University College London (UCL) har nylig undersøkt effektiviteten av ulike metoder for å redusere temperaturen i byen. De fant ut at å male takene på bygninger med hvite eller reflekterende belegg var den mest effektive tiltaket for å redusere temperaturen i bykjernen.
Så er det klimaanlegg. I tillegg til å forbruke store mengder energi, bidrar de til å øke utetemperaturen i bykjernen. Det er en ond sirkel: jo flere klimaanlegg som brukes, jo høyere blir omgivelsestemperaturen, noe som tvinger de samme klimaanleggene til å jobbe hardere for å opprettholde den interne temperaturen.
Med tanke på at 2023 hadde den tvilsomme æren av å være det varmeste året noensinne, er det nå et godt tidspunkt å reflektere over arkitektoniske løsninger som reduserer varmen uten å forbruke energi.
Tradisjonell arkitektonisk design for passiv kjøling og ventilasjon
Mennesker har brukt arkitektonisk design til å kjøle ned hjemmene sine i tusenvis av år. Her er noen eksempler fra hele verden.
- En vindfanger (kjent som bãdgir eller malqaf i henholdsvis Iran og Egypt) er en treffende beskrivelse av tårnene med vertikale lameller som finnes i mange land i Midtøsten. De dominerende vindene blåser gjennom lamellene, trekker opp varm luft fra inne og kjøler ned de indre områdene.
- Romerne var store tilhengere av kjellere, og San Clemente-basilikaen i Roma er et godt eksempel på hvor kjølig en kjeller kan være, selv under hetebølger.
- Egypterne var dyktige i passive fordampningsteknikker for å kjøle ned bygningene sine. De oppdaget at å henge en skjerm av fuktige siv i vinduene kjølet luften når den kom inn i rommet.
- Gårdsplasser var et annet populært gammelt arkitektonisk trekk som ble brukt i flere forskjellige regioner i verden, og som brukte skygge og grøntområder for å skape et kjølig rom.
- Små, innfelte vinduer kombinert med tykke vegger sørget for et kjøligere inneklima. Disse tiltakene passer imidlertid ikke i moderne arkitektur, så la oss se på andre passive kjølemetoder som kan gjøre livet vårt mer behagelig uten å bruke energi.
Passive kjølemetoder for nybygg
I takt med at bygninger blir mer energibesparende designet, er det noen viktige passive kjølearkitektoniske trekk som spiller en viktig rolle i å gi varme om vinteren og redusere varmen om sommeren uten å ty til energikrevende utstyr som klimaanlegg. Blant de viktigste passive kjølemetodene som er tilgjengelige, er bygningens orientering en av de mest effektive.
Orientering
Solens tilsynelatende bevegelse fra vintersolhverv til sommersolhverv spiller en viktig rolle i oppvarmingen av en bygning.
Om vinteren samler bygninger på den nordlige halvkule varme fra åpninger som vender mot sør, slik at sollyset kan komme inn. I de varme sommermånedene bør imidlertid den samme bygningen beskytte interiøret ved å redusere mengden sollys som kommer inn.
For å gjøre dette effektivt, vil rektangulære hus med en øst-vestlig takrygg være mer effektive fordi de maksimerer sin sørlige eksponering. Mens moderne datagenererte diagrammer gir nøyaktige designparametere, har dette konseptet sin opprinnelse i gamle byggeskikker, som for eksempel i Ming-dynastiet i Kina og Pueblo-ruinene i Colorado.
Romutnyttelse er et viktig element for å forbedre den positive rollen orientering kan spille for å holde temperaturen behagelig i hjemmet ditt. Rom som brukes ofte, som kjøkken og stuer, bør ligge på sørsiden av huset, slik at de kan varmes opp av vintersolen. Garasjer, boder og andre rom som brukes sjelden, bør derimot ligge på nordsiden for å beskytte huset mot den kalde vintervinden.
Isolasjon
Om sommeren ønsker vi å holde interiøret kjølig, og den største trusselen mot komforten vår er taket, som er ansvarlig for omtrent tretti prosent av varmen som trenger inn i rommene våre. Mens installasjon av effektiv takisolasjon vil gjøre det mye mer utholdelig innendørs, er påføring av et reflekterende belegg på taket en mer direkte løsning, som diskuteres i avsnittet «Kule tak» nedenfor.
Uansett er det alltid lurt å isolere for å oppfylle byggeforskriftene i din region. Å isolere veggene vil bidra til å redusere temperaturen i huset om sommeren, men hvis du bare skal velge ett sted å isolere, er det viktigere å gjøre taket eller loftet, siden taket får mer sollys enn veggene.
Passiv kjøling og ventilasjon
Passiv kjøling er en arkitektur som i stor grad er basert på gamle konstruksjoner. Det grunnleggende konseptet er å utnytte varm luft sin naturlige egenskap til å stige oppover. Bygninger som lar luft komme inn på et lavere nivå og sirkulere før den slipper ut gjennom en høyere åpning, vil derfor dra nytte av den kjølende effekten som har gitt mennesker komfort siden antikken.
