Che cos'è il raffreddamento passivo?
Il raffreddamento passivo è un metodo che incorpora design e tecnologia per raffreddare un edificio senza l'uso di energia. Le tecniche di raffreddamento tradizionali, come il condizionamento dell'aria o il raffreddamento per evaporazione, si basano sulla potenza per far funzionare compressori e ventole che raffreddano forzatamente uno spazio. Tale energia viene generalmente acquistata da un'utilità locale e viene generata dalla combustione di combustibili fossili che possono avere effetti degradanti sull'ambiente. Le tecniche di raffreddamento passivo non richiedono energia e vanno da semplici, come l'ombreggiamento dell'edificio, a più complesse, come la progettazione strategica dell'edificio. L'uso di tali tecniche può ridurre o eliminare la necessità di raffreddamento alimentato.
Nei climi più caldi, in particolare nelle regioni aride, il raffreddamento è il principale problema ambientale per gli edifici. Esistono due fonti primarie di calore indesiderato che devono essere indirizzate per mantenere l'interno dell'edificio confortevole per gli occupanti. La luce solare diretta su un edificio, in particolare la luce sulle finestre, è una delle principali fonti di guadagno di calore per la maggior parte degli edifici. L'infiltrazione di aria calda attraverso fessure e fessure e il trasferimento di calore attraverso materiali da costruzione influiscono anche sulla temperatura interna.
Generalmente, il metodo più semplice per raffreddare un edificio è impedire che venga riscaldato in primo luogo. L'orientamento strategico di un edificio per ridurre al minimo l'esposizione solare diretta, specialmente durante la parte più calda della giornata, può ridurre significativamente il suo carico di calore. Una volta che una struttura è stata costruita, l'uso di creme solari o tende da sole, nonché il paesaggio strategico può aiutare a evitare l'esposizione diretta al sole. Laddove non è possibile evitare l'esposizione diretta, ad esempio su un tetto, possono essere impiegate tecniche riflettenti per prevenire il riscaldamento indesiderato. Ad esempio, un tetto può essere rivestito con un rivestimento bianco riflettente per ridurre il riscaldamento su una vasta area non protetta.
Le tecniche di raffreddamento passivo possono anche impedire il riscaldamento riducendo l'infiltrazione di calore nella struttura. Il calore fluisce naturalmente dalle aree a temperatura più elevata, come all'aperto in estate, alle aree a temperatura più bassa, come un comodo interno di casa. Il calafataggio e l'aggiunta di agenti atmosferici attorno alle finestre e alle porte, ad esempio, riduce l'area attraverso la quale aria calda indesiderata può entrare in una struttura. L'isolamento è un materiale con un'alta resistenza al flusso di calore. L'aggiunta di isolamento a un edificio impedisce il trasferimento indesiderato di calore dall'ambiente esterno più caldo allo spazio interno che viene mantenuto fresco.
Sebbene sia possibile prevenire molto riscaldamento, spesso non è possibile mantenere una struttura a una temperatura confortevole solo evitandola. Un'altra strategia di raffreddamento passivo prevede il raffreddamento della struttura tramite convezione. La convezione è un processo in cui il calore viene trasferito da una posizione all'altra mediante il movimento di molecole di un gas o liquido.
Le prese d'aria e le finestre strategicamente incorporate nel design di un edificio, ad esempio, possono far uscire l'aria calda fuori casa mentre aspirano aria fresca per sostituirla. L'aria più calda è più vivace dell'aria più fredda e aumenta naturalmente da sola. Le prese d'aria posizionate vicino al soffitto sul lato della casa lontano dai venti dominanti possono aiutare questa aria più calda a sfuggire alla struttura. Per sostituirlo con aria fresca, prese d'aria e finestre possono essere posizionate in basso sul lato della casa nel percorso del vento prevalente. È quindi una semplice questione di aprire aperture e finestre per incoraggiare la convezione naturale a raffreddare la struttura.
Metodi di raffreddamento passivo più complessi possono anche essere incorporati nella progettazione di un edificio, come tubi di raffreddamento a terra. I tubi di raffreddamento a terra sfruttano le temperature più fredde sotto la superficie della terra per raffreddare una struttura. Sepolti sotterranei mentre conducono in una struttura, i tubi di raffreddamento a terra aspirano l'aria esterna nell'edificio attraverso un percorso sotterraneo. Mentre passa attraverso questi tubi, l'aria perde calore verso il terreno molto più fresco attraverso il quale si dirige verso la struttura. Altre tecniche di raffreddamento passivo sono in genere utilizzate insieme ai tubi di terra per creare una convezione naturale attraverso la struttura e sfiatare l'aria più calda.
Sebbene non sia adatto all'uso in tutti i luoghi, il raffreddamento passivo è impiegato in molte aree per l'efficienza energetica con conseguenti risparmi sui costi e un impatto ambientale minimo. È generalmente più adatto a climi più caldi e regioni aride. Il raffreddamento passivo può evitare, in tutto o in parte, il costo delle tecniche di raffreddamento che sono guidate da dispositivi alimentati come ventilatori e compressori. Questa strategia di risparmio energetico può beneficiare anche l'ambiente riducendo la necessità di bruciare combustibili non rinnovabili che i rifiuti emettono sottoprodotti nocivi per l'ambiente.