者等效）。
熱量 Q 與熱質量之間的關係可以定義為：Q=CthΔT，其中Q 代表傳遞的熱能，而ΔT 則是溫度的變化。這意味著，當熱量進入物體時，熱質量決定了物體的溫度升高的程度。
例如，假設將250焦耳的熱量加入一個銅齒輪，其熱質量為38.46焦耳/°C，則其溫度會上升6.50°C。這種物質的均勻性使得熱質量的計算相對簡單，只需利用物體的質量和具體的熱容來計算。
在多種材料組成的建築中，計算熱容的難度會增加。通常，這需要將每個純材料的熱容相加，或者對整體物體進行直接測量。這使得在多材料復合體的熱質量分析變得更加複雜。
「熱質量取決於材料的比熱容、密度、厚度及導熱性之間的關係。」
在更廣泛的建築上下文中，熱質量的影響被視為對舒適度的直接關聯。若外部溫度經常變化，增加熱質量可能會提高一定時間段的舒適度。然而，當空間間歇性使用時，熱質量卻可能成為一種不利因素。通過熱量的持續流動，熱質量的效果幾乎不會明顯。因此，工程計算中通常不會納入熱容的計算。
「在美國和加拿大，建築的加熱和冷卻設備通常依據《空調承包商協會手冊J》（Manual J）進行規劃，但這一過程並未考慮熱容的影響。」
根據《手冊J》的規定，建築的加熱和冷卻設備需根據房屋的尺寸、結構、隔熱、氣密性、設備特徵及使用者負荷等細節進行詳細測量。而熱容在這一過程中被假定存在，設備的設計主要是為了在極端氣溫下保持舒適的室內環境。
熱質量與熱容之間的神秘聯繫，尤其在建築設計的可持續性與舒適性方面，仍然是一個值得深入研究的領域。隨著建築技術的進步，如何更好地利用熱質量及其相關特性可能會成為未來設計的關鍵。在考慮熱質量時，我們是否應重新評估其在減少能源消耗及維持舒適度上的潛力呢？
