Vad är passiv kylning?

Passiv kyla är en metod som innefattar design och teknik för att kyla en byggnad utan att använda ström. Traditionella kyltekniker, såsom luftkonditionering eller evaporativ kylning, förlitar sig på ström för att driva kompressorer och fläktar som tvångkylar ett utrymme. Sådan kraft köps oftast från ett lokalt kraftverk och genereras genom förbränning av fossila bränslen som kan ha förödande effekter på miljön. Passiva kylningstekniker kräver ingen kraft och sträcker sig från enkla, som att skugga byggnaden, till mer komplexa, som strategisk byggnadsdesign. Användning av sådana tekniker kan minska eller eliminera behovet av motordriven kylning.

I varmare klimat, särskilt torra områden, är kyla det primära miljöproblemet för byggnader. Det finns två primära källor till oönskad värme som måste åtgärdas för att hålla det inre av byggnaden bekvämt för de boende. Direkt solljus på en byggnad, särskilt lysande på fönster, är en viktig källa till värmevinst för de flesta byggnader. Infiltration av varm luft genom sprickor och sprickor och värmeöverföring genom byggmaterial påverkar också den inre temperaturen.

I allmänhet är den enklaste metoden för att kyla en byggnad att förhindra att den värms upp i första hand. Strategisk orientering av en byggnad för att minimera direkt solexponering, särskilt under den varmaste delen av dagen, kan avsevärt minska dess värmebelastning. När en struktur väl har byggts kan användningen av solskyddsmedel eller markiser samt strategisk landskapsplanering hjälpa till att undvika direkt exponering för solen. Där direkt exponering inte kan undvikas, till exempel på ett tak, kan reflekterande tekniker användas för att förhindra oönskad uppvärmning. Till exempel kan ett tak beläggas med en reflekterande, vit beläggning för att minska uppvärmningen över ett stort, oskyddat område.

Passiva kylningstekniker kan också förhindra uppvärmning genom att minska infiltrationen av värme i strukturen. Värme flödar naturligt från områden med högre temperatur, som utomhus på sommaren, till områden med lägre temperatur, till exempel en bekväm heminredning. Att täta och lägga till tätningslister runt fönster och dörrar, till exempel, minskar området genom vilket oönskad varm luft kan komma in i en struktur. Isolering är material med hög motståndskraft mot värmeflöde. Att lägga till isolering i en byggnad hindrar oönskad överföring av värme från den varmare utomhusmiljön till det inre utrymmet som hålls svalt.

Även om mycket uppvärmning kan förhindras, är det ofta inte möjligt att hålla en struktur vid en behaglig temperatur genom att undvika enbart. En annan passiv kylningsstrategi involverar kylning av strukturen genom konvektion. Konvektion är en process där värme överförs från en plats till en annan genom förflyttning av molekyler av en gas eller vätska.

Ventiler och fönster som är strategiskt integrerade i en byggnads design kan till exempel leda varm luft ut ur huset samtidigt som den drar in kall luft för att ersätta den. Varmare luft är mer flytande än kallare luft och stiger naturligt av sig själv. Ventiler placerade nära taket på sidan av huset borta från rådande vindar kan hjälpa denna varmare luft att fly från strukturen. För att ersätta den med kall luft kan ventiler och fönster placeras lågt på sidan av huset i vägen för den rådande vinden. Det är då en enkel fråga att öppna ventiler och fönster för att uppmuntra naturlig konvektion för att kyla strukturen.
Mer komplexa passiva kylningsmetoder kan också införlivas i en byggnads design, såsom jordkylningsrör. Jordkylningsrör drar fördel av de kallare temperaturerna under jordens yta för att kyla en struktur. Begravda under jorden när de leder in i en struktur, drar jordkylningsrör utomhusluft in i byggnaden genom en underjordisk väg. När den passerar genom dessa rör tappar luft värme till den mycket svalare marken genom vilken den färdas på väg in i strukturen. Andra passiva kylningstekniker används vanligtvis tillsammans med jordrör för att skapa en naturlig konvektion genom strukturen och ventilera varmare luft.

Även om den inte är lämplig för användning på alla platser, används passiv kylning inom många områden för energieffektivitet, vilket resulterar i kostnadsbesparingar och minimal miljöpåverkan. Det är i allmänhet mest lämpligt för varmare klimat och torra områden. Passiv kylning kan helt eller delvis undvika kostnaden för kyltekniker som drivs av drivna enheter som fläktar och kompressorer. Denna energibesparingsstrategi kan också gynna miljön genom att minska behovet av att bränna icke-förnybara bränslen som avger avfallsbiprodukter som är skadliga för miljön.