Qu'est-ce que le refroidissement passif?
Le refroidissement passif est une méthode intégrant la conception et la technologie permettant de refroidir un bâtiment sans recourir à l'électricité. Les techniques de refroidissement traditionnelles, telles que la climatisation ou le refroidissement par évaporation, reposent sur le pouvoir de faire fonctionner les compresseurs et les ventilateurs qui refroidissent de manière forcée un espace. Cette énergie est généralement achetée auprès d'un service public local et est générée par la combustion de combustibles fossiles pouvant avoir des effets dégradants sur l'environnement. Les techniques de refroidissement passives ne nécessitent aucune énergie et vont du simple, comme l'ombrage du bâtiment, au plus complexe, comme la conception d'un bâtiment stratégique. L'utilisation de telles techniques peut réduire ou éliminer la nécessité d'un refroidissement électrique.
Dans les climats plus chauds, en particulier dans les régions arides, le refroidissement est le principal problème environnemental des bâtiments. Il existe deux sources principales de chaleur indésirable auxquelles il faut remédier pour que l'intérieur du bâtiment reste confortable pour les occupants. La lumière directe du soleil sur un bâtiment, en particulier les fenêtres, est une source majeure d’apport de chaleur pour la plupart des bâtiments. L'infiltration d'air chaud à travers les fissures et les crevasses et le transfert de chaleur à travers les matériaux de construction ont également une incidence sur la température intérieure.
Généralement, le moyen le plus simple de refroidir un bâtiment consiste à l’empêcher de chauffer. L'orientation stratégique d'un bâtiment afin de minimiser l'exposition directe au soleil, en particulier pendant les périodes les plus chaudes de la journée, peut réduire considérablement sa charge calorifique. Une fois la structure construite, l’utilisation d’écrans solaires ou de marquises, ainsi que d’un aménagement paysager stratégique peut aider à éviter une exposition directe au soleil. Lorsque l'exposition directe ne peut pas être évitée, comme sur un toit, des techniques de réflexion peuvent être utilisées pour empêcher le chauffage indésirable. Par exemple, un toit peut être recouvert d'un revêtement blanc réfléchissant afin de réduire le chauffage sur une grande surface non protégée.
Les techniques de refroidissement passives peuvent également empêcher le chauffage en réduisant l'infiltration de chaleur dans la structure. La chaleur circule naturellement des zones à haute température, telles que l'extérieur en été, vers les zones à basse température, telles qu'un intérieur de maison confortable. Le calfeutrage et l'ajout de coupe-froid autour des fenêtres et des portes, par exemple, réduisent la zone à travers laquelle de l'air chaud indésirable peut pénétrer dans une structure. L'isolation est un matériau hautement résistant au flux de chaleur. L'ajout d'isolant à un bâtiment empêche le transfert indésirable de chaleur de l'environnement extérieur plus chaud vers l'espace intérieur maintenu au frais.
Bien qu’il soit possible d’éviter beaucoup de chauffage, il n’est souvent pas possible de maintenir une structure à une température confortable par simple évitement. Une autre stratégie de refroidissement passif consiste à refroidir la structure par convection. La convection est un processus dans lequel la chaleur est transférée d'un endroit à un autre par le mouvement de molécules d'un gaz ou d'un liquide.
Les évents et les fenêtres stratégiquement intégrés dans la conception d'un bâtiment, par exemple, peuvent évacuer l'air chaud de la maison tout en aspirant de l'air frais pour le remplacer. L'air plus chaud est plus flottant que l'air plus froid et monte naturellement tout seul. Les bouches d'aération placées près du plafond sur le côté de la maison, à l'abri des vents dominants, peuvent aider cet air plus chaud à s'échapper de la structure. Pour le remplacer par de l'air frais, les ventilations et les fenêtres peuvent être placés bas sur le côté de la maison face au vent dominant. Il suffit alors d’ouvrir des bouches d’aération et des fenêtres pour encourager la convection naturelle à refroidir la structure.
Des méthodes de refroidissement passives plus complexes peuvent également être intégrées à la conception d'un bâtiment, telles que des tubes de refroidissement à la terre. Les tubes de refroidissement de la Terre tirent parti des températures plus basses en dessous de la surface de la Terre pour refroidir une structure. Enterrés dans le sol lorsqu'ils entrent dans une structure, les tubes de refroidissement de la terre aspirent l'air extérieur dans le bâtiment par une voie souterraine. En traversant ces tubes, l'air perd de la chaleur vers le sol beaucoup plus froid à travers lequel il se rend dans la structure. D'autres techniques de refroidissement passives sont généralement utilisées avec des tubes de terre pour établir une convection naturelle à travers la structure et évacuer de l'air plus chaud.
Bien qu'il ne soit pas adapté à une utilisation dans tous les sites, le refroidissement passif est utilisé dans de nombreux domaines pour l'efficacité énergétique, ce qui entraîne des économies de coûts et un impact minimal sur l'environnement. Il convient généralement mieux aux climats chauds et aux régions arides. Le refroidissement passif peut éviter, en tout ou en partie, les dépenses liées aux techniques de refroidissement conduites par des dispositifs alimentés tels que des ventilateurs et des compresseurs. Cette stratégie de conservation de l'énergie peut également être bénéfique pour l'environnement en réduisant la nécessité de brûler des carburants non renouvelables qui émettent des sous-produits de déchets nocifs pour l'environnement.