University College London (UCL) a investigat recent eficiența diferitelor metode de reducere a temperaturilor în oraș. Ei au descoperit că vopsirea acoperișurilor clădirilor cu vopsea albă sau reflectorizantă este cea mai eficientă măsură de reducere a temperaturilor din centrul orașului.
Apoi, mai sunt și aparatele de aer condiționat. Pe lângă consumul semnificativ de energie, acestea contribuie la creșterea temperaturii exterioare în centrul orașului. Este un cerc vicios: cu cât se utilizează mai multe aparate de aer condiționat, cu atât temperatura ambiantă este mai ridicată, forțând aceleași aparate să funcționeze mai intens pentru a menține temperatura internă.
Având în vedere că 2023 a avut dubioasa distincție de a fi cel mai cald an din istorie, acum este un moment potrivit pentru a reflecta asupra caracteristicilor arhitecturale care reduc căldura fără a consuma energie.
Proiectarea arhitecturală tradițională pentru ventilație pasivă
Oamenii folosesc de mii de ani proiectarea arhitecturală pentru a-și răcori locuințele. Iată câteva exemple din întreaga lume.
- Un captator de vânt (cunoscut sub numele de bãdgir sau malqaf în Iran și, respectiv, Egipt) este o descriere potrivită pentru turnurile cu lamele verticale care se găsesc în multe țări din Orientul Mijlociu. Vânturile dominante suflă prin lamele, aspirând aerul cald din interior și răcind zonele interioare.
- Romanii erau mari admiratori ai subsolurilor, iar Bazilica San Clemente din Roma este un exemplu excelent al cât de răcoros poate fi un subsol, chiar și în timpul valurilor de căldură.
- Egiptenii erau pricepuți în tehnici pasive de evaporare pentru a-și răcori clădirile. Ei au descoperit că agățarea unui paravan din trestie umezită la ferestre răcorea aerul care intra în cameră.
- Curțile interioare erau o altă caracteristică arhitecturală populară în antichitate, utilizată în mai multe regiuni ale lumii, care folosea umbra și vegetația pentru a crea un spațiu răcoros.
- Ferestrele mici, adâncite, combinate cu pereți groși, asigurau un interior mai răcoros. Cu toate acestea, aceste măsuri nu s-ar potrivi arhitecturii moderne, așa că haideți să investigăm alte strategii de răcire pasivă pentru a ne face viața mai confortabilă fără a consuma energie.
Strategii de răcire pasivă pentru construcții noi
Pe măsură ce clădirile tind spre un design mai eficient din punct de vedere energetic, există câteva caracteristici arhitecturale cheie de răcire pasivă care joacă un rol important în asigurarea căldurii iarna și reducerea căldurii vara, fără a recurge la echipamente care consumă energie, cum ar fi aparatele de aer condiționat. Printre strategiile critice de răcire pasivă disponibile, orientarea clădirii este una dintre cele mai eficiente.
Orientare
Mișcarea aparentă a soarelui de la solstițiul de iarnă la solstițiul de vară joacă un rol semnificativ în încălzirea unei clădiri.
În timpul iernii, clădirile din emisfera nordică acumulează căldură prin deschiderile orientate spre sud, care permit pătrunderea razelor solare. Cu toate acestea, în lunile toride de vară, aceeași clădire trebuie să-și protejeze interiorul prin reducerea cantității de lumină solară care pătrunde în interior.
Pentru a face acest lucru în mod eficient, casele dreptunghiulare cu o linie de creastă est-vest vor fi mai eficiente, deoarece maximizează expunerea la sud. Deși diagramele moderne generate pe computer oferă parametri de proiectare preciși, acest concept își are originea în practicile de construcție antice, precum cele din dinastia Ming din China și ruinele Pueblo din Colorado.
Utilizarea camerei este un element important în îmbunătățirea rolului pozitiv pe care orientarea îl poate juca în menținerea temperaturilor confortabile în casa dvs. Camerele utilizate frecvent, cum ar fi bucătăria și zonele de living, ar trebui să fie situate pe partea sudică a casei, astfel încât să poată fi încălzite de soarele de iarnă. În schimb, garajele, camerele de depozitare și alte camere utilizate rar ar trebui să fie situate pe partea nordică, pentru a proteja casa de vântul rece al iernii.
Izolație
Vara, dorim să menținem interiorul răcoros, iar cea mai mare amenințare la confortul nostru este acoperișul, care este responsabil pentru aproximativ treizeci la sută din căldura care pătrunde în spațiile noastre interioare. În timp ce instalarea unei izolații eficiente a tavanului va face lucrurile mult mai suportabile în interior, aplicarea unui strat reflectorizant pe acoperiș este o soluție mai directă, care este discutată în secțiunea „Acoperișuri răcoroase” de mai jos.
În orice caz, este întotdeauna o idee bună să izolați pentru a respecta cerințele codului de construcție din regiunea dvs. Izolarea pereților va contribui la reducerea temperaturii casei dvs. în timpul verii, însă, dacă trebuie să alegeți un singur loc pentru izolare, este mai important să izolați acoperișul sau mansarda, deoarece acoperișul primește mai multă lumină solară decât pereții.
Ventilație pasivă de răcire
Arhitectura de răcire pasivă se bazează în mare măsură pe modele antice. Conceptul fundamental este de a utiliza proprietatea naturală a aerului cald de a se ridica. În consecință, clădirile care permit aerului să intre la un nivel inferior și să circule înainte de a ieși printr-o deschidere mai înaltă vor beneficia de efectul de răcire care a oferit confort omului încă din antichitate.
