受動冷却とは

受動冷却は、電力を使用せずに建物を冷却する設計と技術を組み込んだ方法です。 空調や蒸発冷却などの従来の冷却技術は、スペースを強制的に冷却するコンプレッサーとファンを作動させるために電力に依存しています。 そのような電力は、ほとんどの場合、地元の公益事業から購入され、環境に悪影響を与える可能性のある化石燃料を燃焼させることにより生成されます。 パッシブ冷却技術は、電力を必要とせず、建物の陰影付けなどの単純なものから、戦略的な建物の設計などのより複雑なものまでさまざまです。 そのような技術を使用すると、電力冷却の必要性が減るか、なくなる可能性があります。

温暖な気候、特に乾燥した地域では、冷却が建物の主要な環境問題です。 建物の内部を居住者にとって快適に保つために対処する必要がある不要な熱の主な原因は2つあります。 建物の直射日光、特に窓に光が当たることは、ほとんどの建物で熱を得る主な原因です。 ひび割れや隙間からの温風の侵入、および建築材料からの熱伝達も、室内温度に影響を与えます。

一般的に、建物を冷却する最も簡単な方法は、そもそも建物が加熱されるのを防ぐことです。 特に日中の最も暑い時期に、直接的な太陽への露出を最小限に抑えるために建物を戦略的に配置すると、熱負荷を大幅に削減できます。 構造物が構築されたら、日焼け止めや日除けの使用と戦略的な造園は、太陽への直接の露出を避けるのに役立つかもしれません。 屋根の上など、直接的な露出を避けることができない場合は、反射技術を使用して不要な加熱を防ぐことができます。 たとえば、屋根を反射性の白いコーティングでコーティングして、保護されていない広い領域での加熱を減らすことができます。

受動冷却技術は、構造への熱の侵入を減らすことにより、加熱を防ぐこともできます。 熱は、夏の屋外などの温度の高い地域から、快適な家のインテリアなどの温度の低い地域に自然に流れます。 たとえば、窓やドアの周りをカシメし、ウェザーストリッピングを追加すると、不要な熱気が構造物に入る可能性のある領域が減ります。 断熱材は、熱の流れに対して高い耐性を持つ材料です。 建物に断熱材を追加すると、より高温の屋外環境から保冷されている内部空間への不要な熱伝達が妨げられます。

多くの加熱は防ぐことができますが、回避だけでは構造を快適な温度に保つことはできません。 別の受動冷却戦略には、対流による構造の冷却が含まれます。 対流は、気体または液体の分子の動きによって、ある場所から別の場所に熱が移動するプロセスです。

たとえば、建物の設計に戦略的に組み込まれた通気口と窓は、家の外に温風を送り込み、冷気を取り入れて家の代わりにすることができます。 熱い空気は冷たい空気よりも浮力があり、自然に上昇します。 一般的な風から離れた家の側面の天井近くに配置された通気口は、この熱い空気が構造から逃げるのを助けることができます。 それを冷気に置き換えるために、風と風の道の家の側面の通気口と窓を低くすることができます。 通気口と窓を開けて自然対流を促進し、構造物を冷却するだけです。

より複雑な受動冷却方法も、地冷管などの建物の設計に組み込むことができます。 地球の冷却管は、地表より低い温度を利用して構造物を冷却します。 地下に埋設された構造物につながる地中冷却チューブは、地下のルートを介して屋外の空気を建物に引き込みます。 空気がこれらのチューブを通過すると、空気は熱を失い、はるかに低い温度の地面に到達します。 他の受動的冷却技術は、通常、アースチューブと組み合わせて使用​​され、構造内の自然対流を確立し、より熱い空気を排出します。

すべての場所での使用には適していませんが、エネルギー効率のために多くの分野で受動冷却が採用されており、コスト削減と環境への影響を最小限に抑えています。 一般に、温暖な気候と乾燥した地域に最適です。 受動冷却は、ファンやコンプレッサーなどの動力装置によって駆動される冷却技術の費用の一部または全体を回避できます。 このエネルギー節約戦略は、環境に有害な廃棄副産物を放出する再生不可能な燃料を燃やす必要性を減らすことにより、環境に利益をもたらすこともできます。