Retningen og temperaturen på de dominerende vindene er ytterligere faktorer som må tas i betraktning når man fastlegger den riktige orienteringen av bygningen. De gamle egypterne brukte sin kunnskap om de dominerende vindene til å orientere bygningens åpninger slik at de kjølige nordavindene ble ledet inn i bygningene.
Selv om spesifikk informasjon om vind og gjennomsnittstemperaturer er tilgjengelig fra statlige meteorologiske institutter, er det normalt at kalde vinder blåser fra nord og vest. I kontrast til dette kommer varmere vinder fra sør på steder på den nordlige halvkule.
Passive kjøleteknikker for eksisterende bygninger
Hvis du noen gang har sett turister løpe over sandstranden oppvarmet av sommersolen, forstår du konseptet med varmeabsorpsjon. Legg til dette de konvensjonelle byoverflatene av asfalt og betongfortau, og konseptet «urbane varmeøyer» blir tydelig.
Kjøle tak
Å flytte ut av byen opphever ikke effekten av varmeabsorpsjon. Asfaltveier og asfalterte innkjørsler i forstedene bidrar sterkt til å øke temperaturen, og det samme gjør mørke tak. Å gjøre taket hvitt eller reflekterende vil redusere omgivelsestemperaturen og spare deg for penger du ellers ville brukt på energiregninger.
I en fersk studie fra UCL ble det vist at påføring av hvitt belegg eller reflekterende belegg på eksisterende tak var mer effektivt enn grønne tak eller vegetasjon på bakkenivå for å kjøle ned bygninger i sentrum av London. I studien ville påføring av reflekterende eller hvitt takbelegg føre til en reduksjon i omgivelsestemperaturen på 1,5 °C, mens grønne tak bare ville føre til en reduksjon på 0,5 °C. Den lave effektiviteten til grønne tak ble ytterligere redusert av takets isolerende egenskaper, som holdt varmen inne i bygningene om natten.
Ifølge The Green Business Lab reduserer det beskyttende belegget utviklet av Purdue University taktemperaturen med åtte grader. Forskerteamet har beregnet at beleggets kjøleeffekt tilsvarer omtrent ti kilowatt, noe som er nær det som konvensjonelle klimaanlegg klarer.
Vinduer
Det er vanskelig å endre vinduene i en eksisterende bygning, men det betyr ikke at du ikke kan gjøre dem mer effektive til å holde temperaturen nede.
Sollys som strømmer inn gjennom et vindu tidlig om morgenen kan virke som en invitasjon til å holde persiennene åpne, men det uunngåelige resultatet er at rommet raskt blir ubehagelig varmt.
Persienner og gardiner er opplagte valg for å redusere sollyset som varmer opp rommet, men hvis du ikke vil miste utsikten, kan det være akkurat det du trenger å bruke en vindusfilm som reflekterer sollyset, men som forblir gjennomsiktig. Kontoret mitt får sol tidlig om morgenen om sommeren, og jeg måtte lukke gardinene om morgenen for å holde temperaturen nede til jeg monterte vindusfilm. Nå kan gardinene være åpne, da filmen reflekterer sollyset på en bemerkelsesverdig måte, og jeg kan fortsatt se bølgene rulle inn.
Mens kryssventilasjon er effektivt for å redusere innendørstemperaturen, er stabelventilasjon effektivt for å skape en vei for varmere luft å komme ut av bygningen gjennom vinduer plassert høyere oppe i bygningen eller noen ganger i taket.
Passiv kjøling ved hjelp av hagen
Noen endringer i hagen kan gjøre temperaturen inne i huset mer behagelig. Trær, spesielt løvtrær, er utmerkede sesonggardiner med full dekning av blader om sommeren når du trenger dem for å redusere sollyset som strømmer inn gjennom vinduene.
Det er viktig å holde trærne i god avstand fra huset av to grunner. For det første reduserer trær vind, som du kanskje ønsker skal strømme gjennom huset. For det andre vil trær vokse år etter år, så sørg for at du har en god idé om hvordan et fullvokst tre vil se ut før du bestemmer deg for hvor det skal stå.
Om vinteren, når du ønsker litt sol for å varme opp interiøret, kaster løvtrærne hjelpsomt bladene sine. Men du må ta hensyn til bredden på trestammen og grenene. Hvis de er for brede, vil den resulterende skyggen påvirke mengden sollys som kommer inn i huset.
Busker er et annet trumfkort i ermet. Fordi de er kortere, er de ypperlige til å blokkere solen tidlig om morgenen og sent på ettermiddagen.
Vurder å legge til en espalierkonstruksjon for å gi et naturlig tak som gir ekstra kjøling om sommeren, og hvis du bruker klatreplanter som mister bladene om vinteren, får du det beste av begge verdener.
Bygninger som bruker passive kjøleteknikker gjør mye mer enn å gi et sunt og behagelig miljø. Ved å bruke gamle teknikker kan du redusere energikostnadene og bidra positivt til planetens generelle velvære.