Direcția și temperatura vânturilor dominante sunt factori suplimentari care trebuie luați în considerare la stabilirea orientării corecte a clădirii. Egiptenii antici foloseau cunoștințele lor despre vânturile dominante pentru a orienta deschiderile clădirilor astfel încât să atragă vânturile reci din nord în interiorul clădirilor.
Deși informații specifice despre vânturi și temperaturile medii ale acestora sunt disponibile de la departamentele meteorologice guvernamentale, norma este ca vânturile reci să sufle dinspre nord și vest. În contrast, vânturile mai calde provin din sud pentru locațiile din emisfera nordică.
Tehnici de răcire pasivă pentru clădirile existente
Dacă ați văzut vreodată turiști alergând pe nisipul încins de soarele verii, veți înțelege conceptul de absorbție a căldurii. Adăugați la aceasta suprafețele convenționale ale orașelor, formate din asfalt și trotuare din beton, și conceptul de „insulă de căldură urbană” devine foarte clar.
Acoperișuri răcoroase
Mutarea din oraș nu anulează efectul de absorbție a căldurii. Drumurile asfaltate din suburbii și aleile pavate contribuie la creșterea temperaturii, la fel și acoperișul întunecat al casei dvs. Vopsirea acoperișului în alb sau folosirea unui material reflectorizant va reduce temperatura ambiantă și vă va ajuta să economisiți bani pe facturile la energie.
Într-un studiu recent al UCL, s-a demonstrat că aplicarea unui strat alb sau reflectorizant pe acoperișurile existente este mai eficientă decât acoperișurile verzi sau vegetația la nivelul solului pentru răcirea clădirilor din centrul Londrei. În cadrul studiului, aplicarea unui strat reflectorizant sau alb pe acoperișuri ar duce la o reducere a temperaturii ambiente cu 1,5 °C, în timp ce acoperișurile verzi ar duce la o reducere de numai 0,5 °C. Ineficiența acoperișurilor verzi a fost agravată și mai mult de proprietățile izolante ale acoperișului, care reține căldura în clădiri pe timpul nopții.
Potrivit The Green Business Lab, stratul protector dezvoltat de Universitatea Purdue reduce temperatura acoperișurilor cu opt grade. Echipa de cercetare a calculat că puterea de răcire a acoperirii este echivalentă cu aproximativ zece kilowați, ceea ce este aproape de cea a aparatelor de aer condiționat convenționale.
Ferestre
Este dificil să schimbați poziția ferestrelor într-o clădire existentă, dar asta nu înseamnă că nu le puteți face mai eficiente în menținerea temperaturii scăzute.
Razele soarelui care pătrund prin fereastră dimineața devreme pot părea o invitație de a lăsa jaluzelele deschise, însă rezultatul inevitabil este că încăperea se va încălzi rapid până la un nivel inconfortabil.
Jaluzelele și perdelele sunt alegeri evidente pentru a reduce încălzirea camerei de către razele soarelui, dar dacă nu doriți să pierdeți priveliștea, atunci aplicarea unei folii pentru ferestre care reflectă razele soarelui, dar rămâne translucidă, poate fi exact ceea ce aveți nevoie. Biroul meu este expus la soarele dimineții în timpul verii și a trebuit să închid perdelele în timpul dimineții pentru a menține temperatura scăzută până când am montat folie pentru ferestre. Acum, perdelele rămân deschise, deoarece folia reflectă foarte bine lumina soarelui, iar eu pot în continuare să privesc valurile care se rostogolesc ușor.
În timp ce ventilația transversală este eficientă în reducerea temperaturilor interne, ventilația prin straturi este eficientă în crearea unei căi de ieșire a aerului cald din clădire prin ferestrele amplasate mai sus în clădire sau, uneori, în acoperiș.
Răcire pasivă folosind grădina
Unele modificări în grădină pot face temperatura internă a casei mai confortabilă. Copacii, în special cei cu frunze căzătoare, sunt perdele sezoniere excelente, acoperind complet în timpul verii, când aveți nevoie să reduceți lumina soarelui care pătrunde prin ferestre.
Este important să păstrați copacii la o distanță rezonabilă de casă din două motive. În primul rând, copacii reduc eficient vântul, pe care poate doriți să îl lăsați să circule prin casă. În al doilea rând, copacii cresc an de an, așa că asigurați-vă că aveți o idee clară despre cum va arăta un copac matur înainte de a decide unde să îl plantați.
Iarna, când doriți puțin soare pentru a încălzi interiorul, copacii cu frunze căzătoare își pierd frunzele. Dar trebuie să luați în considerare lățimea trunchiului și a ramurilor copacului. Dacă sunt prea late, umbra care se va forma va afecta cantitatea de lumină solară care pătrunde în casă.
Arbuștii sunt o altă opțiune la îndemână. Deoarece sunt mai scunzi, sunt ideali pentru a bloca soarele dimineața devreme și după-amiaza târziu.
Luați în considerare adăugarea unei structuri de spalier pentru a oferi o acoperire naturală care va asigura o răcire suplimentară vara, iar dacă utilizați plante cățărătoare care își pierd frunzele iarna, veți avea parte de cele mai bune avantaje.
Clădirile care utilizează tehnici de răcire pasivă fac mult mai mult decât să ofere un mediu sănătos și confortabil. Prin aplicarea unor tehnici străvechi, puteți reduce costurile energetice și contribui în mod pozitiv la bunăstarea generală a planetei.
